TARİH BOYUNCA ELEKTRİĞİN ÖNCÜLERİ:Michael FARADAY

Hazırlayan: Hüseyin Y AVUZ

Michaal Faraday 1831 Eylül'ün de arkadaşı Rlchard Phlllppa'o yazdığı mektupta şöyle diyordu: "Şu sıralar yeniden elektromagne tizma ile ilgileniyorum. Önemli göz lemlerde bulunduğumu zannediyo rum, fakat açıklamıyorum. Sonunda yakalayacağım şey bir balık yerine yosun parçası da olabilir."

Faraday'ın yakaladığı şey elek tromagnetik endüksiyon'du. Bir mıknatısı bakır telle sarılmış bir

MICHAEL FARADAY (1791 1876)

bobinin içinde hareket ettirerek tel boyunca indüklenen elektrik akımı elde etmişti. Böylece insanlık ge leceğini çok etkileyecek olan elek triğin üretimi için bir yol bulmuştur.

Bilim dünyası Faraday'ın keşfin den çok etkilendi. Ve iddiasını ilk günlerin acı hatıraları (keskin itiraz lar) bir yana kabul etti ve onur landırdı.

Faraday fakir bir demircinin oğlu

olarak 22 Eylül 1791 yılında Lond ra'da dünyaya geldi. 13 yaşında bir ciltçi ustasının yanında işe girene kadar çok az bir eğitim görmüştü. Ciltçide çalışırken ustası onun ciltlediği kitapları okumasına izin veriyordu. Bu sırada Kimya Bili minde Deneyler isimli bir kitap ve elektrik üzerine bir ansiklopedi okudu.

1813 yılı başlarında, artık bir ciltçi kalfası olduğu sıralarda, dükkana

gelen bir müşterinin verdiği dave tiye ile zamanın ünlü bilim adamı

Royal Institutlon'da kimya profesörü olan Slr Humphry Davy'nln verdiği bir dizi seminere katılma olanağı buldu. Faraday seminer boyunca tuttuğu notları düzenleyip ciltleyerek Davy'e yol ladı ve ondan kendisine Royal In stitutlon'da bir iş sağlamasını rica etti. Faraday'ın bu hareke tinden etkilenen Davy Enstitü yöneticilerinden birine genç bir ciltçi için iş olup olmadığını sordu. Yönetici şi cevabı verdi: "Ona şişe yıkama işini vereceğim, eğer iyi biriyse bu işi kabul edecektir. Kabul etmezse zaten hiçbir işe yarama yacağını göstermiş olacaktır."

Faraday bu işe girdi. İyi bir şişe yıkayıcısı olarak ve daha sonra dünyanın en ünlü bilim adamların dan biri olarak çalışacağı Roy a l Institutlon'da 1813 1858 yılları arasında çalıştı.

İşe girdiği sıralarda Davy emniyet lambası üzerinde çalışıyordu. Ve Faraday'dan bu işe dikkatini ver mesini istedi. Bu proje üzerindeki asıl fikir Faraday'dan gelince Davy onu yurtdışı gezisine yar dımcı olarak götürmeyi uygun bul du. Bu gezide Volta, Ampere, Arago, Gay Lussac, Blot,

Humboldt gibi o zamanın ünlü bi lim adamlarını tanımak fırsatını bul du.

Faraday profesörlerin deney mal zemelerini hazırladıktan sonra ken di deneylerini de yapmaya zaman buluyordu. Keşifler yapıp bunları yayınlamaya başlayınca Davy onu kıskandı. Faraday, Royal İn stitutlon'a üye olarak önerildiğin de Davy başkanlık görevini yürü tüyordu. Oylama sırasında Fara' day'ın kazanacağını anladığında topluluğu istifa etmekle tehdit et tiyse de sonunda Faraday'ı ileri gelen bilim adamlarından biri olarak saydı.

1820 yılında, daha Faraday Davy ile beraber çalışırken, Oersted'in yayımladığı sonuçları Davy labora tuvara getirmişti. O sıralarda pas lanmaz çelik ve kimya üzerinde çeşitli araştırmalar yapan Fara day Oersted'ln sonuçlarına

karşı büyük ilgi duydu ve bu konu da çalışmalara başlayarak ilk buluşunu 1821 yıl.nda yaptı. İçin den akım peçen bir telin magnetik kutup etrafında döndüğünü ve de tersine mıknatıslanmış bir iğnenin, içinden akım geçen bir telin etrafın dan döndüğünü gösterdi. 1821 yılında karısına bir Noel sürprizi ola rak içinden akım geçen bir telin dünyanın magnetik alanı etkisi ile döndüğünü gösteren deneyi hazır ladı.

Şekil 1. Faraday'ın Elcktro magnetik Döndürgeci

Faraday 1822 yılında defterine şu sözleri yazmıştı: "Magnetizmayı elektriğe dönüştür"* Gerçekten de Oersted'ten beri elektrik akımı nın magnetik bir alan oluşturduğu biliniyor ancak bunun tersi, yani magnetik alandan nasıl elektrik elde edileceği bilinmiyordu. 1824 yılında Fransız fizikçisi Arago ilginç bir gözlemde bulunmuştu. Bakır bir yuva içine oturtulmuş has sas bir mıknatıslı pusula yuvasın dan çıkarılınca uzun bir süre titre şimlere giriyordu. Oysa aynı pusula bakır ve yuvası içindeyken gözle nen titreşimlerin süresi ve genliği daha düşüktü. Arago bu gözlem den kalkarak mıknatıslı bir iğnenin altına bir bakır disk yerleştirdi ve di skin döndürülmesi ile iğnenin de döndüğünü gördü. Faraday ve birçok bilim adamı bu olaylardan ha berdar olmakla birlikte bir açıklama sını veremiyordu. 1831 yılında Faraday magnetiz mada elektrik elde etmek amacı ile çalışmalarına başladı. İlk deney düzeneği tahta bir makara üzerine sarılmış ve birbirlerinden patiska ile

yalıtılmış 12 ayrı tel sargıdan oluşu yordu. Çift sayılı ve tek sayılı sargı ları kendi aralarında birbirlerine seri olarak bağlayarak bu devrelerden birini doğruakım bataryasına öbü rünü de akımı ölçebilmek için gal vanometreye bağladı. Ancak batar yalı devreden geçen akımın öbür devredeki galvanometreyi saptır madığını gördü. Yüz gözden oluşan daha güçlü bir batarya ile aynı deneyi tekrarladığında devrenin açılıp kapanma anlarında galva nometrede zayıf da olsa geçici bir sapma gözledi.

Şekil 2. Faraday'ın 29 Ağustos 1831 yılında yaptığı deneyde kullandığı demir halka.

Faraday"\r\ bundan sonra yaptığı deney magnetizmadan elektriğin elde edilebileceğini kesin bir biçim de kanıtlayan ünlü tarihsel deney olarak bilinir. Yaklaşık 2 cm kalınlı ğındaki bir yumuşak demir çubuk tan yapılmış 15 cm çapındaki bir halkanın kullandığı deneyde birbir lerine ve bataryaya seri olarak bağlanmış üç sargı ile; iki ucu gal vanometreye bağlanmış 1,25 mm çapında 20 metre uzunluğundaki bakır telden oluşan diğer bir sargı yer almaktaydı. Faraday bataryalı devrenin açılma ve kapanma an larında galvanometrede birbirine ters yönlerde büyük sapmalar göz ledi. Hemen bunu izleyen deneyde ise Faraday bataryalı devre ye rine güçlü bir mıknatıs kullandı. Demir çubuğa sarılmış bir telden, mıknatısın çubuğa yaklaştırılıp uzaklaştırılması ile akım geçebildi

C) Faraday, yaşamı boyunca tûm çalışma larını gayet düzenli bir biçimde defterine not ederdi. Öldükten sonra bu notlar 7 cilt olarak yayımlanmıştır.

Şekil 3. Faraday'ın disk üreteci ğini gören Faraday, yüzyıllardır açıklanamamış olan magnetizma elektrik ilişkisini böylece açığa çıkarmış oluyordu.

Faraday artık o zamana kadar açıklanamamış olan Arago deneyi nin sonuçlarını da açıklayabilmek teydi. Bu deneyde mıknatıslı gös tergenin oluşturduğu magnetik alan bakır diskte bir elektrik akımı indükliyor ve indüklenen akım da ters yönde bir magnetik alan oluş turarak göstergenin titreşimlerini söndürüyordu.

Farada/m bir başka ilginç deneyi sürekli bir akımın elde edilebildiği bir elektrik jeneratörüydü. Bir mıknatı sın kutupları arasında döndürülen bir diskin ekseni ile çeperi arasında kayan kontaklar aracılığı ile sürekli akım elde edilebileceğini göster mişti.

Faraday yukarıda sözü edilen de neylerin yanı sıra daha birçok de neyi 1831 yılının Ekim ve Kasım ay ları içinde tamamlamıştı. Vardığı sonuçları 24 Kasım 1831'de Royal Society'nin bir toplantısında "Elektrikte Deneysel Araştırmalar" başlığı altında sundu. İlginç bir rast lantı olarak, bugün Faraday ya sası olarak bilinen ve

do e = magnetik akı, e = indüklenen gerilim olarak gösterilen endüksiyon ilkesi ni Amerikalı bilim adamı Joseph Henry, Faradaydan bir yıl kadar önce bulmuştu. Ancak Faraday \n tersine yaptığı çalışmaları düzenli bir biçimde yazma alışkanlığına sa hip olmayan ve Albany Akademi si'ndekl ağır öğretim yükü nedeni ile bilimsel çalışmalarını genellikle tatil ayı olan Ağustos ayına sıkıştıran Henry'nln, Faraday'ın "Elektrikte Deneysel Araştırmalar" adlı yazısında sunduğu sonuçları öğrenince içinin burkulduğunu tah min etmek zor olmasa gerek. Faraday dinamo ve elektrik mo torlarının temel çalışma prensipleri ni, elektrik magnetizma arasındaki temel ilişkileri elektromağnetik alan teorisini, elektroliz yasalarını bul muş ışığın doğası ve gazların yayıl ması hakkında önemli gerçeklikleri ortaya çıkarmıştır. Yaklaşık 40 yıl sonra Maxwell Faraday \n alan teorisini kullanarak elektromağne tik yayılma teorisini formüle ede cekti.

Bilim dünyasına elektroliz, elektrot, anot, katot ve iyon sözcüklerini ilk olarak ortaya atan Faraday ayrı ca bazı gazların sıvı hale geçiril mesi, benzenin ve iki yeni karbon klorat'ın keşfi değişik optik camla rın üretilmesi, paslanmaz çeliğin elde edilmesi ve laboratuvar yön temlerinin geliştirilmesi konularında çalıştı.

Dindar bir kişi olan ve son derece mütavazi bir yaşam içinde mutlu bir evliliği ömrü boyunca sürdüren Fa raday'ın dindarlığından gelen, il kelerine sadık bir kişiliği vardı. 1850 yıllarında, ingiltere, Rusya ile Kırım' da harp halinde iken, İngiliz hükü meti harpte kullanılabilecek bir ze hirli gaz geliştirmesi için Fara da/a başvurmuştu. Faradayin yanıtı kesindi. Böyle bir gazın geliştirilmesi mümkün olmakla bera ber, kendisinin bu tür bir araştırma da yer alması kesinlikle söz konusu olamazdı.

Faraday kendisinin bir filozof ola rak isimlendirilmesinden hoşlanırdı. "Bir filozof her iddiayı dinlemeye is tekli olmalı, fakat onu yargılamalı d ı r derdi. Olmayan bilgilerle karar vermezdi. Yaygın bir hipoteze, eko le, doktrine ya da bir kişiye ait ol madı. Gerçeklik onun tek amacıydı. Bir zamanların cilt çişi, bilim kitabına yeni bölümler yazdı. İnsanlık onun bıraktığı miras üzerine iz sürmeye devam ediyor.

KAY NAKLAR: 1. Tarih boyunca elektrik" TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası. 2. Dampier, W, "A History of Science", McMillan.1935. 3. Hurd, D.L, Kipling, J.J., "The Origins and Growth of Physical Science , Cilt 2, Penguin, 1964. 4. Siedel, F., Siedel, J.M., "Ptoneers in Science", Houghton MiffIinCo.. 1968. 5. Sheplerd. W., "Graat Ptoneers of Science", Word Locak, 1964. 6. Dunsheath. P.. 'A History of Etectrical Power Engineering", M.I.T. Press. 1962. 7. Maualton, F. R. Schifferes, J. J., "The Autobiography of Science", Doubleday, 1960 8. J.D.Bemal, "Materyalist Bilimler Tarihi". Sosyal yayınları. 1976.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ • 356