Bölüm 1 Elektrik Yük ve Elektrik Alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Bölüm 1 Hedef Öğretiler • Elektrik yükler ve bunların iletken ve yalıtkanlar daki davranışları. • Coulomb’s Yasası hesaplaması • Test yük kavramı ve elektrik alan tanımı. • Elektrik alanlar • Noktasal yüklerin etrafında oluşan elektrik alan çizgileri. • Elektrik dipol Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Giriş • Su kimya ve biyoloji biliminde önemli bir yeri vardır. O yalnızca susadığımızda susuzluğumuzu gideren bir sıvı değil aynı zamanda evrensel bir çözücüdür. • Tuz suda çözüldüğünde elektrostatik yüklerin etkileşimlerini iyonlar ve dipoller olarak gözlemleriz. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Yük • Cam çubuk, plastik çubuk, ipek, ve kürk elektronların hareketini göstermede kullanılabilir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Fotokopi makinaları, çok akıllı bir cihazlardır. • Fotokopi makinaları yükleri kullanırlar. Aşağıda basit bir şema ile bu gösterilmiştir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Atom nasıl bir yapıda? Neden elektronlar kolay ayrılabilir? • Atomu bir futbol stadyumu olarak düşünecek olursak; elektronlar -1 yüklü bezelye taneleri gibi tribünde yerleşmiş halde, proton lar ise +1 yüklü karpuz büyüklüğünde sahada nötronlarla birlikte düşünebiliriz. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Lityum çekirdeği katyon, anyon ve nötr durumları Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Yükler hareket eder — Dokunma ile elektriklenme • Elektriksel iletken, elektriği ileten maddelere verilen ad. Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılırlar. Gümüş, bakır ve altın iyi iletkenlerdir. • Yalıtkan (dielektrik), bir elektrik akımı taşıyabilecek serbest elektronları olmayan, bir elektrik alanıyla kutuplanma özelliği taşıyan, elektrik iletkenliği sıfır veya çok zayıf olan cisim veya madde. Özdirençleri çok yüksek olduğundan, elektrik akımlarını ancak güçlükle geçirebilen maddeler için kullanılır. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektronlar serbest hareket ederler • Yüklü bir cisim yüksüz bir iletkene yaklaştırıldığında cisim kendisine zıt olan yükleri çekeceğinden, iletkenin bir ucuna doğru pozitiflik diğer ucuna doğru negatiflik hakim olacaktır. Yüklü cisim uzaklaştırıldığında iletken eski haline döner. Eğer iletkene toprağa değen bir tel bağlanırsa yüklü cisim yaklaştırıldığında iletkenin yüklü cisme yakın ucu cismin yüküne zıt yüklenir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Static electricity about an insulator can shift • İlk çağlardan beri bilinen usuldür. Kimi cisim birbirine sürtülürse elektriklendikleri gözükür. Di elektrikler veya yalıtkanlar (cam, reçine,ebonit, kükürt, yün, ipek vb.) sürtme ile hafif cisimleri çekme özelliği kazanırlar. Bu durumda bu cisimler için bir elektrik yükü kazandılar veya elektriklendiler denir. Burada elde edilen statik ‘durgun’ elektriktir. Bu elektrik yükü sürtünme noktalarında toplanırlar. Sürtünmeden önce ebonit yada kürk atomlarında elektrik bakımından denge vardır. Sürtünmeyle doğan kuvvet kürk atomundan elektron koparır. Bu atomlar ebonit üzerinde toplanır. Böylece kürk (+), ebonit ise (-) yükle yüklenmiş olur. Cam ile ipeğin sürtülmesinde ise cam (+) , ipek (-) elektrikle yüklenir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Charges will “seek” motion to ground • Otomobil ve beyaz eşyaların boyanırken kimi zaman elektriklenme olayından faydalanılır. Otomobil ya da beyaz eşyanın boyanacak olan yüzeyi pozitif yük ile yüklenir. Boya damlacıklarına negatif yük verilerek şekildeki gibi püskürtülür. Zıt yükle yüklenmiş boya tanecikleri otomobil ya da beyaz eşyanın yüzeyine yapışır. Burada boya damlacıkları aynı yükle yüklü olduklarından püskürtme sırasında birbirini iter ve boyanacak yüzeye daha düzenli yayılır. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Charles Coulomb “Elektrostatik Kuvvet” “Coulomb Kuvveti” • Coulomb Kanunu ile elektrostatik çekme ve itme kuvveti hesaplanabilir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrostatik Kuvvet” “Coulomb Kuvveti Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrostatik Kuvvet” “Coulomb Kuvveti Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrostatik Kuvvet” “Coulomb Kuvveti İki özdeş yüklü küçük kürelerin her birinin kütlesi 3 x 10-2 kg olup şekilde görüldüğü gibi dengededir. Aralarındaki mesafe 0.15 metre olduğuna göre her bir kürenin yük miktarını bulunuz. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan P noktasındaki elektrik alan vektörünü ve büyüklüğünü hesaplayınız. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan Çizgileri + − + Dipole Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ POZİTİF YÜKTE NASIL OLUR? Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ NEGATİF YÜKTE NASIL OLUR? Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley YÜKLER +2 C and -2 C. İKİ NOKTA YÜK Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik alan çizgilerinin özellikleri Uzayın her hangi bir noktasında Elektrik alan, elektrik alan çizgisine teğettir. Elektrik alan şiddeti elektrik alan çizgilerinin yoğunluğu ile doğru orantılıdır. Alan çizgileri pozitif yükten başlayıp negatif yükte son bulur. Hiçbir elektrik alan çizgisi birbirlerini uzayın herhangi bir noktasında kesmezler. Pozitif yükten çıkan ve negatif yüke giren elektrik alan çizgilerinin sayısı yüklerin büyüklükleri ile ilgilidir. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik alan çizgileri Burada dikkat edilecek olursa, 2q yükünden çıkan alan çizgileri q yükünden iki kat daha fazladır. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Soru 1 1. Yeşil elipsoidin içerisindeki net yük nedir? a) Pozitif b) Sıfır c) Negatif İpucu: Giren ve çıkan elektrik alan çizgilerine dikkat. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Soru 2 2. Yeşil elipsoidin içerisindeki net yük nedir? a) Pozitif b) Sıfır c) Negatif ipucu: Giren ve çıkan elektrik alan çizgilerine dikkat. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Soru 3 3. Yeşil elipsoidin içerisindeki net yük nedir? a) Pozitif b) Sıfır c) Negatif Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley ÖDEV Elektrik alan çizgileri şekilde görüldüğü gibidir. Merkezdeki q2 = -10.0 µC ise (a) q1 ve q3 yüklerinin işareti nedir? (b) q1 ve q3 yüklerinin büyüklüğü nedir? Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan Elektron homojen elektrik alana şekilde görüldüğü gibi girmektedir. Elektronun ivmesini bulunuz. Elektronun plakayı terk etme zamanını bulunuz. Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Yüklü bir halkanın oluşturduğu elektrik alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Dairesel diskte Elektrik Alan Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik dipol Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Elektrik Alan ------ Elektrik Dipol Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley
© Copyright 2024 Paperzz
