TARİH BOYUNCA ELEKTRİĞİN ÖNCÜLERİ:Benjamin FRANKLIN

Hazırlayan: Hüseyin Y AVUZ

Benjamin Franklin

1706—1790

18. yüzyılın önemli bilim adam larından biri olan Benjamin Franklin Boston'da Josiah FrankMm 17 ço cuğunun 15. si olarak dünyaya gel di. 8 yaşında okula başlayan Frank lin 2 yıl süren öğrenimi boyunca ok

umayı, yazmayı ve aritmetiği öğren di. 10 yaşında sabun ve mum tüc carı olan babasına yardım etmek için öğrenimini bıraktı. İki yıl sonra bu işten sıkılıp matbaacı olan ağa beyinin yanında çalışmaya başladı.

Birkaç yıl içinde yerel bir gazeteye makaleler yazmaya başlayan Franklin daha sonraları bir gazete çıkardı ve kitabevi açtı.

Bu yoğun uğraşları arasında elektrikle bir hobi olarak ikjiteniyor

ELEKTRİKMÜHENDİSLİĞİ • 352

du. Bilimsel çalışmalara ilgisi 1737 yılında başladı. Eski bir sürtünmeye dayalı elektrik makinası ve Leyden şişeleri ile deneyler yapıyordu. Da ha sonraları günümüzün önemli bi limsel kuruluşlarından biri olan American Phylosophical Society'i kurdu.

Leyden şişesinden boşalan elektriğin oluşturduğu çatırtı ve kı vılcım ile fırtınalı havalardaki gökgü rültüsü ve şimşek çakması arasın da bir ilişki olduğunu, şimşek çak masının büyük bir elektrik kıvılcımı olduğunu düşünüyordu. Bunun için, özellikle fırtınalı havalarda, atmos ferde büyük miktarda statik elekt riğin varolması gerekiyordu. Düşün celerini kanıtlayabilmek için 1752 yılında fırtınalı bir havada ünlü uçurtma deneyini yaptı. Yüklü bu lutlardaki statik elektriğin bir kısmı uçurtmanın ıslak ipliğinden aşağı i nip ucuna bağlı olan anahtarda kı vılcımlar oluşturdu. Aynı yöntemle bir Leyden Şişesini de yüklemeyi başarmıştı. Franklin bu deneyin ne

LEY DEN ŞİŞESİ Elektrik tarihinde adı geçen ay gıtlardan biri Leyden şişesidir. 18. yüzyılın en gözde buluşlarından biri olan Leyden şişesinin mucidi Alman Deneycisi E.G. Von Kleist olmakla beraber, aynı buluşu bir yıl sonra, yani 1746 yılında Kleist'dan bağım sız olarak Leyden (Hodandanin bir kenti) Üniversitesi profesörlerinden Peter Von Muschenbrock'un da yapması ile buluş tarihe Leyden şi şesi olarak geçmiştir.

Leyden şişesi içine metal bir çubuk batırılmış, yarısına kadar su veya cıva gibi bir sıvı ile dolu bir cam şişeden oluşmaktadır. Dielektrik or tamını cam şişenin oluşturduğu bu tarihteki ilk bilinçli olarak yapılmış sığaç, elektriğin depolanarak çeşitli deneylerde bir kaynak olarak kul lanılabilmesini sağlamaktaydı.

Leyden şişesi de kısa bir süre sonra aynen von guericke'nin elekt rik makinası gibi Avrupa'da günün konusu haline geldi. Şişedeki metal çubuğa el değdirilerek çarpılma olayı sarayların eğlence konusunu ve meydanlarda gösteriler yapan bir çok açıkgözün geçim kaynağını oluşturdu. Leyden şişeleri kimyasal doğru akım bataryasının bulunuşu na dek her türlü elektriksel deneyde gerilim kaynağı olarak kullanıldı.

Franklin'in fırtınalı bir havada yaptığı uçurtma deneyi.

kadar tehlikeli olduğunu bilmiyordu ve kuşkusuz çok şanslı bir insandı. Aynı deneyi kendisinden sonra tek rarlayan Richman adlı bir Rus bilim adamı elektriğe çarpılarak öldü. Fır tınalı havalarda bulutların yüklediği Leyden şişeleri ile yaptığı deneyler de atmosferde hem (+) hem de ( ) yüklü bulutların varolduğunu kanıt ladı.

Elektrik akımı rahatlıkla bir me tal telden ve hatta ıslak bir sicim den akabiliyor, fakat taştan, tuğla dan çok zor geçiyodu. Eğer elekt rik akımı taştan ve tuğladan geçe cek kadar güçlü ise onların çok faz la ısınmalarına ve parçalanmaları na neden oluyordu. Yıldırımın da bir binayı aynı şekilde tahrip ettiğini düşünen Franklin, elektriği daha kolay ileten bir metal tel ile binayı donatarak yıldırımdan koruyabile ceğini düşündü. Metal telin bir ucu binanın en üst noktasına sabitlene rek diğer ucu toprağa gömülüyodu. Böylece yıldırım düştüğünde top rağa ulaşmak için binayı değil fakat daha kolay yol alabileceği metali seçiyor ve tehlikesiz bir biçimde toprağa akıyordu. Bu ilk paratoner 1561 yılında yıldırımın düşmesi so nucu kısmen tahrip olan St.Paul ka tedraline 1769'da uygulandı. 1782 yılında Amerika'nın Philedelphia

kentinde 400'den fazla konut para toner kullanmaktaydı.

Franklin kısa bir süre içinde statik elektrik üstüne bütün yeni bi limsel verileri derlemişti. Elektriksel hareketin bir tür sıvı olduğu görüşü nü savunuyordu. Elektrik sıvısı bü tün cisimlerde durağan olarak var dı. Bu teoriye göre herhangi bir ci sim elektrik sıvısı kaybeder ya da kazanırsa elektriksel olarak yük lenmekteydi. Elektrik yüklerini (+) pozitif ve ( ) negatif olarak ilk ad landıran Franklin'dir. Eğer bir cisim elektrik sıvısını kazanışa (+) elek trik yüküne, kaybederse ( ) elektrik yüküne sahip oluyordu. Herhangi iki cisimden bir sıvı fazla veya ek sik ise bu cisimler birbirini itiyor, bi rinde fazlalık diğerinde eksiklik var sa birbirlerini çekiyorlardı.

Franklin elektrik sıvısı üzerine düşüncelerini kanıtlayabilmek için bir deney hazırladı. Bu deney elek triğin davranışını açıklaması bakı mından dönemin bilim adamlarına bir temel oluşturmuştur. Kendini topraktan yalıtmak için bir kalıp bal mumun üzerinde duran Franklin eli ile bir cam tüpü oğuşturur. Böylelik le vücudu elektriklenir. Toprakla te mas halinde olan başka bir cisme dokununca üzerindeki elektrik yü kü bu cisim aracılığı ile toprağa

akar. Deneyin ikinci kısmını iki ar kadaşı ile birlikte yapar. Arkadaşla rından biri cam tüpü ovar, daha sonra diğeri bu tüpe dokunur ve elektrik yükünü çeker. Böylece her iki kişide elektriklenmiş olur ve hafif parçacıkları kendilerine çekebilirler. Eğer üçüncü bir kişi adamlardan bi rine dokunursa elektrik kıvılcımı or taya çıkar. Topraktan yalıtılmış di ğer iki kişi yüklü halde birbirlerine dokunursa daha büyük bir kıvılcım ortaya çıkar.

Franklin'in bu deneyden çıkar dığı sonuç elektrik yükünün sürtün me ile yaratılmadığı, fakat sürtünme sırasında bir cisimden diğerine aktı ğıdır. Bu çıkarım Franklin'in elektrik yükünün korunumu yasasına götü rür. Elektrik akışkanının bir cisim den diğerine akışı sıracında toplam elektrik yükünün değişmediğini ve bir cismin kazandığı elektrik yük miktarının diğerinin kaybettiği mik tara eşit olduğunu savunmuştur. Bunu kanıtlayabilmek için Leyden şişesinin sistematik bir analizini ya par. Bu analiz hala bilimsel araştır maların klasiklerinden biri olarak kabul edilir.

Leyden şişesinin etrafına sar dığı ince metal plakaya bir tel bağlar ve bu teli şişenin içine giren tele pa ralel olacak şekilde kıvırır. Mantar bir topu bu iki telin arasına geçecek şekilde ince bir ipek ip ile asar. Ley den şişesi elektrik ile yüklendikten sonra mantar top her iki tel ara sında salınmaya başlar. Mantar top her salınışında şişenin içindeki tel den diğerine elektrik yükü taşımak tadır. Bu salınım her iki telin elektrik yükleri eşitlenene kadar sürer. Franklin bu deneyden şişenin dışın daki elektrik yükünü içerdekinin

tersi ve miktarlarının eşit olduğu so nucuna vardırır. Bu deneyler ayrıca elektrik yükünün şişenin içindeki suda olmadığını, fakat şişenin ken disinde biriktiğini kanıtladı. Bu pren sibe dayanarak düzlem plaka sığa cı buldu.

Elektrik olgusunu anlamaya yönelik bu önemli katkılardan çok, Franklin'in asıl bilimsel şöhreti ay dınlatma üzerine olan teorilerden ve aydınlatma çubuğu üzerine çalış malarından kaynaklanmaktadır. Ay dınlatma ve aydınlatma çubuğu üzerine olan makaleleri 1750'de İn giltere'de yayınlandı. Teorileri 2 se ne sonra Fransa'da başarıyla uygu landı.

Çalışmalarının çoğu arkadaşı Peter Collinson aracılığı ile Royal Society Of London'a ulaşıyor, ora da yayınlanarak 18.yy bilim adam larınca yakından izleniyordu. Bu kuruluş 1753'te Franklin'i kendisine ait olan copley madalyası ile ödül lendirdi. 1756'da "Royal Societ Of LondorTa kısa bir süre sonra da Franch Royal Academy Of Scienc es'a üyeliğe seçildi. Ayrıca Ox ford, Edenburgh ve St. Andrews üniversiteleri bilimsel çalışmaları nedeni ile Franklin'i ödüllen dirmiş lerdir.

Yer hareketleri, metalürji, ok yanus akımları, denizcilik, yapay gübre gibi çok değişik konularda bi limsel çalışmalar yapan Franklin, 'atmosfer ve hava akımları konula rında da çalışmış baca içindeki du man hareketlerini çözümleyerek yeni bir tip soba icad etmiştir. 31 yaşında posta servisi başkanlığı yapmış ve bundan kısa bir süre sonra da politikaya atılmıştır. Ba ğımsızlık savaşı sırasında bir çok

yararlılıklar gösteren Franklin, Ame rika eyaletlerini temsilen Fransa'ya gönderildi. Franklin orada iken Fransa kralı kendisinden Friedrich Mesmef'm görüşleri hakkında bir rapor yazmasını istedi. Mesmer, hastalıkları bir çeşit "zihinsel mag netizma" ile iyileştirebileceğini sa vunuyordu. Franklin bunun magne tizma ile hiç bir ilgisi olmadığını, fa kat hipnotizma (yapay bir uyku hali) olduğunu ve eskiden beri bilindiğini belirtti. "Mesmerizm" bu gün hala hipnotizmanın karşılığı olarak kulla nılmaktadır.

Zamanın bir matbaacısı, yazan, politikacısı, diplomatı ve bilimadamı olan Franklin aynı zamanda en bü yük araştırmacılardan biridir. Yaşa mı boyunca bir çok konuda önemli çalışmalar yapmış olan Franklin za manının en saygıdeğer bilimadam ları arasında yer almıştır.

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 Ori gins and growth of Physical Science", Cilt. 2, Penguin, 1964. 4. Siedel, F., Siedel, J.M., "Pioneers in Science", Houghton Miff Un Co., 1968 5. Shepherd, W. , "Great Pioneers of Science", Word Lock, 1964. 6. Dunsheath, P., "A History of Etectri cal Power Engineering", M.I.T. Press, 1962. 7. Seerger, Raymond J. , "Benjamin Franklin New VVorld Physicist" Pergam on Press, 1973.