Konuyu Değerlendir
  • 0 Oy - 0 Ortalama
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Elektrostatik
#1
[TABLE="class: tborder, width: 100%, align: center"]
[TR]
[/TR]
[TR]
[TD="class: alt1"]Atomda proton ve nötrondan oluÅ�an bir çekirdek ve çekirdeÄ�in çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur.



Elektrik yüklerinin kaynaÄ�ı atomun yapısında bulunan elekton ve proton denilen parçacıklardır. Protonun yükü pozitif (+), elektronun yükü ise negatif (–) dir. Bir elektronun yüküne elementer yük denilmiÅ�tir ve birim yük olarak seçilmiÅ�tir.

Yüksüz (nötr) bir atomdaki elektronların (–) yük toplamı, protonların (+) yük toplamına eÅ�ittir.

Nötr (Yüksüz) Cisim

Bir cismin üzerindeki pozitif (+) yük sayısı, negatif yük sayısına eÅ�it ise, böyle cisme nötr ya da yüksüz cisim denir. Yüksüz denildiÄ�i zaman cismin içinde hiç yük yok anlamına gelmez. Yalnızca (+) ve (–) yük miktarının eÅ�it olduÄ�u anlamına gelir.

Pozitif Yüklü Cisim

Üzerinde (+) yük fazlalıÄ�ı olan cisimlere pozitif yüklü cisim denir. Cisimleri pozitif yüklü hale getirmek için cisimden elektron alarak (+) yük fazlalıÄ�ı oluÅ�turmak gerekir.

Negatif Yüklü Cisim

Üzerinde (–) yük fazlalıÄ�ı olan cisimlere negatif yüklü cisim denir. Herhangi bir yolla cisme (–) yük verilirse, (–) yük fazlalıÄ�ı oluÅ�ur.

Yapılan deneylere göre, aynı iÅ�aretli cisimlerin birbirlerini ittiÄ�i görülmüÅ�tür. Yani aynı cins yüklü cisimler birbirlerine zıt yönlerde kuvvet uygularlar ve birbirlerini iterler.




Zıt cins yüklü cisimler birbirlerini çekerler. Bu durumda da cisimler birbirlerine zıt yönde kuvvet uygularlar. Fakat bu kuvvetler çekme yönündedirler.



Yüksüz cisimler ise birbirlerine kuvvet uygulayamadıkları için, ne iter, ne de çekerler.

Cisimlerin yükleri q1 ve q2 aralarındaki uzaklık d ise, birbirlerine uyguladıkları itme ya da çekme kuvveti,


baÄ�ıntısından bulunur. Bu kuvvet yüklerin çarpımı ile doÄ�ru, aralarındaki uzaklıÄ�ın karesi ile ters orantılıdır.

Ä°letken Cisimler

Üzerinde serbestçe dolaÅ�abilen yükler olan cisimlere iletken cisim denir. Genel olarak metaller iyi iletkenlerdir. Ä°nsan vücudu da iletkendir. Ä°çinde iyon bulunduran çözeltiler de elektriÄ�i iletirler. Ä°letken içinde hareket eden yük (–) yüktür. Yani elektronlardır. (+) yükler protonun yükü olduÄ�u için hareket etmezler. Çözeltilerde (+) ve (–) iyonlar hareket eder.

Yalıtkan Cisimler

Üzerinde serbestçe dolaÅ�abilir yükler olmayan cisimlere yalıtkan cisim denir. Plastik, cam, mika ve saf su bazı yalıtkan olan maddelere örneklerdir.

ELEKTRÄ°KLENME ÇEÅ�Ä°TLERÄ°

1. Sürtünme ile Elektriklenme

Saçımızı tararken, yün kazaÄ�ımızı çıkarırken çıtırtılar duyulur. Otomobilden inerken kapı kolu ile el arasında elektrik akıÅ�ı olur. Bu ve benzeri örneklerdeki olayların nedeni elektriklenmedir.

Sürtünme ile elektriklenmede birbirine sürtünen cisimlerden biri diÄ�erine elektron verir ve kendisi pozitif (+) yükle yüklenir. Elektron alan cisim üzerinde (–) yük fazlalıÄ�ı oluÅ�acaÄ�ı için negatif (–) yükle yüklenir. Alınan yük verilen yüke eÅ�it olduÄ�u için yük miktarı eÅ�ittir.

Cam çubuk ipek kumaÅ�a sürtülürse, camdan ipeÄ�e elektron geçiÅ�i olur. Cam çubuk (+), ipek kumaÅ� ise (–) yükle yüklenir.

Plastik çubuk yünlü kumaÅ�a sürtülürse, çubuk yünlü kumaÅ�tan elektron alır ve (–) yükle yüklenir. Yünlü kumaÅ� elektron verdiÄ�i için (+) yükle yüklenir. Alınan ve verilen yük miktarları eÅ�ittir.

2. Dokunma ile Elektriklenme

Yüklü bir cisim nötr bir cisme dokundurulduÄ�unda mevcut yükünü paylaÅ�ırlar ve nötr cisimde yüklenir. Bu tür yüklenmeye dokunma ile elektriklenme denir. Å�ekilde (–) yüklü K küresi nötr L küresine dokundurulduÄ�unda, K den L ye elektron geçiÅ�i olur ve sonra dengeye gelirler.



EÄ�er K cismi (+) yüklü olsa idi, nötr L küresinden (–) yükler K küresine geçer ve her ikisi de (+) yüklü olurdu.

Yüklü cisimler birbirine dokundurulduktan sonra son yükleri, kürelerin kapasitelerine baÄ�lıdır. Kürelerin kapasiteleri yarıçapla orantılı olduÄ�undan toplam yükü yarıçapları oranında paylaÅ�ırlar.

EÄ�er küreler özdeÅ� ise, yani yarıçapları eÅ�it ise, toplam yükü eÅ�it olarak paylaÅ�ırlar.

Å�ekilde yarıçapla rı r1 ve r2, yükleri q1 ve q2 olan küreler iletken telle birleÅ�tirilip anahtar kapatılırsa yük alıÅ� veriÅ�i yaparlar ve son yükleri q'1 ve q'2 olur.



Bu son yükleri bulmak için toplam yük; toplam yarıçapa bölünerek yarıçap baÅ�ına düÅ�en yük ile, her bir kürenin yarıçapı ile çarpılarak son yükleri bulunur.

Kürelerin dokunma sonrası yük miktarları,


Yüklü iki cisim birbirine dokundurulduÄ�unda yüklerinin iÅ�areti ile ilgili kÅ�u üÄ�ç durum vardır.

1. Her ikisi de (+) yükle yüklenebilir

2. Her ikisi de (-) yükle yüklenebilirler

3. Her ikisi de nötr olabilir

Birisinin yükünün (+) diÄ�erinin ki ise (-) olma ihtimali yoktur.

3. Etki ile Elektriklenme

Yüksüz K ve L cisimleri birbirine temas halinde iken (+) yüklü bir M çubuÄ�u yaklaÅ�tırılıyor. M çubuÄ�undaki (+) yükler K küresinden L küresine (–) yükleri çeker. K küresinin çubuÄ�a uzak olan kısmı (+) yükle yüklenir.




Daha sonra küreler yalıtkan ayaklarından tutulup ayrılır ve M çubuÄ�u uzaklaÅ�tırılırsa, K küresi (+), L küresi de (–) yükle yüklenmiÅ� olur.



M çubuÄ�u dokundurulmadan K ve L küreleri yüklenmiÅ� olur. Böyle yüklemeye etki ile elektriklenme denir. Etki ile elektriklenmede K ve L nin yarıçapları ne olursa olsun yük miktarları eÅ�ittir. Ayrıca çekilen ya da itilen yükler mümkün olan en uzaktan çekilir ya da mümkün olan en uzaÄ�a itilir.


Å�ekildeki gibi (+) yüklü K cismi, nötr L cismine yaklaÅ�tırıldıÄ�ında onu etki ile elektrikler. L nin K tarafında (–) yükler, diÄ�er tarafında ise (+) yükler toplanır. K cismi L deki (–) yükleri çeker, (+) yükleri ise iter.



Fakat d1 < d2 olduÄ�u için, Fç > Fi olur ve cisim K ye doÄ�ru çekilir. K tarafından çekilen nötr L cismi K ye dokunursa, L de (+) yükle yüklenir ve bu durumda da L küresi düÅ�ey konumun diÄ�er tarafına doÄ�ru itilir.

Topraklama

Dünya çok büyük bir küre olduÄ�u için kapasitesi çok büyüktür. Dolayısıyla toprakla temas halinde olan cisimler nötr haldedir.

(–) yüklü cisim iletken bir telletopraÄ�a baÄ�lanırsa cisimdeki fazla olan (–) yükler topraÄ�a akar ve cisim nötr olur.

(+) yüklü cisim iletken bir telle topraÄ�a baÄ�lanırsa, cisimdeki (+) yükler hareket edemeyeceÄ�i için, topraktan cisme (–) gelir ve cisim nötr olur.

Nötr bir cisim etki ve topraklama yoluyla elektriklenebilir.




(–) yüklü K cismi nötr L cismine yaklaÅ�tırılırsa, L cisminin bir tarafı (+) diÄ�er tarafı (–) yükle yüklenir.




L cismi iletken bir telle topraÄ�a baÄ�lanırsa (–) yükler mümkün olan en uzaÄ�a yani topraÄ�a kadar itilir.




Daha sonra M cismi uzaklaÅ�tırılmadan toprak baÄ�lantısı kesilirse, L deki (+) yükler kalır ve K cismi de uzaklaÅ�tırıldıktan sonra L cismi (+) yükle yüklenir.



ELEKTROSKOP

Bir cismin yüklü olup olmadıÄ�ını, yüklü ise yükünün iÅ�aretini anlamaya yarayan alete elektroskop denir. Elektroskobun basitçe yapısı Å�ekildeki gibidir. Metal bir topuz, metal bir tel, iletken çok hafif iki yaprak ve cam fanustan oluÅ�maktadır.



Elektroskop yüksüz iken, yapraklar kapalı ve yapraklar arasındaki açı sıfır derecedir. Elektroskop yüklendiÄ�inde, her iki yaprakta aynı cins ve eÅ�it yükle yüklenir ve birbirlerini iterek yapraklar açılır. Yapraklar arasındaki açı yük miktarı ile orantılıdır. Yük miktarı artarsa, açı artar, yük miktarı azalırsa, yapraklar arasındaki açı da azalır.

Buna göre, elektroskobun yüklü olup olmadıÄ�ını, yaprakların açık olup olmadıÄ�ından anlayabiliriz.

Nötr bir elektroskoba bir cisim dokundurulduÄ�unda, yapraklar açılıyorsa dokundurulan cisim mutlaka yüklü demektir. Dokunmayla elektriklenme sonucu elektroskopta yüklenir ve yaprakları açılır. Fakat bu durumda yükün iÅ�areti anlaÅ�ılamaz.

Yükün iÅ�aretini anlayabilmek için, yükünün iÅ�areti bilinen bir elektroskoba yüklü cismi yaklaÅ�tırmamız gerekir. Å�ekildeki (–) yüklü elektroskoba K cismi yaklaÅ�tırıldıÄ�ında yapraklar biraz açılıyor.



Yaprakların biraz açılmasının nedeni, yapraklardaki yük miktarının artmasıdır. Yani topuzdan yapraklara (–) yükler itilmiÅ�tir. Topuzdan yapraklara (–) yüklerin itilebilmesi için K cisminin yükünün iÅ�areti (–) olmalıdır.

EÄ�er K cismi yaklaÅ�tırıldıÄ�ında elektroskobun yaprakları biraz kapanıyorsa, yapraklardaki yük miktarı azalıyor yani topuza yapraklardan yük çekiliyordur. Buna göre, K cisminin yükünün iÅ�areti (+) dır.




Yüklü bir cisim, yüklü bir elektroskoba yaklaÅ�tırıldıÄ�ında yapraklar biraz açılıyorsa , cisim ile elektroskop aynı cins yükle yüklü, yapraklar biraz kapanıyorsa , cisim elektroskopla zıt yüklüdür.

Cisim yaklaÅ�tırılırken yapraklar biraz açılıyorsa, uzaklaÅ�tırılırken yapraklar biraz kapanıyordur.Yani yaklaÅ�ma uzaklaÅ�ma birinin tersi olur.


Nötr bir elektroskoba (–) yüklü bir K cismi yaklaÅ�tırıldıÄ�ında elektroskop etki ile elektriklenir. Yapraklar (–) yükle yüklenirken, topuz ise (+) yükle yüklenir, (+) yüklü cisim yaklaÅ�tırılsa idi, yapraklar (+), topuz ise (–) yükle yüklenirdi.




Yüklü bir cismi yüklü bir elektroskoba dokundurduÄ�umuzda, yaprakların hareketinin nasıl olacaÄ�ını anlamak için yük miktarlarını ve yükün iÅ�aretini bilmek gerekir.



1°) qE = – 3q, qK = +q ise, birbirlerine dokundurulduÄ�unda, toplam yük qT = – 3q + q = – 2q olur ve bu yükü aralarında paylaÅ�ırlar. Dolayısıyla elektroskobun yük miktarı azalır ve yapraklar biraz kapanır.

2°) qE = + q, qK = – q olsa idi elektroskobun yük miktarı sıfır olur ve yapraklar tamamen kapanırdı.

3°) qE = – q, qK = +4q ise, toplam yük

qT = + 4q – q = + 3q olur. Elektkroskobun ilk yükü (–) iÅ�aretli iken dokundurduktan sonra (+) iÅ�aretli olur. Bu durumda elektroskobun yaprakları önce kapanır, sonra tekrar açılır.

Elektroskop ve dokundurulan cismin yükünün iÅ�areti aynı ise, elektroskobun yapraklarının hareketini bilebilmek için kapasitelerinin de bilinmesi gerekir.



Å�ekilde +q yüklü çubuk ve elektroskop birbirine dokundurulduÄ�unda üç ihtimal vardır.

1°) Kapasiteleri eÅ�it ise, yük geçiÅ�i olmaz ve elektroskobun yaprakları arasındaki açı deÄ�iÅ�mez.

2°) Elektroskobun kapasitesi büyük ise, toplam yükün (+2q) yarıdan fazlasını alır ve yapraklar biraz açılır.

3°) ÇubuÄ�un kapasitesi büyük ise, çubuk toplam yükün (+2q) yarıdan fazlasını alır ve elektroskobun yaprakları biraz kapanır.


Å�ekilde (–) yüklü bir cisim, (+) yüklüelektroskoba sürekli yaklaÅ�tırılıyor. Bu durumda elektroskobun topuzundaki (–) yüklerin (elektroskobun topuzu (+) yüklü olsa da (–) yüklerde vardır.) bir kısmı yapraklara itilir ve yapraklardaki (+) yük miktarı azalır. Dolayısıyla yapraklar biraz kapanır. YaklaÅ�tırmaya devam edildiÄ�inde ve yapraklardaki (+) yüke eÅ�it miktar (–) yük itildiÄ�inde, yapraklar tamamen kapanır.



Yine yaklaÅ�tırılmaya devam edilir ve yapraklardaki (+) yükten daha fazla (–) yük itilirse, yapraklar (–) yükle yüklenir ve tekrar açılır.

Yüksüz (nötr) bir elektroskoba (–) yüklü bir cisim yaklaÅ�tırıldıÄ�ında etki ile elektriklenir ve yapraklar (–), topuz (+) yükle yüklenir.

Bu durumda iken, elektroskobun topuzu topraklanırsa, yapraklardaki (–) yükler topraÄ�a akar ve yapraklar tamamen kapanır. Çünkü iletilen yükler mümkün olan en uzaÄ�a yani topraÄ�a itilir.



Daha sonra toprak baÄ�lantısı kesilir ve cisim uzaklaÅ�tırılırsa, elektroskop (+) yükle yüklenmiÅ� olur.

Özel Durumlar

1. Ä°çi boÅ� iletken bir küre yüklendiÄ�inde, yükler kürenin dıÅ� yüzeyinde toplanır. Çünkü yükler birbirini karÅ�ılıklı olarak mümkün olan en uzaÄ�a yani dıÅ� yüzeye doÄ�ru iterler. Ä°ç yüzey nötr dür.



2. Yine nötr bir kürenin iç yü-zeyine (–) yüklü X cismi dokundurduÄ�umuzda, X küresi yükünün tamamını büyük küreye aktarır ve kendisi nötr hale gelir. EÄ�er (–) yüklü X küresi, büyük kürenin dıÅ�ına dokundurulsaydı, toplam yükü aralarında yarıçapları oranında paylaÅ�ırlar idi.





3. (+) yüklü X küresi nötrkürenin içine deÄ�meyecek Å�ekilde salındırıldıÄ�ında, etki ile elektriklenme olur. Kürenin iç yüzeyine (–) yükler çekilir. DıÅ� yüzeyinde ise (+) yük fazlalıÄ�ı oluÅ�ur.



4. Yüklü iletken cisimlerin sivri uçlarında daha fazla yük toplanır.



COULOMB KUVVETÄ°

Aralarında d kadar uzaklık bulunan yüklü iki cisim birbirlerini, yüklerin çarpımı ile doÄ�ru, aralarındaki uzaklıÄ�ın karesi ile ters orantılı olacak Å�ekilde birbirlerine kuvvet uygularlar.



Yükler aynı iÅ�aretli ise birbirlerini iterler, zıt iÅ�aretli ise birbirlerini çekerler. Bu itme ve çekme kuvveti yüklerin deÄ�erleri ne olursa olsun, eÅ�it büyüklükte ve zıt yönlüdür.

F1 = –F2

Yüklü cisimlerin birbirine uyguladıkları kuvvete Coulomb kuvveti denir. Coulomb kuvveti,


ba�ıntısı ile hesaplanır. Burada,

F : Coulomb kuvveti

d : Yüklü cisimlerin kütle merkezleri arasındaki uzaklık

k : Coulomb sabiti. Bu sabit, ortamın cinsine ve kullanılan birim sistemine ba�lı olarak de�i�en bir sabittir.

Bo�luk ya da hava ortamında,


Ä°kiden fazla yüklü cismin baÅ�ka yüklü bir cisme uyguladıÄ�ı toplam kuvvet bulunurken aÅ�aÄ�ıdaki aÅ�amalar takip edilir.

1. Yüklerin iÅ�aretine göre herbir yüklü cismin uyguladıÄ�ı kuvvet vektörleri gösterilir.

2. Coulomb baÄ�ıntısına göre, yüklerin büyüklüÄ�üne ve aradaki uzaklıÄ�a bakılarak kuvvetlerin Å�iddetleri bulunur.

3. Kuvvet vektörleri arasındaki açılar bulunur.

4. Son olarakta bulunan bu kuvvet vektörlerinin vektörel toplamı yapılır.

Å�ekilde, –q1 ve +q2 yüklü cisimlerin –q3 yüklü cisme uyguladıÄ�ı kuvvetler ve toplam kuvvet gösterilmiÅ�tir.




Å�ekilde ipek iplikle asılı q1 ve q2 yüklü cisimler birbirlerini iterek dengeye geliyorlar. Cisimlerin yüklerinin büyüklükleri ne olursa olsun birbirlerine uyguladıkları kuvvetlerin büyüklükleri eÅ�ittir.



Taralı üçgenlerden tana deÄ�erleri yazılırsa,

Buna göre, açılar arasındaki iliÅ�ki kütleler arasındaki iliÅ�kiye baÄ�lıdır.


*
a. m1 = m2 ise a1 = a2 dir.

*
b. m1 > m2 ise a1 < a2 dir.

*
c. m1 < m2 ise a1 > a2 dir.

[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="class: alt2"]  Linkler ziyaretçilere gizlenmiştir. Ücretsiz üye olarak linklere erişebilirsiniz.

[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Kullanıcı imzaları ziyaretçilere gizlidir.
Bul
Alıntı


Foruma Git:


Bu konuyu görüntüleyen kullanıcı(lar): 1 Ziyaretçi