Rehber ansiklopediSİ 1

AKUSTİK

Alm. Akustik (f), Fr. Acustique, İng. Acoustics. Ses bilimi ve teknolojisi. Cami, tiyatro, konferans salonu gibi yerlerde sesin en az yankı ve en çok netlikle dinleyici kitlelere ulaştırılması büyük önem taşır.

Bir odanın akustiği, düzensiz yankılardan dolayı güzel bir sesi, bir konuşmayı bozarak sinir bozucu yapabilir. Ses yükselticiler, hoparlörler veya sesle ilgili herhangi bir sistemden çok şeyler beklenirken sonuç hayal kırıklığı olabilmektedir. İşte burada asıl problemin oda akustiği olduğu ortaya çıkmaktadır.

Akustik konusunda çalışmalara daha önceki devirlerdeki İslam mimarisinde olduğu gibi, Selçuklu ve Osmanlı mimarisinde de çok rastlanır. Binlerce insanın ibadet ettiği camilerde yankı özellikleri en ince noktalarına kadar incelenmiştir. İmamın sesinin dört bir köşeden duyulabilmesi için bütün tedbirler alınmıştır. Ecdat yadigarı bu ulu ibadethanelerde bugün de hiç bir yayın cihazına lüzum görülmeden ses her taraftan rahatça işitilebilmektedir.

Büyük Türk Mimarı Sinan’ın, Süleymaniye Camiini yaptığı sıralarda, bu meşhur sanat adamını çekemeyenler, kendisini Kanuni Sultan Süleyman’a; “Cami yapılırken kubbenin altına yan gelip nargile fokurdatır, bu ne iştir?” diye şikayet etmişlerdi. Padişah ani olarak cami inşaasını teftişe gitti. Hakikaten Mimar Sinan’ı, nargilesi yanında kubbenin altında bir mindere oturmuş gördü. Çatık bir yüzle Sinan’a;

"Bre bu ne hal Koca Sinan?" diye sordu. Mimar Sinan sükunetle; "Padişahım, dedi. Kerem edip şu nargileyi bir gözden geçirseniz."

Kanuni, gözünü nargileden tarafa çevirince hayret etti. Çünkü, nargilenin üstünde tömbeki yoktu, fokurdayan, sadece su idi. Sinan, padişaha dönerek şu sözleri söyledi:

"Şevketlüm, bu nargileyi burada sırf fokurtusundan faydalanmak için bulunduruyorum. Bu ses bana, bu camide okunacak Kur’an-ı kerim seslerinin, caminin her tarafına yayılması ve her tarafta aynı şekilde işitilmesi için icab eden tedbirleri almama yardım eder." Büyük sanatkar, böylece akustik tertibatı alıyordu.

Avrupalılarda ise akustik konusunda ilk ciddi çalışma, Harward Ünversitesi konferans salonunun akustiğinin çok bozuk olduğunu fark eden W.C.W. Sabine tarafından yapılmıştır (1900).

Ses yansıması: Kısa uzaklıklarda yansıyan ses, ana sesin bir devamı gibi duyulur. Bu, tam olmayan yankıdır. Sesin çıkış noktasıyla yansıdığı nokta arasında uzun bir mesafe varsa “tam yankı” teşekkül eder. Boş bir odada konuşulduğu yahut yüründüğü zaman ayak sesleri veya konuşma sesi dağılmadan geri döner. Yankıya yol açan böyle bir oda, mesela bir müze salonu “canlı oda” olarak; eşyanın ve yapım malzemesinin yankıyı en aza indirecek şekilde düzenlendiği bir oda ise “ölü oda” olarak isimlendirilir. “Yankısız salon”lar, özel maddelerle yapılmış ve döşenmiş ölü odalardır. Tamamen ses emici maddelerden yapılmış bu salonlarda her türlü sesli cihazın, mesela hoparlör, mikrofon gibi aletlerin kalite denemeleri yapılır.

Akustik yardımıyla sesin yansıma özelliklerinin bilinmesinden faydalanılarak deniz derinliklerini ölçmek de mümkün olmuştur.

Yankı zamanı: Bir sesin işitilmesi ile bu sesin bir veya daha fazla yansımasından doğan yankının duyulması arasında geçen zaman yankı zamanıdır. Bu terim akustik mühendislerince, verilen kapalı bir salonun akustik özelliklerini hesaplamada kullanılır. Bu zaman, bir ses dalgasının değerinin bir milyonda birine düşmesi için gereken zamandır. “Canlı” bir odanın yankı zamanı saniyelerce sürebilirken, ses emici eşyalarla kaplanmış bir ölü odanın yankı zamanı bir saniyenin küçük bir parçasıdır. Yankı zamanının uzun olduğu bazı kapalı yerlerde ses etkili ve renkli bir duruma gelir. Bu da yapılışa bağlı olan bir akustik özelliğidir. Bu olayın en iyi örneğine camilerimizde rastlanır.

Yankı zamanı, odanın hacmiyle doğru orantılı olup, etraftaki eşya ve duvarların ses absorbsiyon gücü ile de kısmen ters orantılıdır. Absorbsiyonu bulmak için, yüzeyin alanı aynı yüzeyin ses absorbsiyon katsayısı ile çarpılır. Bütün yüzeylerin bu şekilde hesaplanmış olan değerlerinin toplamı ise, odanın toplam ses emme gücünü ortaya koyar.

Ses emiciler: Absorbsiyon katsayılarına bakıldığında, bazı maddelerin diğerlerinden daha iyi ses emdiği görülür. Bu, maddeye yöneltilen ses enerjisinin, emilen enerjiye oranına bakılarak bulunur. Pürüzsüz yüzeylerin absorbsiyon katsayısı düşüktür.

Bazı yüzeylerin absorbsiyon katsayıları:

Sıvalı yüzeyler: 0,03

Tahta kaplamaları: 0,10

Halılar: 0,25

Celotex denilen özel izolasyon maddesi: 0,60

Pürüzü hiç olmayan bazı yerlerde absorbsiyon katsayısı 0 civarındayken, bazı özel ses izolasyon maddelerinde 1,00’a ulaşır.

Bir ses kayıt stüdyosunda kaydedilen ses için yankı zamanı hayati önem taşır. Sesin ön planda olduğu tiyatro, konferans salonu gibi yerlerde yankı zamanının düşük tutulması istenir. Buralarda yankı zamanı bir saniyenin altında olmalıdır. Ses kayıt stüdyolarında yankı zamanı bir saniyenin çok altındadır.

AKÜMÜLATÖR

Alm. Akkumulator (m), Fr. Accumolateur, İng. Accumulator. Elektrik enerjisini kimyevi enerjiye çevirerek depolayan ve depolanan kimyevi enerjiyi istendiğinde elektrik enerjisi olarak dışarı verebilen araç. Akümülatöre “akü” de denir. Pratikte kullanılan aküler başlıca iki kısma ayrılır: Asitli (kurşunlu) ve bazlı (demir-nikelli) akü.

Asitli aküler : İlk olarak 1859’da yapılmıştır. Bugün hala kullanılmaktadır. Dolmuş (şarjlı) durumdayken, pozitif elektrot (PbO2), negatif elektrot ise saf kurşundan ibarettir. Her iki elektrodun içine daldırıldığı elektrolit denen sıvı seyreltilmiş sülfirik asit (H2SO4) eriyiğidir. Akünün dış kabı ise kurşunla kaplanmış tahtadan, camdan veya bakalittendir. Pozitif elektrot koyu kahverengi; negatif elektrot ise gri renktedir. Pozitif elektrod, yüzeyi arttırmak için birbirine bağlı düşey ve yatay kaburgalardan meydana gelen levhalar halindedir. Bu levhalar formasyon denen işlemle PbO2 tabakası ile kaplanır. Negatif elektrod ise hücrelerine hamur halinde PbO doldurulmuş ızgara şeklindedir. İlk doldurma esnasında PbO, hidrojen iyonları sebebiyle gözenekli Pb haline gelir. Levha sayısı çok olduğu zaman (+) ve (-) levhalar kendi aralarında paralel olarak bağlanır. Dış tarafta negatif elektrod bulunması için negatif levha sayısı bir fazla alınır. Levhalar arasına seperatör denen kağıt veya plastik levhalar konularak levhaların aralığı muhafaza edilir ve birbirleriyle teması önlenir. Akülerin doldurulması ve boşaltılması hallerinde meydana gelen reaksiyonlar genel olarak şöyle gösterilir:

Pb+PbO₂+2H₂SO₄ <==> 2PbSO₄+2H₂O

Boşalma (deşarj) esnasında reaksiyon sağa doğru, dolma (şarj) esnasında ise sola doğru meydana gelir.

Boşalma durumunda elektrodların ikisi de sülfat haline geçerler. Sülfirikasit eriyiğinin konsantrasyonu azalır. Dolma esnasında ise eriyiğin konsantrasyonu artar; yani su azalır. Dolayısıyle yoğunluk artar Dolma ve boşalma esnasındaki konsantrasyon dolayısıyla özgül ağırlıktaki değişme, akünün yük durumunu tespit etmekte kullanılır. Bu maksatla özgül ağırlık areometre ile kontrol edilir. Asit ne kadar hafifse, areometre o kadar derine batar. Dolmuş aküde yoğunluk, takriben 1,2 gr/cm3 civarında olmalıdır. Boşalan aküde ise 1,16 gr/cm3den daha düşük olmamalıdır.

Bir kurşunlu akünün elektrodları arasındaki potansiyel farkı; eriyiğin yoğunluğuna, dolma-boşalma durumuna ve çekilen akıma bağlıdır. Dolmuş durumda akünün potansiyel farkı 2 volt civarındadır. Bu değer boşalırken düşer. Pratikte takriben 1,8 voltun altında boşaltma yapmamak uygundur. Bu değerin altına düşünce sülfatlaşma denen PbSO4 kristalleri teşekkül eder ve levhalar sertleşir. Ayrıca bir aküyü uzun süre boş bırakmak da sülfatlaşmaya sebeb olur. Dolma işlemi sonuna doğru potansiyel farkı 2,8 volta kadar yükseldiğinde, negatif elektroda gelen hidrojen iyonları birleşecek PbSO4 molekülü bulamayınca asit teşekkülü azalır ve hidrojen kaçmaya başlar. Buna akünün boşalması (kaynaması) denir.

Boşalma sırasında bir akünün verebileceği elektrik miktarına akünün kapasitesi denir. Seri bağlı bataryada kapasitesine, paralel bağlılarda ise hepsinin toplamına eşittir. Kapasite amper-saat (Ah) birimi ile ölçülür. Boşalırken çekilen elektrik miktarının, doldurulma esnasındaki elektrik miktarına oranına Ah (amper-saat) verimi denir. Bunun yanında aküden alınan enerjinin, doldurulurken verilen enerjiye oranına (watt-saat) verimi denir. Kurşunlu akülerde Ah verimi % 90, Wh verimi % 70-80 civarındadır.

Bazlı (demir-nikelli) aküler: Pozitif elektrod Ni (OH)2, negatif elektrod ise demirdir. Elektrolit KOH, kabı ise demir saçtan yapılmıştır. Levhaları asitli aküler gibi ızgara şeklindedir. Bu akülerde reaksiyonlar şu şekilde cereyan eder:

Fe+KOH+2Ni(OH)_{3 ¾®} Fe(OH)₂+KOH+2 Ni (OH)₂

Boşalmada sağa doğru, dolmada sola doğru olan reaksiyon vereyan eder. Bazlı akülerde konsantrasyon değişmez. Bazlı akü gerilimi 1,5 volt civarındadır. Boşalırken 1,1 volta kadar düşer. Dolmada ise 1,8 volta kadar yükselir. Bazlı akülerin her iki verimi de diğer tip akülerden daha düşüktür ve maliyeti daha fazladır. Buna rağmen hafif ve dayanıklıdır.

Demir-nikelli akülerin yanında, demir yerine kadmiyum kullanılan aküler de vardır. Son zamanlarda gümüş-çinko üzerinde de çalışmalar vardır.

Akülerin kullanılma alanları: Kurşunlu akülerin kullanılma alanları kendinden hareketli, hareketli ve durgun olmak üzere sınıflandırılır. Bu sınıflandırmaya göre farklı şekillerde yapılırlar. Kendinden hareketli olanlar motora ilk hareketi vermek için otomobil ve kamyonlarda kullanılır. Hareketli olanlar, tramvayların ve maden ocaklarındaki lokomotiflerin çalıştırılmasında ve trenlerdeki havalandırma ve ışıklandırma sistemlerinde gerekli gücü sağlamakta kullanılır. Bunlarda pozitif levhalar daha kalındır. Çünkü çok sık yüklenip boşaldıklarından etkin madde kaybı büyük olur.

Üçüncü sınıf olan durgun aküler ise hastahane, telefon santralleri, demiryolu işaret merkezlerinde ve yedek bir güce ihtiyaç duyulan pek çok yerde elektrik gücü sağlamakta kullanılır. Bu türlerde uzun ömürlülük önemlidir. Hacim ve ağırlık ikinci plandadır.