Elektrik Yükleri

📅 02 Temmuz 2021|08 Eylül 2022
Güncel
Elektrik Yükleri

Konu Özeti

Fiziğin durgun elektrik yükleri ve bununla ilgili kavramları inceleyen dalına elektrostatik denir. Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında bulunan elektronlar ve protonlardır. Maddeler atomlardan, atomlar elektron, proton ve nötrondan oluşur.

Bu konuda
  • Sürtünme, dokunma ve etki ile elektriklenmeyi
  • Elektroskop aletinin yapısını ve kullanım amacını
  • Topraklama sistemini
  • Coulomb yasasıyla iki yüklü cismin birbirini itme veya çekme kuvvetini bulmayı
öğreneceksiniz.

Fiziğin durgun elektrik yükleri ve bununla ilgili kavramları inceleyen dalına elektrostatik denir.

Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında bulunan elektronlar ve protonlardır. Maddeler atomlardan, atomlar elektron, proton ve nötrondan oluşur. Elektronlar çekirdek çevresinde dönerken, proton ve nötronlar atomun çekirdeğinde hareketsiz halde bulunmaktadır. Elektronun yükü eksi(-), protonun yükü artı (+) ve nötron yüksüz (nötr) kabul edilir.

elektron, proton ve nötron
  • Nötr (yüksüz) madde ; Üzerindeki pozitif yük (proton) sayısı, negatif yük (elektron) sayısına eşit olan maddelerdir.
  • Pozitif yüklü madde; Dışarıya elektron ( – ) vererek yapısında (+) yük proton fazlalığı bulunduran maddelere denir.
  • Negatif yüklü madde; Dışarıdan elektron ( – ) yük alarak yapısında elektron ( – ) yük fazlalığı bulunduran maddelerdir.
Pozitif yüklü cisim, nötr cisim ve negatif yüklü cisim

Elektron alarak veya vererek yük dengesinin bozulması olayına elektrikle yüklenme denir.

Elektron ve proton miktarı tam sayılar ile ifade edilebileceği için yük miktarı da bu sayıların farkı olan tam sayının katı kadardır. En küçük yük miktarı elektron veya proton yükü kadardır. Bir elektron ya da protonun yüküne birim yük (elementer yük) denir. 1 e.y (elementer yük) = C (Coulomb)

Atomlar arası elektronlar aktarılabilir fakat proton ve nötron aktarılamaz. Elektrikle yüklenmenin tek yolu elektron alışverişidir. Nötr madde elektron kazanarak ”-” yükle, elektron kaybederek ”+” yükle yüklenmiş olur.

Elektrik yüklerini ileten maddelere iletken madde, bu yüklerin hareketini engelleyen maddelere de yalıtkan madde denir.

Elektrikle Yüklenme

Elektrikle yüklenme; sürtünme, dokunma ya da etki yoluyla gerçekleşir.

Sürtünme ile Elektriklenme

Nötr haldeki iki yalıtkan maddenin birbirine sürtünerek elektron alışverişi yapması sonucu oluşan elektriklenme çeşididir. Sürtünen cisimler eşit miktarda ama zıt yükle yüklenir.

Yün kumaşa sürtünen ebonit çubuk elektron alarak negatif yükle yüklenirken ipek kumaşa sürtünen cam çubuk elektron vererek pozitif yüklenir.

Ebonit Çubuk ile Sürtünerek Elektriklenme

Dokunma ile Elektriklenme

Yüklü iletken bir cismin nötr veya yüklü başka iletken cisme dokundurulması sonucu, yük paylaşımı sonucu oluşan elektriklenme çeşididir. Dokunma ile elektriklenmede yük paylaşımı olduğu için ya her iki cisim de aynı yükle yüklenir ya da nötr olurlar.

Dokunma ile Elektriklenme

Yük paylaşımı dokundurulan cisimlerin büyüklükleri ile doğru orantılıdır. Yarıçapı r1, r2 yükleri q1, q2 olan cisimler dokundurulur ise yükleri aşağıdaki gibi hesaplanır. q1‘, q2‘ dokunduktan sonraki yüklerdir.

q1‘=

q2‘=

Etki ile Elektriklenme

Yüklü bir cisim nötr durumdaki iletken bir cisme dokundurulmadan, yüklerini etkileyecek kadar yaklaştırıldığında nötr cismin yükleri yer değiştirir ve kutuplaşma gözlenir. Bu şekilde oluşan elektriklenmelere etki ile elektriklenme denir.

Etki ile Elektriklenme

Etki ile elektriklenmede eşit miktarda zıt işaretli yük hareket eder. Yaklaştırılan cisimler temas etmediği sürece yük akışı cisimler arasında gerçekleşmez.

Elektroskop

Bir cismin yüklü olup olmadığını, yüklü ise hangi cins yüke sahip olduğunu gösteren alete elektroskop denir.

İletken metal baş ve çubuk, iletken yapraklar, yalıtkanlardan oluşan elektroskop genel hatlarıyla aşağıdaki gibi modellenebilir.

Elektroskop

Cismin yüklü olup olmadığını anlamak için nötr elektroskopa cismi yaklaştırmak yeterlidir. Eğer yapraklar açılıyor ise cisim yüklüdür.

Cismin yük türünü öğrenmek için ise yüklü elektroskop kullanılmalıdır.

Örneğin:

  • Pozitif yüklü bir elektroskoba,
    • Yükü bilinmeyen bir cisim yaklaştırıldığında yaprakları biraz daha açılıyor ise cisim pozitif yüklüdür çünkü etki ile daha fazla pozitif yükü yapraklara itmiştir.
    • Eğer yapraklar kapanıyor ise cisim negatif yüklüdür çünkü cisim pozitif yükleri elektroskobun baş kısmına çekmiştir.
  • Negatif yüklü elektroskoba,
    • Yükü bilinmeyen bir cisim yaklaştırıldığında yaprakları biraz daha açılıyor ise cisim negatif yüklüdür çünkü etki ile daha fazla negatif yükü yapraklara itmiştir.
    • Eğer yapraklar kapanıyor ise cisim pozitif yüklüdür çünkü cisim negatif yükleri elektroskobun baş kısmına çekmiştir.
Negatif yüklü elektroskoba negatif ve pozitif yüklü çubukların yaklaştırılması

Yük Dağılımı

Yalıtkan cisimlerde yük sadece maddenin yüklenen bölgesinde bulunurken, iletken cisimlerde yük tüm yüzeye dağılır. İletken cisimlerde yüklerin birbirini itmesi sonucu en uzak noktalara dahi yük dağılır.

Küresel iletken cisimlerde yük dağılımı düzenliyken küresel olmayan ve çıkıntılı geometriye sahip cisimlerde yük dağılımı düzenli olmaz. Yük çıkıntılı kısımlarda daha çok bulunur.

Nesnelerin elektromanyetik etkileşimini engellemek için iletken bir kafes ile tamamen sarılır. Böylece elektrik akımı ya da elektromanyetik dalgaların dışarıdan içeriye veya içeriden dışarıya iletimi engellenir. Bu yönteme Faraday kafesi denir. Uçak veya otomobillerin dışının metal olması yolcuların dış elektromanyetik etkilerden korunmasını sağlar.

Topraklama

Yüklü cisimler daima nötr olmak ister. Pozitif yüklü cisimler bir iletken ile toprağa bağlandığında toprakta bolca bulunan serbest haldeki elektronlar cisme geçer ve cisim nötr olur.

Negatif yüklü cisimler iletken ile toprağa dokundurulur ise Dünya’nın büyüklüğü cismin büyüklüğünden oldukça büyük olduğu için fazla olan negatif yük toprağa(Dünya’ya) geçer ve cisim nötrleşir.

Bu anlatılan durumlara topraklama denmektedir.

Elektriksel Kuvvet

Aynı işaretli yükler birbirini iterken, zıt işaretli yükler birbirini çeker. Yüklü cisimler arasındaki bu itme veya çekme kuvvetini Charles Augustin de Coulomb ifade etmiştir ve Coulomb Yasası olarak bilinmektedir.

Aşağıdaki cisimler yüklerine sahiptir ve aralarında d mesafesi vardır. Cisimler arasındaki etkileşme kuvveti aşağıdaki formülle hesaplanır. Cisimler üzerinde oluşan kuvvet eşit ve zıt yönlüdür.

Coulomb Yasası
  • Birinci cismin yükü (C)
  • İkinci cismin yükü (C)
  • d: Yükler arası mesafe (m)
  • F: Yükler arasında oluşan elektriksel net kuvvet (N)
  • k: Coulomb sabitidir ve değeri dir.

Ayrıntılı konu anlatımı için aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz (Ayarlar kısmından altyazıyı Türkçe yapabilirsiniz).

Elektrik Alanı

Pozitif birim yük başına düşen elektriksel kuvvete elektrik alanı denir. Vektörel bir büyüklüktür ve ile gösterilir. Birimi N/C veya V/m dir.

Elektrik alan hesaplanırken hesaplanacak noktada +1 C(q’) yük varmış gibi hesaplama yapılır. Noktasal yük üzerinde oluşan elektrik alan aşağıdaki gibi hesaplanır.

Elektrik Alanı ve Elektrik Alanı Çizgileri

Pozitif ve negatif yüklerin d uzaklığında bulunan noktadaki elektrik alanı eşit fakat zıt yüklü olacaktır.

Üç boyutlu uzayda elektrik alan kuvvet çizgileri pozitif (+) yük merkezinden dışa, negatif (-) yüklerde ise yük merkeze doğrudur.

Elektrik Alan Çizgilerinin Özellikleri

  • Sonsuz sayıdadırlar ve birbirilerini kesmezler.
  • Şiddeti büyük olduğunda çok, az olduğunda daha seyrektirler.
  • Üç boyutlu uzayda pozitif yüklerde yük merkezinden dışa, negatif yüklerde içe doğrudurlar.
  • Pozitif ve negatif yükler karşılaştırıldığında yönü pozitiften negatife doğrudur.
İnstagramdan Bikifi'yi Takip Et
✍ Ders Notları
  • Elektrik Yükleri
4 Hafta📂 9. Sınıf Fizik
Benzer İçerikler
Düzgün Elektrik Alan ve Sığa
Güncel
Fizik

Düzgün Elektrik Alan ve Sığa

İçeriğe Git
İndüksiyon Akımı
Güncel
Fizik

İndüksiyon Akımı

İçeriğe Git
Newton’un Hareket Yasaları
Güncel
Fizik

Newton’un Hareket Yasaları

İçeriğe Git
Elektriksel Kuvvet ve Elektrik Alan
Güncel
Fizik

Elektriksel Kuvvet ve Elektrik Alan

İçeriğe Git
Aynalar
Güncel
Fizik

Aynalar

İçeriğe Git
Elektriksel Potansiyel
Güncel
Fizik

Elektriksel Potansiyel

İçeriğe Git
Copyright © 2022 Bikifi
Star Logo
tiktok Logo
Pinterest Logo
Instagram Logo
Twitter Logo