Fizik

Yakıtı Mum Ve Buz Olan Ressam Robot

Ali ÇAĞLAR

02-05-2016 08:37
34992 kez okundu.

Yakıtı Mum Ve Buz Olan Ressam Robot — Isı, tıpkı elektrik gibi bir enerji türüdür ve biliyoruz ki, enerji türleri birbirlerine dönüştürülebilirler. Biz, ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek kendi kendine hareket edip çizim yapabilen bir ressam robot düzeneği hazırladık. Bunu nasıl yaptığımıza ve altında yatan bilimsel prensiplere bir bakalım:

1823 yılında, Thomas Johann Seebeck adında Estonya’lı bir bilim insanı, farklı cins iki iletken tel kullanarak resimdeki gibi bir halka oluşturdu. Sonra, bu iki telin birbirine bağlandığı yerlerden birini ısıttı. Sonuçlar inanılmazdı! Böylesine basit bir deneyde, telin çevresine yaklaştırdığı pusula sapıyordu. Yani elektrik üretmiş ve bu da manyetik bir alan oluşturmuştu. Ama , ne yazık ki; Seebeck ,oluşan bu manyetik etkinin nedenini yanlış yorumladı. Onun hipotezine göre, Dünya’nın kutuplarıyla ekvator arasındaki sıcaklık farkı bu manyetik etkiyi oluşturuyordu.

Görsel 1 – A ve B iki farklı iletken teldir. Siyah noktalardan birisi ısıtılır ve diğeri soğutulursa sistemde voltaj farkı oluşur. Bu Seebeck etkisidir.

Halbuki, üzerinden akım geçen telin çevresinde manyetik alan oluşturduğunu ve pusulanın saptığını bundan 3 yıl önce Hans Christian Ørsted net bir şekilde göstermişti. Danimarkalı fizikçi Hans Christian Ørsted bu önemli hatayı “termoelektrik” terimini türeterek düzeltmiştir.

Sonuçlandırılamayan bu hipotezin çökmesine rağmen Seebeck’in elinde somut bir ürün duruyordu: Elektrik üretmenin başka bir yolu… Bu etkiye günümüzde Seebeck Etkisi deniyor.

Görsel 2 : Seebeck ‘in deney düzeneği

Seebeck’ten 12 yıl sonra 1835’te, Fransız bilim adamı Jean Charles Athanase Peltier ilginç bir etki keşfetti. Seebeck bağlantı noktalarından birisini ısıtıp diğer noktayı soğutmuş ve elektrik üretmişti. Peltier ise bağlantı noktalarına doğru akım elektrik verdiğinde, uçlardan birisi soğumuş ve diğer uç ısınmıştı.

Ne yazık ki; Peltier de Seebeck gibi aynı yanılgıya düşmüş bulduğu sonuçları doğru yorumlayamamıştır. Kendi deney sonuçlarını Seebeck’inkilerle ilişkilendirememiştir…

Günümüzde bu iki etki kullanılarak, çoğumuzun adını yeni duyduğu peltierler yapılmıştır. Araç buzdolaplarında, lazer soğutma sistemlerinde, mikroişlemci soğutucularında… vb birçok alanda kendine yer bulmuş durumda.

Görsel 3 : Peltier

Çeşitli ebatlarda peltierler bulunmakla beraber , kibrit kutusu büyüklüğündeki şekildeki peltierin bir yüzeyi ısıtılıp diğer yüzeyi soğutulursa ; Seebeck etkisi oluşuyor ve yaklaşık 1,1 voltluk potansiyel fark üretilebiliyor. Bu potansiyel fark videodaki ressam robotun dc motoruna iletildiğinde , titreşim yaparak rastgele çizimler yapmasını sağlıyor.