Paralel Levhalarda Manyetik Alan

fizik ders videoları

LİSE 4 KONULARI

Manyetizma

mantetik kutuplar - manyetik alan - manyetik akı -

Elektromanyetik indüksiyon

akımın manyetik etkisi - manyetik kuvvet -indüksiyon emksı - alternatif akım

Dalga hareketi

dalgalar - su dalgaları - sarmal yaylar - girişim - faz farkı

Işık Teorileri

ışığın dalga modeli - fotoelektrik - ışığın tanecik modeli - foton -

Atom Teorisi

elektromanyetik dalagalar - enerji düzeyleri - bohr atom modeli - emisyon - lazer

Yüklü Parçacıkların Elektrik Alandaki Hareketi

yüklü parçacıklara etki eden kuvvet - parçacıkların hız ve ivmeleri - parçacıkların yörüngeleri - ossiloskop - e/m nin tayini

Güneş Enerjisi

güneş enerjisinin kaynağı - güneş spektrumu - güneş pilleri

Yüklü parçacıklar birbirlerine elektrostatik kuvvet dediğimiz özel bir kuvvet uygulayan parçacıklardır. Bu parçacıklara en iyi örnek atom içinde bulunan elektron ve protonlardır. Bu tür parçacıklar elektrik alan yerleştirildiğinde, + yüklü olanlara elektrik alan yönünde, - yüklü olanlara elekrik alana zıt yönde kuvvet etki eder. Düzgün bir elektrik alan elde etmek için zıt yüklü paralel levhalardan yaralanıldığını lise 2 konularından biliyoruz.

Paralel bir levhayı V gerilimi altında yüklersek levhalar arasında elektrik alan oluşur. Bu elektrik alan E=V/d denklemi ile bulunur. (d:Levhalar arası uzaklık)

Yüklü cisme etki eden elektrostatik kuvvet F=q.E formülüyle bulunur. F=m.a olacağından q.E=m.a yazılır. Buradan cismin ivmesi yalnız bırakılırsa, a=q.E/m olur. Buradan bulunan ivmeye ve cismin ilk hızına göre, cismin hareket denklemleri yazılabilir.

Yüklü bir parçacığa etki edebilecek diğer bir kuvvet de manyetik kuvvettir. Ortamda bir manyetik alan varsa, cisme manyetik kuvvet de etki eder.

Ayrıca yüklü parçacığın ağırlığından ötürü birde yerçekimi kuvveti etki edebilir. G=m.g dir. Çoğu durumda parçacığın ağırlığı ihmal edilir. Yani yukarıda saydığımız diğer kuvvetler ağırlığıa nazaran çok büyükse, yerçekiminin etkisi ihmal edilebilir.

Cisme etki edebilecek bu üç kuvvetin bileşkesi cismin ivmesini belirler. F_net = m.a

e-mail:[email protected]

fizik ders videoları

özel ders matematik, özel ders ankara, özel ders fizik, özel eğitim, özel ders verenler, ders verenler, özel ders ilanları, özel ders fiyatları, özel ders ilanları, calculus , calculus , calculus bilkent, calculus metu, calculus pdf, odtü calculus, thomas calculus, özel ders calculus, özel ders diferansiyel, özel ders differential equations, özel ders dif, özel ders mekanik, özel ders elektrik, özel ders elektrik ve manyetizma, özel ders statik, özel ders dinamik, özel ders akışkanlar mekaniği, özel ders lys, özel ders ygs,

Paralel ve karşılıklı olarak konulan iki iletken metal levha, bir üreteçle kutuplandırıldığında levhalar eşit sayıda ama zıt yüklerle yüklenir. Levhalar arasında kalan alanda düzgün elektrik alan oluşur. ile gösterilen bu alana düzgün elektrik alan denme nedeni, levhalar arasında kalan alanın her noktasında elektrik alan şiddetinin aynı değerde olmasıdır. Elektrik alan çizgileri birbirine paraleldir ve levhaların yüklerine diktir. Elektrik alan çizgileri birbirini kesmez.

Yüklü İletken ve Paralel Levhalar Arasındaki Elektrik Alan

Kutuplanmış levhalar arasında oluşan elektrik alan çizgileri temsilidir ve pozitif yüklü levhadan çıkıp negatif yüklü levhada son bulur. Aşağıdaki şekilde tek çizgi olarak verilen elektrik alan çizgileri elektrik alanı temsil eder. Bu çizgilerin gerçek levhalar arasında gözlenmediğini ve temsili olduğunu unutmayınız. Levhalar arasında oluşan elektrik alan her noktada aynı şiddete sahiptir.

Düzgün elektrik alanda yüklü cisme etki eden elektriksel kuvvetin yönü, elektriksel alanın doğrultusuna daima paraleldir. (+) yüklü cisme elektrik alan yönünde, (-) yüklü cisme elektrik alana zıt yönde kuvvet etki eder. Sürtünme ve yer çekiminin ihmal edildiği ortamdaki yüklü cisimler elektriksel kuvvet yönünde hareket eder. +q yüklü

Yüklü İletken ve Paralel Levhalar Arasındaki Elektrik Alanın Bağlı Olduğu Değişkenler

V gerilimi ile yüklen paralel iki levhanın verildiği şekilde; d (m) levhalar arasındaki uzaklığı, A (m²) levhaların yüzey alanını, V (volt) levhaların gerilimini, +q ve -q levhaların yüklerini ve miktarlarını tanımlamaktadır.

Elektrik alan çizgileri her ne kadar sembolik olarak kullanılsa da çizgilerin yoğun olarak gösterildiği alanlarda elektrik alanın da yoğun olduğu anlaşılır. Bu nedenle d, A, V veya q değerlerindeki değişimler elektrik alan çizgilerini etkiler.

Yüklü Parçacığın Düzgün Elektrik Alanda Davranışı

Elektrik alan şiddetinin olduğu paralel iki levha arasındaki bölgede bulunan bir q yüküne elektrik alanın uyguladığı kuvvet

şeklinde ifade edilir.

Elektriksel kuvvetin yönü, yük pozitif (+) olduğunda elektrik alan yönünde, negatif (-) olduğunda elektrik alana zıt yöndedir.

Elektrik alan şiddeti olduğundan elektriksel kuvvet olarak ifade edilir.

Yer çekimi ivmesinin g olduğu bir ortamda +q yüklü noktasal cisme etki eden kuvvetler aşağıdaki gibi üç durumda incelenir.

Durum I: Elektrik Alan ve Yer Çekimi Vektörü Aynı Yönde İse

Durum II: Elektrik Alan ve Yer Çekimi Vektörü Zıt Yönde İse

Durum III: Elektrik Alan ve Yer Çekimi Vektörü Dik İse

Zıt yüklü paralel levhalardan oluşan düzgün elektrik alan içine gönderilen yüklü parçacığa etki eden net kuvvet parçacığın yönünü belirler. Düzgün elektrik alan içinde sabitken serbest kalan (+) yüklü parçacık aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi hareket eder. Bunun nedeni cisme etki eden elektriksel alan ve yer çekimi kuvvetlerinin bileşke doğrultusudur.

Kütle çekim kuvvetinin ihmal edildiği bir ortamda aşağıdaki şekillerde görüldüğü gibi proton ve elektron parçacıkları elektrik alana dik olarak v hızıyla x doğrultusunda gönderilir ise proton (-) yüklü levhaya, elektron (+) yüklü levhaya doğru elektriksel kuvvet ve hız vektörünün bileşkesi doğrultusunda bir yol izler.

Sığa (Kapasite)

Maddeleri sonsuz büyüklükte yükle yüklemek imkânsızdır. Maddelerin belirli miktarda yük alabilme kapasiteleri vardır. İletken maddelerin yük depolayabilme ölçüsüne sığa (kapasite) denir. Bu durumda iletkende biriken yük miktarı, iletkenin sığası ile doğru orantılıdır. Sığa C sembolü ile gösterilir ve SI’da birimi faraddır (F).

Bir metal küre düşünüldüğünde elektrik potansiyeli V, yük miktarı q olsun. Eğer kürenin yükü 2q yapılır ise elektrik potansiyeli de 2V olur. Bunun nedeni yükün potansiyele oranı daima sabittir ve sığaya eşittir.

Yük depolamanın başka bir yolu da paralel iki levhayı üretece bağlayarak yüklemektir. Yüzey alanı A olan iki paralel levha, aralarında d uzaklık olacak şekilde yerleştirilir ve potansiyel farkı V olan üretece bağlanır ise levhalarda yük depolanır. Üretecin (+) ucuna bağlanan levha +q kadar yük depolar ise (-) kutbuna bağlanan levhada -q kadar yük depolanır.

Sığanın Bağlı Olduğu Değişkenler

Bir üretece bağlı paralel levhalar birbirine yaklaştıkça aralarındaki elektrik alanın büyüklüğü artar. Bu nedenle (-) yüklü levha üzerindeki elektronlara uygulanan elektriksel kuvvet, yüklerin karşı levhaya geçmelerine neden olur. Bu da sistemde yük boşalması oluşturur. Araya konulan yalıtkan madde sayesinde hem bu tür yük geçişleri önlenmiş hem de levhaların olabilecek en küçük mesafelerde birbirine yaklaştırılmaları sağlanmış olur.

Özetle, levhalar arasındaki ortamın elektriksel geçirgenliği ve levhaların yüzey alanı (A) ile doğru orantılı olan sığa, levhalar arasındaki uzaklık (d) ile ters orantılıdır.

şeklinde ifade edilir. Sıağnın birimi faraday’dır. Teknolojideki uygulamalarında daha çok mikrofarad( $\mu$F ), nanofarad (nF), pikofarad (pF) birimleri kullanılır.