Elektrik Nedir?
Elektrik, elektrik gücünün veya yükünün akışıdır. Bu enerji, hem doğanın temel bir parçası hem de en yaygın olarak kullanılan enerji türlerinden birisidir. Elektriği aynı zamanda yükün varlığı olarakta tanımlayabiliriz.
Elektriği Kim İcat Etti ?
Elektriğin arşivler ile net olarak ispatlanabilir tarihi, İngiltere’nin ilk kraliçesi olan Elizabeth’e hizmet eden; aynı zamanda doktor ve doğa bilimci olan William Gilbert (1544-1603) ile başlar. Gilbert’ten önce bilinen ve net olarak tarihlendirilemeyen tek gerçek, bir mıknatıs taşının (manyetit) manyetik özelliklere sahip olduğu ve kehribar ve farklı nesne ile sürtünmesi sonucu ortaya çıkan çeşitli materyalleri çekim gücüydü. Yani bu oluşuma da kısacası “statik elektrik” dendiğini birçoğumuz biliyordur.
1600’de Gilbert, “De magnete, Magneticisique Corporibus” (Mıknatıs Üzerine) bir tez yayınladı. Bu kitap, Gilbert’in elektrik ve manyetizma üzerine yıllarca süren araştırmalarını ve deneylerini de içeriyordu. Ancak en ilginç olan hadise de, Gilbert’in bu kitapta ilk defa “elektrik” kelimesini kullanmasıydı. Aynı zamanda bu kitap, elektrik kelimesinin geçtiği ilk kaynaktı.
En Erken Mucitler
Almanya’dan Otto von Guericke (1602-1686), Fransa’dan Charles Francois Du Fay (1698-1739) ve İngiltere’den Stephen Gray (1666-1736) gibi nice Avrupalı mucit, Gilbert’ten ilham almıştır.
Otto von Guericke, sürekli bir boşluk olduğunu varsayarak araştırmalarına ara vermeden devam etti ve sonunda, statik elektrik üreten makineyi icat etmiştir; aslında bu cihaz ilk jeneratör olarakta kabul edilebilir. Ancak 19. yüzyılda Michael Faraday’ın ürettiği tam bir elektrik üretim makinesi özelliklerine sahip değildi. Daha doğrusu Geuricke’nin cihazını, statik jeneratör olarakta kabul edebiliriz.
1729 yılında Stephen Gray, elektriğin iletim ilkesini keşfetmiştir. Yine bundan dört yıl sonra 1733 yılında, Charles Francois du Fay; elektriğin negatif ve pozitif olarak adlandırılan iki biçimden geldiğini bulmuştur.
Leyden Kavanozu ve Elektrik:
Bu kavanoz, elektriği depolayan ve dilediğinizde serbest bırakabileceğiniz orjinal bir kapasitördür. Bu kavanoz, 1745 yılında Hollanda’da, akademisyen Pieter van Musschenbroek (1692-1761) tarafından icat edilmiştir. Bu aygıtın elektrik depolama teknolojilerini getirmesi, ilerideki pek çok buluşun da şimdiden habercisiydi. Aynı zamanda bu aygıta dokunarak, aygıtın depoladığı eletrik ile Musschenbroek’in asistanı kısa süreli bir şok geçirmiştir. Bu kavanoz ismini Fransız bilim ve din adamı Jean Antonie Nollet (1700-1770) tarafından Musschenbroek’in memleketi ve üniversitesi Leyden’den almıştır.
Benjamin Franklin, Henry Cavendish ve Luigi Galvani:
ABD’nin kurucusu ve manevi babası olan Benjamin Franklin (1705-1790)’in en önemli keşfi, elektrik ve yıldırımın aynı şeyler olduğunu bulmasıydı. Yine onun gibi elektriğin geliştirilmesine ve kullanıma yönelik bilimsel katkıda bulunacaklar isimlerden Fransa’dan Coulomb ve İtalya’dan Luigi Galvani’yi de unutmamak gerek.
1747 yılında İngiliz filozof Henry Cavendish (1731-1810) farklı malzemelerin iletkenliğini (elektrik akımı taşıma yeteneği) ölçmeyi başardı ve bu sonuçlarıda ayrıca yayınlamıştır. Bir başka dahi Fransız askeri mühendis Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), elektrostatik çekim ve ivme kuvvetini tanımlayan, sonrasında ise “Coulomb Yaası” olarak adlandırılacak fizik yasasını keşfetmiştir. Ters kare yasası olarakta adlandırılabilecek bu yasa, aslında yüklü tanecikler ile ilgili elektrostatiği tanımlamaktadır. 1786 senesinde ortaya çıkan dahi ise İtalyan doktor Luigi Galvani’dir. Galvani, kurbağa kaslarını elektrostatik bir makineden çıkan bir kıvılcımla sarsarak seğirtti. Kısacası bu hadise, kas ve sinir hücrelerinden elektrik üretildiğinin keşfiydi.
Galvani ve Cavendish’in çalışmalarının ardından, İtalyan Alessandro Volta (1745-1827), Danimarkalı fizikçi Hans Christian Ørsted (1777-1851), Fransız fizikçi Andre-Marie Ampere (1775-1836), dahil olmak üzere bir grup önemli bilim adamı ve mucit geldi. Bunlara Almanya’dan Georg Ohm (1789-1854), İngiltere’den Michael Faraday (1791-1867) ve ABD’den Joseph Henry (1797-1878) ekleyebiliriz. Burada tabii ki mucitleri ve buluşlarını saymakla ve özetlemek ile bitiremeyiz; ancak icatları ile dünyanın geleceğine yön veren bir kaç dahiden de bahsetmeden olmaz:
Nikola Tesla ve Alternatif Akım:
Tesla, dünya üzerine gelmiş geçmiş en büyük mucitlerden ve mühendislerden birisidir. En büyük keşfini ise alternatif akım olarak özetleyebiliriz. Hatta bu icatın, onu Edison ile amansız bir savaşa ve Westinghouse ile de kalıcı bir dostluğa sürüklediğini söyleyebiliriz.
Sırp asıllı dahi, elektriği uzun mesafelere iletmek için çok fazlı bir sistem tasarlamış; dünyanın ilk radyo vericisini üreterek; kablo kullanmadan elektromanyetik enerjiyi bir yerden diğerine göndermeyi mümkün kılmıştır. Arkadaşı Westinghouse ile alternatif akımın doğru akımdan daha üstün olduğunu, fuarlara ve seminerlere katılarak ispatlamıştır. Hatta Tesla, Niagara Şelalesi’nin su akşını kullanarak buradaki su gücünü, elektrik enerjisine çevirmeyi başarmıştır. Aynı zamanda buraya Westinhouse ile beraber iki hidroelektrik santrali kurma başarısını göstermiştir. Zira bugün, Niagara Şelalesi’nin önünde Tesla heykeli bulunmaktadır. Bunun haricinde Tesla’nın Tesla bobini, yüksek frekanslı jeneratörler gibi birçok icadı daha bulunmaktadır.
Elektromanyetik İndüksiyon ve Faraday:
Michael Faraday, dikkatini elektromanyetizma üzerine yoğunlaştırmıştır. Özellikle jeneratörler ve elektrik motorlarının temeli olan elektromanyetik indüksiyon gibi önemli keşiflere imza atmıştır. Hareketli bir mıknatıs ve bobin aracılığıyla elektrik üretme girşiminin de ona ait olduğu söylenmektedir. Ayrıca yıllar önce William Nicholson tarafından keşfedilen elektrolizi, kapsamlı bir şekilde araştırmıştır. Bundan kısa bir süre sonra Faraday, kendi adını taşıyan bir yasa geliştirdi: “Faraday’ın elektroliz yasaları“. Bu keşif onu; elektromanyetizma ve elektrokimyanın kurucusu ve manevi babası yapmıştır. Aynı zamanda Faraday, manyetizmanın hareket yoluyla elektrik ürettiğini de bulmuştur.
James Clerk Maxwell ve Dört Diferansiyel Denklemi:
James Clerk Maxwell, Faraday’ın çalışmalarını ele alarak; özellikle elektromanyetik alanlar üzerine çalışmalar yapmıştır. Bunlardan en önemlisi elektrik ve manyetik alanları matematiksel olarak ilişkilendiren dört diferansiyel denklemi geliştirmesidir. Bu denklemler hâlâ onun adıyla anılmaktadır ve Maxwell denklemleri olarak bilinmektedir.
Maxwell ve Elektromanyetik Dalgalar:
Maxwell’in yaptığı araştırmalar; Heinrich Rudolf Hertz‘in elektromanyetik radyo dalgaları elde etmesini mümkün kılmıştır. Bunun yanında, daha önce Tesla’nın sayesinde keşfedilen telsiz, telgraf ve radyo sistemleri, onun sayesinde teknolojik anlamda ilerleme kaydetmiştir.
Edison ve İlk Ampul:
Birçok kişi onun ampulün mucidi olduğunu varsaysa da, gerçekte Edison’un yaptığı; icraatlarını kârlı hale getirmek için yoğun bir şekilde çalışmaktı. Ancak yine de Edison, daha uzun süre dayanan ve bu sebeple ticareleştirilmesi zaruri olan bu sistemiyle, döneme damga vurmuştur. Hatta buradan yola çıkarak Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki şehirler; doğru akımlı elektrikli aydınlatma sistemlerini kurmaya yöneldi. Fakat yıllar sonra, bu sistemin yerini ondan çok daha verimli ve güvenli olan Tesla’nın alternatif akımı sistemi aldı.
Pragmatist Westinghouse:
George Westinghouse, geleceğini Nikola Tesla‘nın alternatif akım sisteminde gördü. Sırp dahinin projesini satın alıp ve onu geliştirirerek; aynı zamanda transformatör ve alternatör ekleyerek mükemmelleştirdi. Edison’un doğru akım sisteminin yerini alacak bir alternatif akım sistemi uygulamak için Westinghouse Electric & Manufacturing Company‘yi kurdu. Bu kuruluşun ardından, 400’den fazla patenti de alarak; icraatlarını bundan sonraki süreçte de eyleme dönüştürmüştür.
