Merhaba, değerli arkadaşlar;

Elektrik akımındaki elektronların hareketiyle ilgili olarak 2 ayrı teori mevcuttur;

1- Elektronların iletken elektronları (elektron bulutu, metaldaki metalik bağda) uzerinden sekerek, sıcrayarak tıpkı otobalardaki gibi doğrusal veya doğrusala yakın olan hareketle iletken teldeki olan ic yolculuğu,

2- Elektronların kablo iletkenindeki bakır atomundaki kendi elektronları uzerinden iskambil kağıdı veya domino taşları gibi birbirlerine arka arkaya olan etkileşimşeriyle, telin en başından sonuna kadar bu etkileşimlerle telin başından giren bir elektronun telin en sonundaki bakır atomlarından tel uzunluğunda doğrusal yol almadan cıkabilmesi şeklindeki bir yolculuğudur.

Şimdi oncelikle 2. teorinin doğru olduğunu bir an icin duşunelim. Yani elektronların iletken tellerde tıpkı otoyollardaki gibi yol almadığını (son yapılan araştırmalarla, bu elektronların ayni otobandaki aracların cok duzgun, sıralı olan hareketlerine cok benzer duzgun hareket edebildikleri ABD ’deki bilim enstitulerince yapılan araştırmalarla elde edilebilmiştir) bir an icin duşunelim. Telin bir ucundan giren veya uygulanan elektrikle giren elektronların, bakır atomunun icindeki atomdaki elektronlarla etkileşerek iskambil kağıtları gibi ard arda duşerek telin en sonundaki bakır atomunun kendi elektronlarını ittirebilmesiyle son uctan cıkabildiğini duşunelim.

Cok iyi bildiğimiz gibi iletken bir telin, kablonun kesiti azalırsa ve boyu uzarsa, iletken metalin ozdirenci nedeniyle, kesit ne kadar azsa, boyu ne kadar uzunsa bu telde ısınma sonucu voltaj duşumu, ve guc harcaması da o oranda artmış olur. Bu tel bir rezistans teli ise ; rezistans telinin en başındaki voltajla en sonundaki voltaj ayni olmaz, kademe kademe bu voltaj değeri duşmuş ve en sonunda elektronların kinetik enerjisi sıfıra yakın duştuğu icin prize taklı olan elektrikli ocak, fırın, tost makinesyle sigortalarımız atmamış olur. 2. teoriye gore bu elektronlar hareket etmiş olsalardı, ozellikle de rezistans teli atomlarındaki nikel-krom alaşımında iletilirken, bir uctan son uca kadar ayni kinetik enerjili elektronlarla iiletilmiş olsalardı, elektronların kinetik enerjisi olan voltaj değeri sıfır veya ona yakın kinetik enerjiye duşmedikleri icin sigortaları attırmış olurlardı. Rezistans teli icinde elektronların birbirleriyle olan surtunmeleriyle olan teli joule etkisiyle ısıtarak ilerlemeleri mantığıyla duşunulurse elektronların bu hareketinin reziistans teliyle prize takılı iken evin sigortasını kısa devreyle attırabileceği duşunulmelidir.

Rezistans teli yerine kablo, tel icin ayni durumu tekrar duşunduğumuzde, cok uzun kablolarda bu metraj arttıkca voltaj duşumu ve guc kaybnının lineer olarak daha fazla olabildiğini, daha kalın kesitli kablo secmemizin temel mantığında da, bu elektronların otobandakine benzer olan bu doğrusal hareketleri boyunca, iletkenin bakır atomlarındaki elektronlarla daha az carpışarak ve daha az surtunerek bu olası voltaj ve guc kayıplarını iyice minimize edebilme cabamızdır.

Buşonlu (icinde ince tel ve silisli kum olan) tip sigortalarda, buşondaki telin cekilen fazla akımla veya kısa devredeki gibi (Bu bakır cok damarlı kablonun o andaki ic direnci 0.1 ohm ise I=V/R ’den I=220/0.1 I=2200 A şebekeden gelip bu kablo veya sigorta icindekii ince telden gecer) cok aşırı akımlarla hemen yanıp kopmasında acaba telin bir ucundaki bakır atomlarının telin diğer ucuna sadece iskambil kağıdı gibi devrilip gidebilmesi mi yoksa elektronların bu iletken telde otobandaki gibi sıralı harelketlerle gereğinden cok fazla (2200 A gibi) ayni iletken kesiytinden amper değeri olarak gecerek bu iletkeni akkor hale getirip eritebilmeleri ile mumkundur. Gereğinden cok daha fazla elektronun ince kesitten gecerken onu rezistnas telindeki gibi aşırı ısıtıp akkor hale getirip bu teli kolayca eriterek koparmaları mantıken daha uygundur.

İskambil kağıdı gibi telin, kablonun en başındaki elektronun en sonuna kadar olan seyrinde, kablo, tel kesiti ince veya kalın olması farketmeden bu iletimi metal atomlarında (metalik bağda) aşırı ısınmaya neden olmadan yapabilmesi mumkundur, ancak bir uctan dier uca kadar elektronlar uzerinden denizdeki dalglar uzerinden seken yassı taşlar gibi sekerek gittiğinde, bu gidişi ayni otobandaki gibi cok duzgun olarak yapabildiğinde, kablodaki kesit ve boy kavramının voltaj ve guc kaybında asıl nedenin kendisi olabileceğini hemen bulabilirsiniz, iletim şeklinin başka bir alternatifi veya teorisinin olamayacağı bu duşuncelerden hareketle olayca cıkarımsal olarak bulunabilir, domno taşları gibi elektronların birbirlerini arka arkaya iterek kablo, telin en ucundan bu şekilde cıkamadığı sonucuna varılabilir.

Elektrik akımının iletkenlerdeki hızının ışık hızında veya ona cok yakın değerlerde olduğu şimdiye kadar olan bilgilerimizle oğrenilmişti. Işık hızına cok yakın veya o hızda giden bu elektronların (elektrik akımı katı iletkenlerde sadece elektron akımı olarak kabul edilir, cunku cekirdeğin hızı nispeten cok azdır, diğer ortamlarda gaz ve sıvılardaki elektrik akımı iletiminde, anyon ve katyonlar şeklindeki bu iyonik ayrışmalarda, plazma (ark) ortamında bu hızlar arasında farklar da azalır, cekirdek ve elektronun anyon ve katyonlar şeklindeki bu hareketlerinin hızları bu durumda ayrı ayrı alınabilir) 10 mt. lik kablo veya 1000 mt. lik kablodaki elektrik iletiminde, bu kablonun sonundaki hızı ışık hızı değerlerine gore (elektron hızı ışık hızı olarak ele alınırsa) cok azdır, bu fazla metraj değişiminde farklı voltaj duşumu bu nedenle sayısal bir değer olarak ele alınıp tartışılamayacak kadar kucuk değerlerde kalacaktır.

Buraya kadar elektrik akımındaki elektronların katı iletkenlerde ayni otobandaki gibi telin bir ucundan diğer ucuna domino etkisiyle birbirlerini surekli itip devirerek değil, sadece atomdaki mevcut metalik (iyonik) bağda doğrusal olarak birbirleri uzerinden sekip kayarak iletilmeleri gerektiğinin gerekceleriyle izah etmeye calıştım. Elektrik akımını ilk defa oğrendiğim ortaokul, lise veya universite yıllarımda veya sonrasında gecen son yılarda da bu duşuncem hic değişmedi.

Elektrikteki Amper Kavramı: Akım gecen iletken telden birim zamanda gecen elektron sayısı veya bu kesitten 1 sn.' de gecen elektronların bu birim kesite gore elektron fazlalılık değeridir. (I=Q/t)

Elektrikteki Volt kavramı: Elektronların sahip olduğu kinetik enerji veya elektronların hareket hızlarıyla doğru orantıda olan sayısal bir buyukluktur. Yuksek gerilim ureten bir bobinin ucundan cıkan bir kıvılcımdaki elektronların kinetik enerjisi (atlama yeteneği veya atlama aralığı) ile 12 voltluk bir akunun - kutup başından cıkan elektronların kinetik enerjisi ayni değildir, işte bu fark volt kavramının aslında elektronların kazanabildiği kinetik enerji sonucu olduğunu bizlere acıklar, en mantıklı acıklaması budur. Ayni mantıkla rezistans telinin en başı ve en sonundaki elektronların kinetik enerjisi ayni değildir, ayni olsaydı evdeki sigortalar prize rezistans telleri takılınca anında atmış olurdu, normal kablo ile rezistans teli arasındaki en buyuk ayrım elektrik akımına kristal (ic elektronik) yapısıyla gosterdikleri direnc farkından ileri gelmektedir. orneğin 100 adet ataşı seri bağlarsanız ve prize takarsanız sigortalar hemen atacaktır, bir rezistans telinin 220 volt AC elektrik akımına karşı olan direnci sıradan teller, iletkenler veya alaşımlarla ayni rezistans ozelliği elde edilemez. Kolay gelsin.