Elektrostatik Elektrostatik - Elektirik Yüklerinin özellikleri Elektrostatik Elektrostatik Durgun y Durgun y ü ü klerin klerin ö ö zellikleri ve zellikleri ve davran davran ış ış lar lar ı ı n n ı ı inceler incelerElektrik y Elektrik y ü ü klerinin klerinin ö ö zellikleri zellikleri • • Maddenin temel yap Maddenin temel yap ı ı ta ta ş ş lar lar ı ı • • İ İ ki t ki t ü ü r elektrik y r elektrik y ü ü k k ü ü po pozitif zitif nega negatif tif • • Benzer y Benzer y ü ü kler birbirini iter kler birbirini iter • • Z Z ı ı t y t y ü ü kler birbirini kler birbirini ç ç eker eker • • Elektrik Elektrik y y ü ü k k ü ü kuantumludur kuantumludur ( ( herhangi bir y herhangi bir y ü ü k k temel birim y temel birim y ü ü k k ü ü n tam katlar n tam katlar ı ı olabilir olabilir ) ) e = 1.602 e = 1.602 × × 10 10 - -19 19 C C Coulomb (C) Coulomb (C) SI SI y yü ük birimi k birimi • • Law of Conservation of Charge Law of Conservation of Charge : : Kapal Kapal ı ı bir bir sistemde toplam y sistemde toplam y ü ü k daima sabittir k daima sabittirElektrik Yük Korunumu He Th U 4 2 234 90 238 92 + › Bu nükleer reaksiyonun her iki tarafında 92 şer proton vardır+ - + › e e ? Nötr bir fotonun elektron ve pozitron çiftine bozunumu (pozitif yüklü elektron) YE ŞİL !!! Parçacık fizi ğinde elektrik yükünün korunumuStatik elektrik y Statik elektrik y ü ü k elde etme metodu k elde etme metodu • • N N ö ö tr ve iletken bir tr ve iletken bir k k ü ü re re ü ü zerinde etki zerinde etki ile pozitif y ile pozitif y ü ü k elde k elde etme y etme y ö ö ntemi ntemi . . • • Yal Yal ı ı t t ı ı lm lm ış ış bir bir iletkenin iletkenin dokunmayla veya dokunmayla veya etkiyle etkiyle elektriklenmesi elektriklenmesiMaddelerin Davran Maddelerin Davran ış ış lar lar ı ı • • Yal Yal ı ı tkan tkan – – elektrik y elektrik y ü ü klerini malzeme klerini malzeme ü ü zerinde zerinde (i (i ç ç inde) hareket ettirebilmek i inde) hareket ettirebilmek i ç ç in in ç ç ok fazla bir ok fazla bir kuvvet (enerji) gerekli kuvvet (enerji) gerekli – – Ö Örnekler rnekler: : a a ğ ğa aç ç, , plasti plastik k, , lastik lastik, , cam cam, , kuru hava kuru hava, , bo bo ş şluk luk • • İ İ letken letken - - elektrik y elektrik y ü ü klerini malzeme klerini malzeme ü ü zerinde zerinde (i (i ç ç inde) hareket ettirebilmek i inde) hareket ettirebilmek i ç ç in in ç ç ok az bir ok az bir kuvvet (enerji) gerekli kuvvet (enerji) gerekli – – Ö Örnekler rnekler: : metallerin metallerin ç ço o ğ ğu u, , iyonik iyonik çö çözeltiler zeltiler, , plazma plazma • • Yar Yar ı ı - - iletken iletken - - elektrik y elektrik y ü ü klerini malzeme klerini malzeme ü ü zerinde (i zerinde (i ç ç inde) hareket ettirebilmek i inde) hareket ettirebilmek i ç ç in orta in orta b b ü ü y y ü ü kl kl ü ü kte bir kuvvet (enerji) gerekli kte bir kuvvet (enerji) gerekli – – Ö Örnekler rnekler: : germanium, silicon germanium, siliconYük ve Kuvvet Yalıtkanlar İletken ve YalıtkanlarCoulomb Coulomb Kanunu Kanunu ( ( İ İ ki y ki y ü ü k k aras aras ı ı ndaki kuvvet kanunu ndaki kuvvet kanunu ) ) • • Charles Charles Auguste Auguste Coulomb Coulomb - - 1785 1785 • • İ İ ki noktasal y ki noktasal y ü ü k aras k aras ı ı ndaki elektriksel kuvvet ndaki elektriksel kuvvet y y ü ü klerin her biriyle do klerin her biriyle do ğ ğ ru orant ru orant ı ı l l ı ı d d ı ı r r • • İ İ ki noktasal y ki noktasal y ü ü k aras k aras ı ı ndaki elektriksel kuvvet ndaki elektriksel kuvvet aralar aralar ı ı ndaki uzakl ndaki uzakl ığı ığı n karesiyle ters orant n karesiyle ters orant ı ı l l ı ı d d ı ı r r • • İ İ kiden fazla noktasal y kiden fazla noktasal y ü ü k k ü ü n herhangi bir y n herhangi bir y ü ü k k ü ü zerindeki kuvvet etkisi zerindeki kuvvet etkisi ü ü st st - - ü ü ste binme ilkesine ste binme ilkesine uyar uyar ( ( vekt vekt ö ö rel rel toplama toplama ) )Coulomb Coulomb Kanunu Kanunu ( ( noktasal y noktasal y ü ü kler kler ) ) 12 2 ˆ qq Fk r r = r kN m C =×- 899 10 922 ./ k = 1 4 0 ?? ? 0 12 2 2 885 10 =× - - ./ CNm benzer yükler zıt yüklerÖ Ö rnek rnek 1 1 1.0 1.0 µ µ C C luk luk pozitif bir y pozitif bir y ü ü k orijine ve k orijine ve - - 0.3 0.3 µ µ C C luk luk bir bir ba ba ş ş ka y ka y ü ü kte kte x x = 2.0 = 2.0 cm cm noktas noktas ı ı na yerle na yerle ş ş tirilmi tirilmi ş ş tir tir . . Negatif y Negatif y ü ü k k ü ü zerine etkiyen kuvvet nedir zerine etkiyen kuvvet nedir ? ? 1.0 µC 0.0 cm -0.3 µC 2.0 cm 12 2 qq Fk r = () 66 2 9 2 2 1.0 10 0.3 10 8.99 10 0.02 CC Nm F C m -- ×- × - =× 6.74 F N = r FN i = -674 . $Ö Ö rnek rnek 2 2 0.1 0.1 µ µ C C luk luk pozitif bir y pozitif bir y ü ü k orijine k orijine , , + + 0.2 0.2 µ µ C C luk luk ba ba ş ş ka bir y ka bir y ü ü k k (0.0 cm, 1.5 (0.0 cm, 1.5 cm) cm) noktas noktas ı ı na na , , ve ve - - 0.2 0.2 µ µ C C luk luk ba ba ş ş ka bir y ka bir y ü ü kte kte (1.0 cm, 0.0 (1.0 cm, 0.0 cm) cm) noktalar noktalar ı ı na yerle na yerle ş ş tirilmi tirilmi ş ş olsun olsun . . Negatif y Negatif y ü ü ke ke etkiyen toplam (net) kuvvet nedir etkiyen toplam (net) kuvvet nedir ? ? 12 2 ˆ qq Fk r r = r 0.1 µC (0 cm. 0cm) -0.2 µC (1.0 cm, 0.0 cm) 0.2 µC (0.0 cm, 1.5 cm) 1 1 3 3 2 2 ? ?0.1 µC (0 cm. 0cm) -0.2 µC (1.0 cm, 0.0 cm) 0.2 µC (0.0 cm, 1.5 cm) 1 1 3 3 2 2 12 21 2 21 ˆ qq Fki r = r Ö Ö nce, her bir y nce, her bir y ü ü k k ü ü n negatif y n negatif y ü ü k k ü ü zerindeki kuvvet etkisini zerindeki kuvvet etkisini vekt vekt ö ö rel rel olarak negatif y olarak negatif y ü ü k k ü ü zerinde g zerinde g ö ö sterin ve etkidi sterin ve etkidi ğ ğ i i kuvveti hesaplay kuvveti hesaplay ı ı n n . . 1 ve 2 y 1 ve 2 y ü ü kleri aras kleri aras ı ı ndaki elektriksel kuvvet ndaki elektriksel kuvvet . . () 66 2 9 21 2 2 0.1 10 0.2 10 ˆ 8.99 10 0.01 CC Nm F i C m -- ×- × - =× r r FN i 21 180 =-. $0.1 µC (0 cm. 0cm) -0.2 µC (1.0 cm, 0.0 cm) 0.2 µC (0.0 cm, 1.5 cm) 1 1 3 3 2 2 ? ? 3 ve 2 y 3 ve 2 y ü ü kleri aras kleri aras ı ı ndaki elektriksel kuvvet ndaki elektriksel kuvvet . . ()() 66 2 9 23 22 2 0.2 10 0.2 10 8.99 10 0.01 0.015 CC Nm F C mm -- ×- × - =× + r r FN 23 111 = .0.1 µC (0 cm. 0cm) -0.2 µC (1.0 cm, 0.0 cm) 0.2 µC (0.0 cm, 1.5 cm) 1 1 3 3 2 2 ? ? Her bir kuvvetin bile Her bir kuvvetin bile ş şenlerini hesapla enlerini hesapla. . r FFiFj 23 23 23 =- + cos $ sin $ ?? ()() ()() r FN m mm iN m mm j 23 22 22 111 001 001 0015 111 0015 001 0015 =- + + + . . .. $ . . .. $ r FN iN j 23 062 092 =- + . $ . $0.1 µC (0 cm. 0cm) -0.2 µC (1.0 cm, 0.0 cm) 0.2 µC (0.0 cm, 1.5 cm) 1 1 3 3 2 2 ? ? Kuvvetlerin bile Kuvvetlerin bile ş şenlerinin bile enlerinin bile ş şkesini hesapla kesini hesapla. . r FN iN iN j =- - + 180 062 092 . $ . $ . $ r FN iN j FN =- + = 242 092 259 o 159 . $ . $ .@ +x +x ekseninden ekseninden Sonu Sonuç ç (toplam) vekt (toplam) vektö ör rü ün nü ü hesapla hesaplaÖrnek problem a) İki yük arasındaki kuvvetler nelerdir? b) A küresi topraklanırsa kuvvet ne olur?Elektrik Alan Elektrik Alan Alan nedir Alan nedir ???? ???? Baz Baz ı ı fiziksel ola fiziksel ola ğ ğ an an ü ü st st ü ü durumlar taraf durumlar taraf ı ı ndan etkilenen ndan etkilenen uzaydaki b uzaydaki b ö ö lge lge ; ; ö ö rne rne ğ ğ in in , , s s ı ı cakl cakl ı ı k k , , yer yer ç ç ekimi ekimi , , elektrik elektrik , , manyetik manyetik davran davran ı ş ı ş lar larElektrik Alan Elektrik Alan • • Bir y Bir y ü ü k k ü ü n ba n ba ş ş ka bir y ka bir y ü ü k yada y k yada y ü ü k da k da ğı ğı l l ı ı m m ı ı taraf taraf ı ı ndan etkilenebildi ndan etkilenebildi ğ ğ i uzay b i uzay b ö ö lgesi lgesi • • Elektrik alan Elektrik alan ı ı n birimi n birimi Newton/Coulomb Newton/Coulomb (N/C) (N/C) • • Elektrik Alan Elektrik Alan vekt vekt ö ö rel rel bir niceliktir bir niceliktir . . • • Elektrik alan daima pozitif y Elektrik alan daima pozitif y ü ü kten d kten d ış ış ar ar ı ı do do ğ ğ ru ru negatif y negatif y ü ü kte ise i kte ise i ç ç eri do eri do ğ ğ ru y ru y ö ö nelir nelir r r E F q q = › lim 0 0 0Noktasal y Noktasal y ü ü k k ü ü n alan n alan ı ı 0 0 0 lim q F E q r r › = 0 2 0 0 0 ˆ 4 1 lim 0 q r r qq E q ?? › = r r r q E q ˆ 4 1 lim 2 0 0 0 ?? › = r r r q E ˆ 4 1 2 0 ?? = rSonlu bir test y Sonlu bir test y ü ü k k ü ü n n ü ü n bir n bir iletken iletken ü ü zerindeki etkisi zerindeki etkisi