Elektronik 1 Hafta 1 Temel Kavramlar

Elektrik ve elektronik, sık sık birlikte anılan ancak birbirinden farklı iki kavramdır. Her ikisi de enerji ile ilgilenir ancak farklı ölçeklerde ve uygulamalarda.

Elektrik Nedir?

• Tanım: Elektrik, hareket halindeki yüklü parçacıklar (genellikle elektronlar) tarafından oluşturulan bir enerji türüdür. Bu enerji, bir noktadan diğerine aktarılabilir ve iş yapabilir.
• Uygulamalar:
  • Enerji Üretimi: Hidroelektrik, termik, nükleer gibi yöntemlerle elektrik enerjisi üretilir.
  • Enerji İletimi: Üretilen elektrik enerjisi, yüksek gerilim hatları ile uzun mesafelere taşınır.
  • Enerji Dağıtımı: Evlerimize, fabrikalara ve diğer tüketicilere daha düşük gerilimde dağıtılır.
  • Elektrik Motorları: Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
  • Aydınlatma: Ampuller ve diğer aydınlatma araçları ile ortamı aydınlatır.

Elektronik Nedir?

• Tanım: Elektronik, elektrik akımını kontrol etmek, yönlendirmek ve işlemek için kullanılan bilim ve teknolojidir. Elektriğin daha küçük ölçeklerde ve daha hassas uygulamalardaki kullanımıdır.
• Uygulamalar:
  • Bilgisayarlar: Bilgisayarların tüm bileşenleri elektronik devreler üzerine kuruludur.
  • Cep Telefonları: İletişim, veri işleme gibi birçok özelliği elektronik devreler sayesinde gerçekleştirir.
  • Televizyonlar: Görüntü ve ses sinyallerini işleyerek ekranda görüntüler.
  • Oyun Konsolaları: Oyunları çalıştırmak için karmaşık elektronik devrelere sahiptir.
  • Sensörler: Çevresel koşulları algılayıp elektrik sinyallerine dönüştürür.

Elektrik ve Elektronik Arasındaki Farklar

Özellik	Elektrik	Elektronik
Ölçek	Büyük ölçekli enerji üretimi ve iletimi	Küçük ölçekli, hassas kontrol
Bileşenler	Tel, transformatör, jeneratör	Transistör, diyot, entegre devre
Uygulamalar	Enerji üretimi, iletim, dağıtım	Bilgisayarlar, iletişim, otomasyon

Elektrik, daha genel bir kavram olup enerjinin bir türüdür. Elektronik ise elektriğin daha küçük ölçeklerde ve daha karmaşık sistemlerde kullanılmasıdır. Elektrik, elektronik cihazların çalışması için gerekli enerjiyi sağlar. Elektronik ise bu enerjiyi kullanarak bilgi işleme, iletişim ve kontrol gibi birçok görevi yerine getirir.

Yalıtkan, İletken ve Yarı İletken: Elektron Hareketi ve Elektriğin Oluşumu

Elektriğin temelde elektronların hareketinden kaynaklandığını biliyoruz. Ancak bu hareket, maddenin yapısına bağlı olarak farklı şekillerde gerçekleşir. Bu farklılık, yalıtkan, iletken ve yarı iletken maddeler arasındaki temel ayrımı oluşturur.

Yalıtkan Maddeler

• Elektron Hareketi: Yalıtkan maddelerde elektronlar atomlarına sıkıca bağlıdır ve serbestçe dolaşamazlar. Bu nedenle, elektrik akımını iletmezler.
• Nedeni: Yalıtkan maddelerin atom yapısı, elektronların değerlik bandında yer almasına ve çekirdek tarafından güçlü bir şekilde çekilmesine neden olur. Bu durum, elektronların hareket etmesini zorlaştırır ve elektrik akımının oluşmasını engeller.
• Örnekler: Cam, plastik, kauçuk, ahşap

İletken Maddeler

• Elektron Hareketi: İletken maddelerde elektronlar, atom çekirdeklerine zayıf bir şekilde bağlıdır ve serbestçe hareket edebilirler. Bu serbest elektronlar, elektrik alanının etkisiyle düzenli bir hareket yaparak elektrik akımını oluşturur.
• Nedeni: Metaller gibi iletken maddelerin atom yapısı, değerlik elektronlarının kolayca serbest hale gelmesine olanak tanır. Bu serbest elektronlar, iletkenin içindeki herhangi bir noktadan diğerine hareket edebilir.
• Örnekler: Bakır, alüminyum, altın, gümüş

Yarı İletken Maddeler

• Elektron Hareketi: Yarı iletken maddeler, iletkenler ve yalıtkanlar arasında bir ara özellik gösterir. Saf halde yalıtkana yakın bir davranış sergilerler. Ancak, saflıklarına az miktarda başka atomlar (saçaklanma) eklendiğinde veya sıcaklık değiştirildiğinde iletkenlik özellikleri değişebilir.
• Nedeni: Yarı iletkenlerin enerji band yapısı, elektronların kolayca uyarılarak iletim bandına geçmesine olanak tanır. Bu sayede, dış etkilere bağlı olarak iletkenliklerini değiştirebilirler.
• Örnekler: Silisyum, germanyum

Elektriğin Oluşumu ve Elektron Hareketi

• Elektrik Alanı: Bir elektrik yükü, çevresinde bir elektrik alanı oluşturur. Bu elektrik alan, diğer yükleri kendine doğru çeker veya iter.
• Elektronların Hareketi: Bir iletkendeki serbest elektronlar, elektrik alanının etkisiyle bu alana zıt yönde hareket ederler. Bu hareket, elektrik akımını oluşturur.
• Kapalı Devre: Elektrik akımının sürekli akabilmesi için bir kapalı devre olması gerekir. Bu devrede, bir enerji kaynağı (pil, jeneratör gibi) elektronları iterek bir potansiyel farkı oluşturur ve elektronlar bu potansiyel farkını dengelemek için hareket ederler.

Kısaca anlatacak olursak, 

• Yalıtkanlar: Elektronlar serbest değil, elektrik akımı geçmez.
• İletkenler: Serbest elektronlar var, elektrik akımı kolayca geçer.
• Yarı İletkenler: Dış etkilere bağlı olarak iletkenlikleri değişir, elektronik cihazların temelini oluşturur.

Elektronların hareketi, elektrik akımının temelini oluşturur. Farklı maddelerdeki elektronların hareket özgürlüğü, bu maddelerin elektriksel özelliklerini belirler.