BSTM
ELEKTROSTATİK 1
Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Çeşitleri
İletken ve Yalıtkanlardaki Yük Dağılımı Topraklama
Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Çeşitleri
.
Elektroskop
İletken ve Yalıtkanlardaki Yük Dağılımı Topraklama
Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Çeşitleri
İletken ve Yalıtkanlardaki Yük Dağılımı Topraklama
İletken ve Yalıtkanlardaki Yük Dağılımı Topraklama
İletken ve Yalıtkanlardaki Yük Dağılımı Topraklama
Elektronlar ise çekirdeğin etrafında farklı yörüngelerde dolanmaktadırlar. Çekirdeğe en yakın yörüngede dolanan elektronlar elektriksel kuvvetin çekiminden dolayı çekirdeğe sıkıca bağlıdırlar. Dış yörüngelerde dolanan elektronlar ise çekirdeğe daha zayıf bir kuvvetle bağlanmışlardır. Onun için bir atomun en dıştaki elektronlarından birisi atomu terkederek bir başka atomun dış yörüngesinde dolanmaya başlayabilir. Bu şekilde oluşan elektron transferi (aktarımı) sonucunda, bir elektronunu kaybeden atomlar "+e" net yüküne sahip olurlar ve bunlara pozitif iyon denir.
Bir atomda elektron ve proton sayısı eşitse bu atoma nötr atom, eşit değilse böyle bir atoma yüklenmiş atom (iyon) denir. Elektron kazanan atomlar "-e" net yüküne sahiptir ve bunlara da negatif iyon denir .Atomların elektron alma veya vermeleri kimyasal özelliklerine bağlıdır. Bu yük transferi bazen zayıf bir kuvvetle gerçekleşirken, bazı durumlarda da daha büyük kuvvetleCisimlektadır.
Maddeler yük transferi özeliğine göre iletken, yarı iletken ve yalıtkan olarak adlandırılırlar.
İletkenler kolay yük transferi yapabilen atomlardan oluşmuş cisimlerdir.
Yalıtkanlar normal şartlarda yük transferi yapamazlar.
Yarı iletkenler : elektrik özellikleri hem yalıtkanlara hem iletkenlere benzeyen madde grubudur.Daha çok elektronik devrelerde kullanılır.Germanyum,silisyum,selenyum
Nötr bir atom her hangi bir yolla elektron alırsa - , elektron kaybederse + yüklü olur.Bir atamun iyonlu hale gelmesi elekron fazlalığı ya da eksiklği ile gerçekleşir.
Proton alması yada kaybetmesi söz konusu değildir.Yüklü cisimler elementer yükün katları oranında yüklenirler ( Yükün kuantize olma hali )
İletkenliği maddelerin üzerindeki serbest elektronlar sağlar. Katı iletkenlerde elektronlar, sıvı iletkenlerde (elektrolitlerde) pozitif ve negatif iyonlar, gazlarda pozitif ve negatif iyonlarla elektronlar serbest yükler olup elektriği iletirler.
Elektrik Yükleri ve Elektriklenme Çeşitleri
Bir çok kelime ve kavram, oluşturdukları etkiler cinsinden tanımlanabilir. Elektrik yükü de böyle bir kavramdır. Elektrik yükünün o kadar büyük etki ve sonuçları vardır ki hemen hemen çevremizde meydana gelen fiziksel olayların çoğu, elektrik yüklerinin etkileşimlerine dayanmaktadır. Maddenin temel yapısını oluşturan atomlar; elektron, proton ve nötron olmak üzere üç temel parçacıktan meydana gelmiştir.
Proton ve elektronun elektriksel özellikleri birbirine zıt olmasından dolayı
Protona artı (+) yüklü denilirken Elektrona eksi (-) yüklü denilmiştir. Nötron ise yüksüz denir.
Elektronlar kütlece protonların 1/2000 i kadardır.Elektron ile protonun yük miktarları birbirine eşittir.işaret olarak zıttır.
Elektronun sahip olduğu yük "-e" ile gösterilirken, protonun sahip olduğu yük "+e" ile gösterilir. Deneyler tabiatta rastlanan en küçük elektrik yükünün elektron yükü olduğunu göstermiştir. Bu bakımdan elektronun yükü birim yük olarak seçilmiş ve elemanter yük (e.y.) diye adlandırılmıştır.
Üzerinde artı ve eksi yük miktarlan eşit olan cisimlere nötr cisim denir
Proton ve nötron atomun çekirdeğinde birbirlerine çok büyük bir kuvvetle bağlanmışlardır. Zayıf kuvvetlerle bu parçacıklar birbirinden koparılamazlar. Yani çekirdekten kolaylıkla proton ve nötron çıkarılamaz veya çekirdeğe kolaylıkla proton ve nötron sokulamaz.
NÖTR CİSİM
Yüksüz cisim, hiç yükü olmayan cisim anlamına gelmez. Cismin yüzsüz olması,( + ) ve (–) yüklerin eşit olduğu anlamındadır.
Aynı cins yükler birbirlerine itme kuvveti uygular
Zıt cins yükler birbirlerine çekme kuvveti uygular
Elektrostatik Kuvvet
Yüklü cisimler nötr cisimleri kendilerine doğru çekerler.
Elektrostatik Kuvvet
Elektrostatik Kuvvet
Elektrostatik Kuvvet
Yüklü cisimlerin birbirlerine uyguladıkları kuvvet
Yük miktarları ile doğru orantılı
uzaklıklarının karesi ile ters orantılıdır.
SÜRTÜNME İLE ELEKTRİKLENME
ELEKTRİKLENME TÜRLERİ
- 1.SÜRTÜNME İLE ELEKTRİKLENME
- 2.DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
- 3.ETKİ İLE ELEKTRİKLENME
1. SÜRTÜNME İLE ELEKTRİKLENME
- Sürtünme ile ilgili elektriklenmede sürtünen cisimlerden en az birinin yalıtkan olması gerekir .
- Sürtünme sonucu cisimlerden biri - diğeri + yüklenir.
- Sürtünen cisimlerin yük miktarlarının toplamı sıfır olur.
EBONİT-YÜN KUMAŞ
Ebonit yüne sürtüldüğünde ebonit - , yün + yüklenir yünden ebonite elektron geçişi olur.
CAM ÇUBUK - İPEK KUMAŞ
Cam çubuk ; ipeğe sürtüldüğünde ipek kumaş - , cam çubuk + yüklenir cam çubuktan ipek kumaşa elektron geçişi olur.
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
- Birbirine dokundurulan ya da bir iletken kablo ile birbirine bağlanan cisimler elektriksel potansiyelleri farklı ise bu potansiyeller eşitleninceye kadar yük alışverişinde bulunurlar.
- Bu alışveriş elektriksel potansiyelleri eşitleninceye kadar sürer.
NET YÜKÜ PAYLAŞIRLAR
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
DOKUNMA İLE ELEKTRİKLENME
- Cisimler net yüklerini yarıçapları oranında paylaşırlar.
- Cisimlerin dokundurulmadan önceki yük toplamları dokunma sonrası yük toplamlarına eşittir.
KAPASİTELER ORANINDA YÜK PAYLAŞIM
- Birbirine dokundurulan ya da bir iletken kablo ile birbirine bağlanan cisimler elektriksel potansiyelleri farklı ise bu potansiyeller eşitleninceye kadar yük alışverişinde bulunurlar.
- Bu alışveriş elektriksel potansiyelleri eşitleninceye kadar sürer.
Yükleri zıt işaretli olan iki kürenin dokunma sonrası olası yükleri şekildeki gibidir.
ETKİ (TESİR) İLE ELEKTRİKLENME
- Etki ile elektriklenen cismin ,diğer cisimlerle bir teması yoksa yük miktarı değişmez .Uclarda yük kutuplanması gerçekleşir.
- Etkiyle elektriklenmede hareketli olan yükler elektronlardır. Pozitif yüklerde hareket gerçekleşmez.
Nötr iletken cisimlere yüklü cisim yaklaştırılır.
- M ve N İletkenlerine yaklaştırılan pozitif yüklü cisim nötr iletkenlerdeki - yükü M nin ucuna ,çeker N ucunda + yükler kalır.
- M ve N cisimlerindeki son yük miktarları eşit olur.
- Yukarıda verilen örneğin terside düşünülebilir.
TOPRAKLAMA
Herhangi bir iletken cisim , iletken bir kablo ile toprağa bağlanırsa oluşabilecek yük fazlalıkları güvenlik nedeni ile toprağa atılır ya da topraktan yük çekilerek nötrleme yapılır.Yüklü cisim pozitif yüklü ise topraktan elektron gelerek ,yüklü cisim negatif yüke sahipse elektron toprağa akarak cisim nötür hale gelir .Bu olayda cisimle çok büyü küre olan Dünya arasında gerçekleşen yük paylaşımı
Yerküre bitmek tükenmek bilmeye bir elektron kaynağıdır.
Etkiyle yükleme işini topraklama yoluyla yapmak mümkündür.şekilde görüldüğü gibi toprakla bağlantısı olmayan nötrr bir cismin yanına yüklü bir cisim yaklaştırırsak nötr iletkende yük kutuplanması oluşur.Kutuplanmadan sonra uzak kısım toprağa bağlanırsa ve küre tutullurken toprak bağlantısı kesilirse nötr olan cismi yüklemiş oluruz.
ELEKTROSKOP
Elektroskop ne işe yarar ?
- İletken topuz ,iletken gövde ve hassas yapraklardan oluşur.
- Bir cismin yüklü olup olmadığını ,yüklü ise hangi yüklü olduğunu bulmaya yarar.
- Yüklü bir elektroskobun yaprakları açık olur ,nötr bir elektroskobun dışarıdan bir etki yoksa yaprakları kapalı olur.
Nötr elektroskoba yüklü bir cisim yaklaştırılırsa
Topuz + yüklenir , yapraklar - yüklenir.yapraklar açılır.
Elektroskopla aynı cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
Elektroskopla aynı cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
- Elektronlar itme kuvetlerinden dolayı yapraklara yönelir ve yapraklar daha da açılır.
- Topuz - ,+,nötr işaretli olabilir.
Elektroskopla zıt cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
Elektroskopla zıt cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
Elektroskopla aynı cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
- Verilen örnekte elektronlar elektroskobun topuzuna doğru çekilir. topuz - dir.
Yapraklar ise
- Biraz kapanabilir.
- Tamamen kapanabilir.
- Kapanıp tekrar açılabilir.
Nötr elektroskoba yüklü cisim dokundurmak
Elektroskopla zıt cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
Elektroskopla aynı cins yüklü cismi dokundurmak.
Nötr bir elektroskoba yüklü cisim dokundurulursa mevcut toplam yükü kapasiteleri oranında paylaşırlar.
sonuç olarak yüksüz elektroskop dokunan cisimle ayn cins yüklenerek yaparaklarını açacaktır.
Elektroskopla aynı cins yüklü cismi dokundurmak.
Elektroskopla zıt cins yüke sahip cisim YAKLAŞTIRMAK
Elektroskopla aynı cins yüklü cismi dokundurmak.
- Yapraklar biraz açılabilir
- Yapraklar biraz kapanabilir.
- Yaprakların açıklığında hiçbir değişiklik olmayabilir.
Elektroskopla zıt cins yüklü cismi dokundurmak.
Elektroskopla zıt cins yüklü cismi dokundurmak.
Elektroskopla zıt cins yüklü cismi dokundurmak.
- Yapraklar biraz kapanabilir
- Tamamen kapanabilir
- Tamamen kapanıp sonra tekrar açılabilir.
ELEKTROSTATİK KUVVET
Noktasal yükler arasında oluşan elektriksel kuvvet
Coloumb yasası : Noktasal yükler arasındaki elektriksel kuvvet ; cisimlerin yükleri ile doğru , cisimlerin merkezleri arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.
Birimler
- F Newton
- d Metre
- q Coloumb
Bileşke Kuvvet
Birden fazla yükün elektrik etkisi altındaki cisim için ,cisim üzerindeki kuvvetler gösterilir ve vektör kuralları ile istenen cisim üzerindeki bileşke kuvvet bulunur .
Örnekte +2C luk Cisime +4C ve -1C luk yüklerin uyguladığı kuvvetler gösterilmiştir.
GENEL ÇEKİM YASASI -ELEKTRİKSEL KUVVET
Elektriksel Coulomb kuvvetini genel çekim kuvvetinden ayıran iki önemli nokta vardır. Bunlardan birincisi; genel çekimin sadece çekici özelliği mevcut iken, elektriksel kuvvet, hem çekici hem de itici olabilir. ikinci önemli fark ise atomik ve moleküler seviyede elektriksel kuvvet genel çekime göre çok daha etkilidir. iki elektronun birbirlerine uyguladıkları elektriksel itme kuvveti ile genel çekim kuvveti karşılaştırılırsa, elektriksel kuvvetin 1042 defa daha büyük olduğu anlaşılır.
Elektriksel kuvvetin bu kadar büyük olmasına rağmen kainatta yıldızlar ve galaksiler arasında etkin kuvvet genel çekimdir. Bunun sebebi cisimlerin genelde yaklaşık olarak nötr olmalarıdır. Kendi vücudumuzdan sadece 1 gram elektronu 1 metre uzağımızdaki bir arkadaşımıza versek aramızda oluşacak çekim kuvveti 1025 N mertebesindedir.
İnsanlar arasındaki çekim
İnsan vücudunda 1026 den daha fazla proton ve bir o kadar da elektron vardır. Bir an için arkadaşınızın vücudundaki tüm elektronları alabilmenizin mümkün olduğunu düşünelim. Bütün elektronların toplam kütlesi 20 g dır. Bu durumda siz ve arkadaşınız oldukça büyük bir yüke sahip olurdunuz. Arkadaşınızla aranızda 10 m uzaklık varken birbirinize uyguladığınız kuvvet, Güneş'in Dünya'ya uyguladığı kuvvetin 6492 katına eşittir.