klevero

Çok yakında

AYT Fizik

Düzgün Elektrik Alan ve Sığa (AYT Fizik)

Elektrik ve Manyetizma · 11. sınıf

Klevi Fen Laboratuvarı · Klevero ekibi · yapay zekâ destekli · Güncellendi:

Kazanımlar

  • 11.2.3.1 Yüklü, iletken ve paralel levhalar arasında oluşan elektrik alanı, alan çizgilerini çizerek açıklar.
  • 11.2.3.2 Yüklü, iletken ve paralel levhalar arasında oluşan elektrik alanının bağlı olduğu değişkenleri…
  • 11.2.3.3 Yüklü parçacıkların düzgün elektrik alanıdaki davranışını açıklar.
  • 11.2.3.4 Sığa (kapasite) kavramını açıklar.
  • 11.2.3.5 Sığanın bağlı olduğu değişkenleri analiz eder.
  • 11.2.3.6 Yüklü levhaların özelliklerinden faydalanarak sığacın (kondansatör) işlevini açıklar.

Konu Özeti

Yüklü iki iletken levha birbirine paralel ve yakın yerleştirildiğinde aralarında düzgün bir elektrik alan oluşur. Bu alanda her noktada alanın büyüklüğü ve yönü aynıdır. Bu konuda alanın hangi değişkenlere bağlı olduğunu ve levhaların enerji depolayan bir sistem, yani sığaç (kondansatör), olarak nasıl çalıştığını öğreneceksin. AYT’de bu konu formül, grafik ve yorum sorularıyla karşına çıkar.

Temel Kavramlar

Düzgün elektrik alan: Birbirine paralel, zıt yüklü iki iletken levha arasında, kenar etkileri ihmal edilirse alan çizgileri paralel ve eşit aralıklıdır. Alan (+) levhadan (−) levhaya doğrudur. Levhaların dış bölgesinde alan ideal durumda sıfırdır.

  • Alan çizgileri (+) yüklü levhadan başlar, (−) yüklü levhada biter.
  • Çizgiler birbirini kesmez ve levhalara diktir.
  • Çizgilerin sıklığı alanın şiddetiyle orantılıdır.
  • İletken levhada yük yüzeyde dağılır; iletkenin içinde alan sıfırdır.
Düzgün alan
İki paralel levha arasında soldan sağa eşit aralıklı alan okları vardır. Sol levha artı, sağ levha eksi yüklüdür.

Alanın büyüklüğü: Levhalar arasındaki düzgün alan E = V / d ile hesaplanır. Burada V potansiyel farkı, d levhalar arası uzaklıktır. Alanın büyüklüğü levhalar arasındaki konuma bağlı değildir.

E = V / d

Yük yoğunluğu cinsinden: Levhaların yük miktarı Q ve yüzey alanı A ise E = σ / ε₀ = Q / (ε₀·A) yazılır. Burada σ = Q / A yüzey yük yoğunluğu, ε₀ ise boşluğun elektriksel geçirgenliğidir.

E = σ / ε₀ = Q / (ε₀·A)

  • V sabit tutulup d artırılırsa E azalır.
  • d sabitken V artırılırsa E artar.
  • Q sabitse d değiştirildiğinde E değişmez.
  • Dielektrik yerleştirilirse alan azalır.

Yüklü parçacığın hareketi: Düzgün alandaki q yüklü parçacığa etkiyen kuvvet sabittir: F = q·E. Yerçekimi ihmal edilirse ivme de sabittir.

F = q·E ve a = q·E / m

  • Parçacık alana paralel ya da durgun girerse düzgün ivmeli doğrusal hareket yapar.
  • Parçacık alana dik hızla girerse yatay atışa benzer parabolik yol izler.
  • Pozitif yük alan yönünde, negatif yük alanın zıt yönünde sapar.
  • Kütlesi küçük parçacık aynı alanda daha çok sapar.

Sığa (kapasite): Bir iletken sistemin yük depolama yeteneğine sığa denir. C = Q / V ile tanımlanır ve birimi farad (F)’dır. Pratikte μF, nF ve pF kullanılır.

C = Q / V

Levhalı kondansatörün sığası: Sığa, levhaların yüzey alanına, aralarındaki uzaklığa ve ortamın yalıtkanlığına bağlıdır. Yük ve potansiyel farkı sığayı değiştirmez.

C = ε·A / d (ε = k·ε₀)

C - d ilişkisi
Sabit A ve ortam için kapasite, levhalar arası uzaklık arttıkça azalır. Grafik ters orantılı bir eğridir.

Notun devamı (Klevero uygulamasında)

  • Adım Adım Örnekler
  • Sık Yapılan Hatalar
  • Mini Özet Tablo
  • Kontrol Soruları