[Fizik] Elektromanyetik Birimler | Fizikte Nicelik Ve Birimler – BaÅŸlıca Bbirim Sitemleri – MKS Sisteminde Nicelikler – Elektrik Akımı Ve Gerilim – Di..

Elektromanyetik Birimler

Elektromanyetik birimler, fiziğin elektromanyetik dalında kullanılan birimlere verilen addır.

Fizikte Nicelik ve Birimler

Fiziğin bütün dallarında çeşitli nicelikler (büyüklükler, quantity) kullanılır. Bu niceliklerden bir bölümü günlük hayatta rahatlıkla algılanan kavramlardır; sürat, ağırlık, sıcaklık vb. Buna karşılık elektromanyetikte kullanılan nicelikler günlük hayatta duygularla algılanamayan, ama ölçü aletleriyle ölçülebilen kavramlardır.

Bir çok niceliğin özel birimi vardır. Kimi niceliklerde ise diğer niceliklerin birimleri kullanılırlar. Mesela uzunluk için metre birimi kullanılırken, sürat için özel bir birim kullanılmaz; bunun yerine uzunluk ve zaman birimlerinden oluşan metre/saniye birimi kullanılır.

Fizikte problem çözmek için, birimlerin birbirleriye tutarlı olması zorunludur. Şayet birimler birbiriyle tutarsızsa, yapılacak şey, öncelikle birimleri birbiriyle tutarlı hale getirmektir. Birimlerin birbiriyle tutarlı olması yani standart ölçü birimlerinin saptanması başlı başına bir bilim konusudur. Ayrıca, bu yolla uluslararası bilimsel ve ticari ilişkilerde yeknesaklık da sağlanabilmektedir.

Başlıca Bbirim Sitemleri

Ölçü standartlarını oluÅŸturmak için ilk uluslar arası sözleÅŸme 1875 te imzalandı. Ãœlkemiz bu sözleÅŸmeyi imzalayan ilk 17 ülke arasındaydı. ( ABD, Ä°ngiltere ve Japonya’dan önce.) Konu ile ilgili olarak, bir komite kuruldu. Etalonları muhafaza eden, gerektiÄŸinde birimlerde veya etalonlarda deÄŸiÅŸiklik önerisi hazırlayan, ihtiyaca baÄŸlı olarak yeni nicelikleri tanımlayan bu uluslararası bilim komitesinin adı Ağırlıklar ve Ölçüler komitesi (Comité international des poids et mesures (CIPM))’dir. Merkezi ise Fransa’da, tarihimizde kötü anıları olan Sevres kentidir. Komite önerileri dört yılda bir defa toplanan uluslar arası Ağırlıklar ve Ölçüler konferansında (Conférence générale des poids et mesures (CGPM)) tartışılarak, uygun görülürse, hayata geçirilir.

Günümüzde standart ölçü sistemi MKS sistemidir (metre kilogram saniye). Bu sisteme kimi kitaplarda, ampere birimi de eklenerek MKSA şeklinde de rastlanır.

Eski kitaplarda rastlanan bir baÅŸka ölçü sistemi ise CGS sistemidir (santimetre gram saniye). CGS sisteminin kendi içimde esu ve emu adlarıyla bilinen alt türleri vardır. ABD’de ise hala eski Ä°ngiliz ölçü sistemi kullanılır. (Ancak, ABD’de de bilim çevreleri MKS sistemi kullanmaktadır.)

MKS Sisteminde Nicelikler

MKS isteminde 7 temel nicelik tarif edilmiştir. Ayrıca bu niceliklerden üretilen 60 nicelik daha vardır.

Temel niceliklerle bu niceliklerden türetilmiş 20 niceliğin kendilerine özgü birimleri vardır.

Askat olarak;

• desi (1/10)
• santi(1/100)
• mili(1/1000)

Ãœstkat olarak

• deka (10)
• hekto (100)
• kilo (1000)

en iyi bilinen katlardır. Bütün bunların dışında çembersel hareketler için radyan ve steradyan da birimler arasında yer alırlar. Komitenin onayından geçmiÅŸ olan birimler SI birim (Le Système International d’Unités) olarak bilinir.

MKS Siteminde Temel Nicelikler

Yedi temel nicelikten üç tanesi mekanikle ilgilidir: Uzunluk, kütle ve zaman. Isı fiziğinde (termik) sıcaklık, optikte ışık şiddeti, elektromanyetikte akım şiddeti ve kimyada da madde miktarı diğer temel nicelikler arasında yer alır. MKS sisteminde bu sayılanların birimleri sırasıyla, metre, kilogram, saniye, Kelvin, candela (kandela), ampere ve mol’dur. (Kütle birimi olarak gramın değil, kilogramın esas alındığına dikkat edilmelidir.)

Elektrik Akımı ve Gerilim

Elektromanyetik için temel birim elektrik yük olmalıdır. Ancak uygulamada elektrik yükleri bir araya getirip, deneyler yapmak ve sağlıklı ölçülerle etalon saptamak çok zordur. Buna karşılık bir iletkenden birim zamanda geçen yükü ölçmek çok daha kolaydır. Bu sebepten elektromanyetik için temel birim elektrik yükü değil, elektrik akımıdır.

Yük ve akım arasında şu ilişki vardır:

Ya da daha genel olarak;

Burada q elektrik yükü, t zaman ve I da elektrik akımıdır. Yük birimi coulomb , akım birimi ampere ve zaman biri de saniyedir .

Elektrikte kullanılan bir başka önemli nicelik gerilimdir. Gerilim gücün bu gücü veren akıma olan oranı (ya da yapılan işin bu enerjiyi sağlayan elektrik yüküne olan oranı) olarak tanımlanabilir.

Burada V ile gerilim, P ile güç, U ile iÅŸ gösterilmiÅŸtir. Gerilim birimi volt (V) , güç birimi watt ve iÅŸ (enerji) birimi de joule (J)’dur.

Dikkat edilirse, gerilim tanımında güç ya da enerjinin de rolu vardır. Başta mekanik nicelikler olarak tanımlanan güç,enerji ve kuvvet James Prescott Joule’un ısı üzerinde yaptığı çalışmalardan sonra fiziğin bütün dallarında kullanılmağa başlanmıştır.

DiÄŸer Elektromanyetik Nicelikler

Tablo 1

Elektromanyetikte kullanılan diğer bütün nicelikler de temel birimler cinsinden verilebilir.

Bu nicelikler Tablo 1‘de gösterilmiÅŸtir. Tablonun birinci bölmesi temel niceliklerden elektromanyetiÄŸi ilgilendiren dört tanesine iliÅŸkindir. Ä°kinci bölmede hem mekanik ve hem de elektromanyetikte kullanılan diÄŸer birimler yer almıştır.

Üçüncü bölme kendi özel birimi olan elektromanyetik niceliklere ilişkindir. Dördüncü bölmede özel birimi olmayan diğer elektromanyetik nicelikler yer almıştır. Bütün bu nicelikler SI birimidir. En alt bölmede ise SI birim olmayan, fakat SI birimlerle birlikte kullanılabilen iki oran birimi görülmektedir. (Bu şablondaki son birim olan desibel, bell biriminin askatıdır.)

Tablonun sol iki sütunu niceliklerin isimleri ve denklemlerde kullanılan simgelere ilişkindir. Ancak niceliklerin simgeleri için bir standart olmadığından, burada en yaygın kullanımlar gösterilmiştir.

Üçüncü ve dördüncü sütunlar MKS sisteminde birimlere ve simgelerine ayrılmıştır. Birimler daima küçük harfle yazılır. Birim simgelerinin standardı saptanmıştır. Buna göre, simgeler küçük harfle yazılır. Ancak şayet birim adı insan isminden türetilmişse (Weber, Watt, Henry vb.) simgenin ilk harfi büyüktür (Wb). (Dilimizde genellikle birim simgelerinin yazılışında uluslararası kurallara uyulmakta, fakat birimler Türkçe okunuşlarına göre yazılmaktadır: Mesela ampere yerine amper, coulomb yerine kulon, bazen de henry yerine henri.)

Beşinci sütunda birimleri tanımlayan eşdeğer birimler verilmiştir. Son sütun da böyledir. Yalnız son sütunda tanımlama sadece temel birimler cinsinden yapılmıştır. Temel birimler cinsinden yapılan tanımlamalara o niceliğin boyutu da denilebilir.

Birimlerin tutarlılığı hakkında örnek

Mekanikte kullanılan watt biriminin elektromanyetikte de kullanılışı şöyledir:

Yukarıdaki tabloda mekanikteki watt biriminin temel birim karşılığının kg • m²/ s³ olduğu görülmektedir. Oysa aynı birim elektrikte de kullanılır. Ancak, elektrikte kullanılan birimler ampere temel biriminden türetilmiştir. Yukarıdaki boyutlar incelenirse, watt biriminin nasıl olup ta, elektrik te de kullanıldığı ortaya çıkar.

Elektrikte 1 watt iki ucu arasında 1 volt gerilim olan bir dirençten geçen 1 amperlik akımın sağladığı güçtür. Şu halde watt biriminin elektrik birimi olarak karşılığı amper x volt olarak verilebilir. Ampere temel birimdir. Volt karşılığı ise ise tabloda kg • m² / (A • s³) olarak verilmektedir. Bu iki birimin çarpılması halinde

Bu da mekanikteki güç biriminden başka bir şey değildir.

Birimlere Ä°sim Verenler

Tablo 2

Fizikte (özellikle elektromanyetikte) birim olarak, genellikle bilim adamlarının isimleri kullanılır. Böylelikle, uygarlığa katkıda bulunanlar onurlandırılmış olur. Tablo 1’de belirtilen birimlere isim veren bilim adamlarının isimleri Tablo 2′ de gösterilmiÅŸtir. (CGS sisteminde ve fiziÄŸin diÄŸer dallarında kullanılan birimler gösterilmemiÅŸtir.) Ä°lk sütünda nicelik, ikinci sütunda bu niceliÄŸin birimine isim veren bilim adamı ve son sütunda da bu bilim adamının doÄŸum ve ölüm yılları vardır. Tablo bilim adamlarının doÄŸum yılına göre düzenlenmiÅŸtir. Tablonun incelenmesi elektromanyetiÄŸi insanlık hizmetine sunan bili adamlarının genellikle 18. yüzyılın ikinci yarısı ile 19. yüzyılda hizmet ettiklerini göstermektedir.

Görüldüğü gibi, birimlere isim veren bilim adamlarının, Joseph Henry hariç, hepsi Avrupalı’dır. Nicola Tesla ise Hırvatistan doÄŸumlu bir Sırp olup, sonradan ABD’ye yerleÅŸmiÅŸtir. (Bell biriminde Alexander Graham Bell‘in (1847-1922), neper biriminde ise John Napier‘in (1550-1617) adı kullanılmaktadır.)

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 17.08.2009 tarihinde Hale tarafından, Fizik - Kimya - Biyoloji Konu Anlatımları bölümünde paylaşılmıştır ve 1439 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 0 adet mesaj daha bulunmaktadır.

[Fizik] Elektromanyetik Birimler | Fizikte Nicelik Ve Birimler - Başlıca Bbirim Sitemleri - MKS Sisteminde Nicelikler - Elektrik Akımı Ve Gerilim - Diğer Elektromanyetik Nicelikler orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...