Return to Video

Kristali sıkıp nasıl elektriğini çıkarırız - Ashwini Bharathula

  • 0:08 - 0:11
    Bu, bir şeker kristali.
  • 0:11 - 0:14
    Üstüne basarsanız
    kendi elektriğini üretecektir.
  • 0:14 - 0:18
    Bu basit kristal nasıl oluyor da
    küçük bir güç kaynağı gibi çalışıyor?
  • 0:18 - 0:20
    Çünkü şeker, piezoelektrik.
  • 0:20 - 0:23
    Piezoelektrik materyaller,
    mekanik stresi
  • 0:23 - 0:24
    basınç,
  • 0:24 - 0:25
    ses dalgaları
  • 0:25 - 0:26
    ve diğer titreşimleri
  • 0:26 - 0:29
    elektriğe dönüştürür ve
    tam tersini de yaparlar.
  • 0:29 - 0:31
    Bu garip olay ilk olarak
  • 0:31 - 0:35
    fizikçi Pierre Curie ve kardeşi Jacques
    tarafından 1880'de keşfedilmiştir.
  • 0:35 - 0:38
    Bazı kristallerin ince dilimlerini
    sıkıştırdıklarında
  • 0:38 - 0:43
    ters yüzlerinde pozitif ve negatif
    yüklerin ortaya çıktığını keşfettiler.
  • 0:43 - 0:45
    Yükteki ya da gerilimdeki fark
  • 0:45 - 0:50
    sıkıştırılmış kristallerin, bir pil gibi
    devreleri sürebileceği anlamına geliyordu.
  • 0:50 - 0:53
    Tam tersi şekilde de çalıştı.
  • 0:53 - 0:57
    Bu kristallerden elektrik geçirmek
    şekillerinin değişmesine sebep oldu.
  • 0:57 - 0:58
    İki sonuç da
  • 0:58 - 1:01
    mekanik enerjiyi
    elektriğe dönüştürürken
  • 1:01 - 1:03
    ve elektrik enerjisini
    mekaniğe dönüştürürken
  • 1:03 - 1:05
    çok iyiydi.
  • 1:05 - 1:08
    Ama bu keşif, birkaç on yıl
    ortaya çıkarılmadı.
  • 1:08 - 1:11
    İlk pratik uygulaması,
    1. Dünya Savaşı sırasında
  • 1:11 - 1:14
    Alman denizaltılarını fark etmek için
    sonar aletlerde yapıldı.
  • 1:14 - 1:17
    Sonar vericisine yerleştirilmiş
    piezoelektrik kuvars kristalleri
  • 1:17 - 1:21
    alternatif akım uygulandığında
    titriyorlardı.
  • 1:21 - 1:24
    Bu şekilde ultrasonik dalgalar
    suda gönderiliyordu.
  • 1:24 - 1:27
    Dalgaların bir objeye çarpıp
    geri dönme süresi ölçülerek
  • 1:27 - 1:30
    ne kadar uzakta olduğu
    ortaya çıkarılıyordu.
  • 1:30 - 1:32
    İşlemin tersi için
  • 1:32 - 1:34
    yani mekanik enerjiyi
    elektriğe çevirmek için
  • 1:34 - 1:37
    elinizi çırptığınızda ışıkların
    açılmasını düşünebilirsiniz.
  • 1:37 - 1:40
    Elinizi çırptığınızda ses dalgaları
    havada ilerler
  • 1:40 - 1:43
    ve piezo elementin ileri geri
    bükülmesine neden olur.
  • 1:43 - 1:47
    Bu eylem, LED ışıkları
    sürebilecek kadar voltaj üretir
  • 1:47 - 1:50
    aynı zamanda geleneksel kaynakları
    kullanarak onları açık tutabiliriz.
  • 1:50 - 1:54
    Peki bir materyali
    piezoelektrik yapan nedir?
  • 1:54 - 1:56
    Bu sorunun cevabı
    iki faktöre dayanmaktadır:
  • 1:56 - 1:58
    Materyalin atomik yapısı
  • 1:58 - 2:01
    ve içindeki elektrik yükünün
    nasıl dağıtıldığı.
  • 2:01 - 2:03
    Çoğu materyal kristalimsidir.
  • 2:03 - 2:04
    Yani üç boyutlu bir modelde
  • 2:04 - 2:08
    düzgünce sıralanmış atomlar
    ya da iyonlardan yapılmışlardır.
  • 2:08 - 2:11
    Bu modelde, birim hücre denilen
    ve sürekli kendini tekrar eden
  • 2:11 - 2:13
    bir yapı taşı vardır.
  • 2:13 - 2:16
    Piezoelektrik olmayan
    çoğu kristalimsi materyalin
  • 2:16 - 2:19
    birim hücrelerindeki atomları,
    merkezi bir noktanın etrafında
  • 2:19 - 2:20
    simetrik olarak dağılmıştır.
  • 2:20 - 2:24
    Ama bazı kristalimsi materyaller
    simetri merkezine sahip değildir.
  • 2:24 - 2:27
    Bu da onları,
    piezoelektriklik adayı yapar.
  • 2:27 - 2:29
    Kuvarsa bir göz atalım.
  • 2:29 - 2:32
    Silikon ve oksijenden yapılmış
    bir piezoelektrik materyal.
  • 2:32 - 2:37
    Oksijenler hafif negatif yüklü iken
    silikonlar hafif pozitif yüklüdürler.
  • 2:37 - 2:38
    Her bağ arasında bir yük ayrımı
  • 2:38 - 2:41
    ya da çift kutup oluştururlar.
  • 2:41 - 2:44
    Normalde bu çift kutuplar
    birbirlerini iptal ederler.
  • 2:44 - 2:47
    Yani birim hücrede
    net yük ayrılması yoktur.
  • 2:47 - 2:51
    Ama kuvars belirli bir yönde
    sıkıştırılırsa, atomlar kayar.
  • 2:51 - 2:54
    Yük dağılımında asimetri olduğu zaman
  • 2:54 - 2:57
    çift kutuplar birbirlerini
    iptal etmeyi bırakırlar.
  • 2:57 - 3:00
    Gerilmiş hücre,
    bir yüzü net negatif
  • 3:00 - 3:03
    diğer yüzü net pozitif
    olacak hâle gelir.
  • 3:03 - 3:06
    Bu yüz dengesizliği,
    materyal boyunca tekrarlanır
  • 3:06 - 3:10
    ve zıt yükler,
    kristalin zıt yüzlerinde toplanır.
  • 3:10 - 3:14
    Bunun sonucunda ortaya çıkan gerilim
    bir devreyi elektriksel olarak sürebilir.
  • 3:14 - 3:17
    Piezoelektrik materyallerin
    farklı yapıları olabilir.
  • 3:17 - 3:22
    Ama ortak olan yönleri, birim hücrelerinin
    simetri merkezine sahip olmamasıdır.
  • 3:22 - 3:24
    Piezoelektrik materyaller
    ne kadar fazla sıkıştırılırsa
  • 3:24 - 3:27
    o kadar fazla gerilim üretirler.
  • 3:27 - 3:30
    Kristalleri gerdiğiniz zaman tam tersi
    olacak ve gerilim yer değiştirerek
  • 3:30 - 3:32
    akımın diğer türlü
    akmasına sebep olacaktır.
  • 3:32 - 3:36
    Düşündüğünüzden çok daha fazla
    materyal piezoelektriktir.
  • 3:36 - 3:37
    DNA,
  • 3:37 - 3:37
    kemik
  • 3:37 - 3:38
    ve ipek.
  • 3:38 - 3:42
    Hepsinin de mekanik enerjiyi
    elektrik enerjisine çevirme yeteneği var.
  • 3:42 - 3:46
    Bilim insanları birçok tür sentetik
    piezoelektrik materyal yarattı
  • 3:46 - 3:49
    ve onları tıbbi görüntülemelerden
    mürekkep püskürtmeli yazıcılara kadar
  • 3:49 - 3:52
    her alanda kullandılar.
  • 3:52 - 3:55
    Piezoelektrik,
    kuvars kristallerinin
  • 3:55 - 3:58
    ritmik titreşimleri ile
    saatinizin doğru zamanı göstermesinden,
  • 3:58 - 4:00
    sesli kartpostalların hoparlörlerinden
  • 4:00 - 4:03
    ve tuşuna bastığınız zaman
    gazı ateşleyen çakmakların
  • 4:03 - 4:05
    çalışmasından sorumludur.
  • 4:05 - 4:09
    Mekanik enerji bol olduğu için ve
    elektriğe ihtiyaç yüksek olduğu için
  • 4:09 - 4:13
    piezoelektrik cihazlar, gittikçe
    daha fazla yaygınlaşmaya başladı.
  • 4:13 - 4:16
    Turnikeleri ve ekranları
    yolcuların adımlarıyla enerjilendiren
  • 4:16 - 4:18
    tren istasyonları
  • 4:18 - 4:22
    ve ışıklarını piezoelektrik yardımıyla
    enerjilendiren bir disko mevcut.
  • 4:22 - 4:26
    Basketbol oyuncuları ileri geri koşarken
    skor tabelasına elektrik sağlayabilir mi?
  • 4:26 - 4:29
    Ya da sokakta yürürken, elektronik
    aletlerinizi şarj edebilir misiniz?
  • 4:29 - 4:32
    Piezoelektriğin bir sonraki
    adımı ne olacak?
Title:
Kristali sıkıp nasıl elektriğini çıkarırız - Ashwini Bharathula
Description:

Dersin tam hâli için: http://ed.ted.com/lessons/how-to-squeeze-electricity-out-of-crystals-ashwini-bharathula

Bilim kurgu gibi gelebilir ama bir şeker kristaline baskı uygularsanız, kendi elektriğini üretecektir. Bu basit kristal, şekerin piezoelektrik yükünden dolayı küçük bir güç kaynağı gibi davranabilir. Ashwini Bharathula, piezoelektrik materyallerin baskı, ses dalgaları ve diğer titreşimler gibi mekanik stresi nasıl elektriğe dönüştürdüğünü ve tam tersini de gerçekleştirdiğini açıklıyor.

Ders: Ashwini Bharathula
Animasyon: Karrot Animation
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:56

Turkish subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.