Kontrol Kalemi Nasıl Çalışır

Bir hatta, prizde, duyda vs. gerilimin (elektrik) olup olmadığını anlamakta kullanılan kontrol kalemi hemen her evde bulunmaktadır belkide. Kullanışlı ve ucuz bir alet olan kontrol kalemi herkes tarafından kolaylıkla ve güvenle kullanılabilmektedir. Kullanmak için yapmak gereken tek şey kontrol kalemini gerilimin olup olmadığını kontrol edeceğimiz yere dokundurup baş tarafındaki metal noktaya parmağımızı dokundurmaktır. Eğer gerilim var ise kontrol kaleminin içindeki küçük lamba yanar, yoksa lambada ışık görülmez. Kullanılması bu kadar basit olan bu işlevsel aletin çalışma prensibi nasıldır peki?







Elektrik hakkında az çok bilgisi olanlar kontrol kaleminin çalışma prensibi hakkında fikir yürütebilirler. Fakat biz öncelikle elektrik hakkında kısa bilgi vererek başlayalım konuya.

Bilindiği gibi elektrik doğru gerilim ve alternatif gerilim olmak üzere ikiye ayrılır. Doğru gerilim polaritesi zamanla değişmeyen gerilimlerdir. Yani ya hep artı (+)’dır ya da hep eksi (-)’dir. Alternatif gerilimler ise polaritesi zamanla değişen gerilimlerdir. Yani zamanla artı (+) veya eksi (-) olabilmektedir. Evimizde kullandığımız şebeke elektriği alternatif gerilimdir. 50 Hz frekanstaki bu gerilim 20 ms periyotla bir pozitif (+), bir negatif (-) olmaktadır. Aşağıdaki dalga şeklinden de görebileceğimiz gibi alternatif gerilim 10 ms pozitif, 10 ms negetif olmaktadır.







Bilindiği gibi direnç denen elemanlar gerilim bölücü olarak kullanılırlar. Yani siz bir gerilimin önüne direç bağlayıp akım akmasını sağlarsanız o direncin üzerinde belirli bir gerilim düşümü oluşur. Direncin değeri ne kadar yüksekse gerilim düşümü de o kadar yüksek olur.



Kontrol kaleminin içine bakıldığında lambanın yanında küçük bir eleman olduğu da görülür. İşte bu eleman dirençtir ve gerilim bölücü olarak konulmuştur. Biz elimize aldığımız kontrol kalemini bir prize soktuğumuzda aşağıdaki şekilde görülen devreyi tamamlamış oluyoruz.



Eğer ayaklarımız yere basıyorsa prizden gelen akım kontrol kaleminden geçerek ışığın yanmasını sağlar ve üzerimizden toprağa akar. Çarpılmamamızın nedeni de kontrol kaleminin içindeki direncin gerilimi bizi çarpmayacak değere düşürmesidir.





Peki ben yere basmadan kontrol kalemini kullanıyorum veya lastik ayakkabı giyiyorum yerden kendimi yalıtıyorum o zaman devre nasıl tamamlıyor derseniz o zaman da kapasite değeri işin içine giriyor. Yani siz bir yalıtkan lastik ayakkabıyla kendinizi topraktan yalıttığınızda üzerinizden akım akmayacağını düşünüyorsanız yanılıyorsunuz. Çünkü bir elinizde hatta dokundurulmuş bir kontrol kalemi varken sizin yere olan kapasitenizden dolayı üzerinize yine bir akım akışı olmaktadır. Fakat bu akım bir önceki durumdakinden çok daha azdır. Zira bunu kontrol kaleminin parlaklığından da görebiliriz. Toprağa temas ederek kontrol kalemini kullandığımızda lambanın daha parlak, toprağa temas etmediğimizde lambanın daha az parlak olduğunu görebiliriz.





Kontrol kalemi devresi



Özetle yukarıda görüldüğü gibi kontrol kalemini toprakla temas halinde kullandığımızda alternatif gerilimle beslenen bir R (direnç) yükü, toprakla temas etmeden kullandığımızda alternatif gerilimle beslenen bir R-C (direnç-kapasite) yükü oluşur. Her iki durumda da kontrol kaleminin içindeki led (küçük ampül) den akım geçtiğinden ışık saçar. Kontrol kalemi de böylece çalışır.