Elektrik Enerjisi Depo Eden Piller Bir Devrede Akımı Nasıl Oluşturur?

Piller, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Bu dönüşüm, bir dizi kimyasal reaksiyon sayesinde gerçekleşir. Pillerin nasıl çalıştığını anlamak için, temel yapısını ve işleyişini incelemek gerekir.

Pilin Temel Yapısı:

Anot (Negatif Elektrot): Kimyasal reaksiyonun başladığı, elektronların serbest bırakıldığı elektrottur.Katot (Pozitif Elektrot): Elektronların hareket ettiği elektrottur.Elektrolit: Anot ve katot arasında iyonların geçişini sağlayan bir kimyasal madde karışımıdır. Bu madde, pilin kimyasal tepkimelerini destekler.

Ayrıltıcı (Separator): Anot ve katot arasındaki kısa devreyi engelleyen, fakat iyonların hareket etmesine izin veren bir bariyerdir.

Pilin Çalışma Prensibi:

Kimyasal Tepkimeler: Pilin içinde, anot ve katot arasındaki kimyasal reaksiyonlar gerçekleşir. Bu tepkimeler sırasında anot, elektronları serbest bırakır. Bu serbest kalan elektronlar, dış devre üzerinden katoda doğru hareket eder.

Elektron Akışı: Pilin dış devresine bağlandığında, serbest kalan elektronlar, devre boyunca negatif kutuptan pozitif kutba doğru akar. Bu elektron akışı, elektrik akımı olarak adlandırılır ve bu akım, cihazları çalıştırmak için kullanılır.

İyonların Hareketi: Aynı zamanda, elektrolit içindeki pozitif yüklü iyonlar, anottan katoda doğru hareket eder. Bu, pilin kimyasal dengesini sağlar ve tepkimenin devam etmesine olanak tanır.

Peki bu türlü bir kimyasal süreçte elektronların ya da iyonların hareket etmesini daha anlaşılabilir kılmak için ne yapabiliriz? Bu soruyu elektrik akımını akışkana benzeterek daha anlaşılabilir yapılabilir. Elektronları su taneciklerine benzettiğimizde su taneciklerinin hareketi için şartımız neyse pillerin elektronları hareket ettirmek için benzer bir şart vardır.

Akışkan olan su taneciklerinin ya da suyun bir noktadan başka bir noktaya akış gerçekleştirebilmesi için basınç farkı gerekir.

Resim 2 de birleşik kapta vana sayesinde basınç farkı oluşturulmuştur. Vana açıldığında su, basıncın yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru akış gerçekleştirir. Birleşik kapta bağlantı noktasında (vana) basınçlar eşitlendiğinde sıvı akışı sonlanır. Bu ilkeden yararlanarak günlük hayatımızda suyun bir noktadan başka bir noktaya taşınmasını sağlayabiliriz. Suyu basınç farkından dolayı hareketlendirmek için su pompalarından (hidrofor) yararlanılabilir ve bununla birlikte kapalı bir su tesisatı ( bizim için kapalı bir elektrik devresi) yapılabilir.  

Su pompası, vana ve kıvrımlı boru kullanılarak su tesisatını bir elektrik devresiyle kıyaslayabiliriz. Elektrik devresindeki devre elemanlarını su tesisatındaki ile benzer işlevlerini şu şekilde açıklayabiliriz:

Su Pompası (Elektrik devresindeki Pil ya da Güç Kaynağı):

Pompa, sıvıyı borular boyunca hareket ettirir. Bu, elektrik devresindeki pilin, elektronları devre boyunca itmesine benzer. Pil, elektrik devresine potansiyel fark (voltaj) sağlar ve pilin kutuplarında oluşan elektrik alan elektronların hareket ettirir. Su pompası ise sıvıya basınç sağlar.

Vana (Elektrik devresindeki Anahtar):

Vana, sıvının borulardan geçişini kontrol eder. Kapalıyken sıvı akışı durur, açıldığında ise sıvı serbestçe akar. Bu, elektrik devresindeki anahtarın işlevine benzer. Anahtar kapalıyken devrede akım akmaz, açık olduğunda ise akım serbestçe akar.

Kıvrımlı Boru (Elektrik devresindeki Direnç):

Kıvrımlı boru, sıvının akış hızını yavaşlatır ve sıvı direnci oluşturur. Elektrik devresinde ise direnç, elektronların akışını zorlaştırır ve devrede enerji kaybına neden olur. Kıvrımlı boru, direncin elektrik akışını sınırladığı gibi, sıvının akışını sınırlar.

KAYNAKLAR
Resim 3 : https://www.shutterstock.com/image-vector/simple-electrical-circuit-water-system-similarity-1718920249
Resim 1 ve İçerik : https://elektrikinfo.com/pil-nasil-calisir/