Elektriksel Potansiyel Ve Elektriksel Potansiyel Enerji Arasındaki Fark
kaynağı değiştir]
Noktasal "Q1" yüklü bir cismin kendinden "d" kadar uzaklıkta bulunan bir noktada oluşturduğu elektrik potansiyelinin değerini veren bağıntıdır.
Burada;
"VA": Elektrik potansiyeli, Volt(V) biriminde.
"U": (bazı kaynaklarda "EP" sembolü ile gösterilir): Elektriksel potansiyel enerji, Joule(J) biriminde.
"Q": Elektriksel yük, Coulomb(C) biriminde..
"d": "A" noktasıyla "Q1" yüklü noktasal cisim arasındaki uzaklık, Metre(m) biriminde.
"k": sabit.
Kaynakça[değiştir Elektriksel potansiyel, pozitif birim yük başına düşen elektriksel potansiyel enerji olarak tanımlanır. Tanımı enerjinin yüke oranı olduğu için, elektriksel potansiyelin SI birimi volt (V) yani joule/couloumb&#;tur (J/C). Önce noktasal yükler için potansiyeli inceleyelim. Durumu anlamak için bir resim kullanalım. Aşağıdaki resimde q0 ile gösterilen büyüklüğü 1 C olan bir test yükü, +q noktasal yükünden x uzaklığa yerleştirilmiş.
Bu konumdaki elektriksel potansiyel enerjisinin:
E_p = k\frac{qq_0}{x}
olduğunu biliyoruz. Şimdi potansiyel enerjiyi test yüküne bölelim ve potansiyeli bulalım.
V = \frac{E_p}{q_0} = k\frac{\frac{qq_0}{x}}{q_0} = k\frac{q}{x}
Demek ki bir yükün elektriksel potansiyelinin formülü şöyle:
V = k\frac{q}{x}
Asıl önemli soru elektriksel potansiyel kavramına neden ihtiyaç duyduğumuz. Zaten elektriksel potansiyel enerjiyi biliyoruz, ne diye yeni bir kavram icat ediyoruz? Bu sorunun cevabı elektrik alan kavramına çok yakın. Zaten elektriksel kuvveti biliyorduk, neden elektrik alan kavramına ihtiyaç duyduk? Elektrik alanı hatırlayalım: birim yük başına uygulanan elektriksel kuvvet.
\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0}
Bir yerdeki elektrik alanı bilirsek o yere herhangi büyüklükte bir yük koyduğumuz anda yüke uygulanacak olan kuvveti de biliriz.
\vec{F} = q\vec{E}
Böylece asıl işimiz kuvvetin değil elektrik alanın haritasını çıkarmaktır. Elektrik alanın her noktada aldığı değeri gösteren bir haritamız olursa, haritada herhangi bir yere yerleştireceğimiz miktarı ne kadar olursa olsun bir yüke uygulanacak olan kuvveti hesaplayabiliriz.
Tıpkı elektrik alanın haritasını çıkardığımız gibi, elektrik potansiyelin de haritasını çıkarabiliriz. Bu durumda haritada bir yükü nereye koyarsak ne kadar elektriksel potansiyel enerjisi olacağını da hesaplayabiliriz.
E_p = qV
Elektrik konularında genellikle elektrik alan ve elektriksel potansiyel kullanılmasının nedeni, yerleştirilecek yükten bağımsız bir nicelik elde etmektir. Elektriksel potansiyelin elektrik alana göre avantajı vektörel değil skaler bir büyüklük olmasıdır. Skalerlerle işlem yapmak vektörlerle uğraşmaktan kolaydır çünkü.
Potansiyelle çalışmak birden fazla yükün olduğu durumlarda işimizi kolaylaştırabilir. Birden çok yükün bir noktada oluşturduğu elektrik potansiyeli, her yükün bireysel olarak oluşturduğu potansiyellerin toplamı olarak hesaplayabiliriz.
Örnek Soru 1
q1, q2 ve q3 noktasal yükleri aşağıdaki şekildeki gibi yerleştirilmiştir. Buna göre yüklerin A noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel kaç V olur?
Çözüm:
A noktası için her yükün potansiyelini hesaplayıp toplayacağız.
V = k\frac{q_1}{x_1}+k\frac{q_2}{x_2}+k\frac{q_3}{x_3}
V = 9\times 10^9(\frac{4\times 10^{-6}}{8\times 10^{-2}}+\frac{-8\times 10^{-6}}{8\times 10^{-2}}+\frac{6\times 10^{-6}}{4\times 10^{-2}}) V = 9\times 10^9 \frac{10^{-6}(+12)}{8 \times10^{-2}} = 9 \times 10^{5} V Eşpotansiyel Çizgileri ve Eşpotansiyel Yüzeyleri
Çizgi ve yüzey nereden çıktı şimdi diye merak ediyor olabilirsiniz. Harita demiştik ya, işte o haritanın en önemli özelliği bu çizgi ve yüzeyler. Resimlerini göstermeden anlatmak zor. O yüzden önce resimleri sunalım sonra açıklayalım. Aşağıdaki resimde +1nC (nano coulomb) yükün farklı mesafelerdeki eşpotansiyel çizgileri (yeşil çizgiler) gösteriliyor. Bu çizgilerin her birinin bir çember olduğunu fark etmiş olmalısınız. En içteki çizgi üzerindeki her noktada elektriksel potansiyel V, en dıştaki çizginin üstündeki her noktada ise V. Neden çember şeklinde tek noktasal yükün eşpotansiyel çizgileri peki? Çünkü elektriksel potansiyel değerinin birbirine eşit olduğu noktalar yükten tam olarak aynı uzaklıkta olmak zorunda, bu noktaları birleştirirseniz de bir çember elde edersiniz. Noktasal yükten uzaklaştıkça da eşpotansiyel çizgilerinin değerlerinin azaldığını görüyoruz. Bu da beklediğimiz bir şey çünkü potansiyel uzaklıkla ters orantılı.
V = k\frac{q}{r}
Eşpotansiyel çizgilerini gördük, çizgiler iki boyutta potansiyelin aynı olduğu yerleri bize veriyordu, tıpkı bir harita gibi. Ama gerçek dünya üç boyutlu, dolayısıyla noktasal bir yük üç boyutta küre şeklinde eşpotansiyel yüzeyleri oluşturur.
Peki bir artı bir eksi yükün (yani bir dipolün) eşpotansiyel çizgileri ve eşpotansiyel yüzeyleri neye benzer? PHET Yükler ve Alanlar Simülasyonu&#;nu kullanarak çizgileri gösterebiliriz.
Bu kez eşpotansiyel çizgileri çember şeklinde değil. Artı yüke yakın olan yerlerdeki potansiyelin artı, eksi yüke yakın olan yerdeki potansiyelin eksi olduğuna dikkat edin. Tam ortada potansiyel neredeyse sıfır oluyor. Bir de dipolün eşpotansiyel yüzeylerini görelim.
Q1 yükü artı, Q2 yükü eksi. Eşpotansiyel yüzeyleri Q1 yükünün etrafında bir tepe biçiminde, Q2 yükünün etrafında bir çukur (ya da bir kuyu) biçiminde. yeşil çizgiler potansiyelin artı, mavi çizgiler potansiyelin eksi olduğu yerleri gösteriyor. Ortadaki siyah çizgi ise potansiyelin sıfır olduğu yerleri gösteriyor. Şimdi bu üç boyutlu temsili yorumlayalım. Bir +q noktasal yükünü Q1&#;e yaklaştırmak +q yükünü yokuş yukarı bir tepeye çıkarmaya benziyor, yani enerji eklerseniz ancak yaklaşabilirsiniz. Aynı +q yükünü Q2&#;ye yaklaştırmak ise bir çukura bırakmaya benziyor, +q kendiliğinden Q2&#;ye doğru yaklaşır, enerji eklemenize gerek yok. Bu resmin simülasyonunu iki yükün eş potansiyeli simülasyonunda inceleyebilirsiniz.
Bir başka önemli nokta da eşpotansiyel çizgileriyle elektrik alan arasındaki ilişki. Elektrik alanın yönü eşpotansiyel çizgilerine daima diktir.
Elektriksel Potansiyel Fark
Tekrar noktasal yükümüze dönelim. Yükümüzden farklı uzaklıkta iki nokta alalım, K ve L noktaları diyelim bunlara. Yükün K noktasındaki elektriksel potansiyeliyle L noktasındaki potansiyeli arasındaki farka (yani bildiğiniz çıkarma işlemi yapıyoruz) potansiyel fark diyoruz. Bunu eşpotansiyel resmine tekrar bakarak anlamak daha kolay olacak. Aşağıdaki resimdeki artı yüke en yakın olan çemberde bir nokta olsun K noktası, bu noktanın potansiyeli 33,9 V. L noktası da en dıştaki çemberin üstünde bir nokta olsun, bu noktanın potansiyeli de 5,6 V. K ile L arasındaki potansiyel fark şu demek öyleyse:
\Delta V_{KL} = V_L - V_K = 5,6 V - 33,9 V = ,3 V
Potansiyel farkın pozitif çıkması L noktasının potansiyelinin K&#;dan daha büyük, negatif çıkması daha küçük olduğu anlamına gelir. Potansiyel farkı birim yük başına değişen potansiyel enerji olarak da tanımlayabiliriz. Bir test yükünü iç çemberden dış çembere götürmek için yapılması gereken işe de potansiyel fark diyebiliriz. Hatırlayalım zaten potansiyel fark potansiyel enerjinin birim yüke oranıydı.
E_P = qV
\Delta E_P = q_0V_L - q_0V_K = q_0\Delta V \Delta V = \frac{\Delta E_P}{q_0} Elektriksel İş
Elektriksel iş bir yükü bir noktadan başka bir noktaya taşımak için aktarılması gereken enerji miktarıdır. Bunu anlamak için yine K ve L noktalarını kullanalım. Herhangi bir q yükünü K noktasından L noktasına götürmek için yapılan iş yükün miktarıyla potansiyel farkın çarpımıdır:
W = \Delta E_P = E_L - E_K
W = q\Delta V = q(V_L - V_K) Bir örnek verelim. +2 nC bir yükü yukarıdaki resimde gösterilen 5,9 V eşpotansiyeli üstündeki bir noktadan (en dıştaki çemberden), 33,9 V eşpotansiyeli üstündeki bir noktaya (en içteki çembere) getirmek için yapılan iş:
W = 2(33,,9) = 2 \times 28,3 = 56,6 J
İş pozitif çıktı, çünkü biz sisteme enerji eklemek zorundaydık. Yani 2nC yükü dış çemberden iç çembere yaklaştırabilmek için iş yapmamız gerekir, sonucunda da sistemin enerjisini artırırız. Tam tersini yaptığımızı yani iç çemberden dış çembere yükü taşımak istersek, o zaman iş negatif çıkacak, ,6 J olacak. Peki neden? Çünkü sistem iş yapacak, sistemin enerjisi azalacak.
Örnek Soru 2
q = 3 x 10-6 C olan noktasal yük A noktasından B noktasına götürülürken 1,2 J iş yapılıyor. Buna göre A ve B noktaları arasındaki potansiyel fark kaç volttur?
Çözüm:
İş ile potansiyel fark arasındaki ilişkiyi kullanalım:
W = q\Delta V
1,2 \space J = 3 \times 10^{-6} \space C \times \Delta V \Delta V = \frac{1,2 \space J}{3 \times 10^{-6} \space C} = 4 \times 10^5 \space V Peki A noktasının mı yoksa B noktasının mı potansiyeli daha fazla? Neden? Cevaplarınızı yorumlarda bekliyorum.
İlgili Kazanımlar
Noktasal yükler için elektriksel potansiyel enerji, elektriksel potansiyel, elektriksel potansiyel farkı ve elektriksel iş kavramlarını açıklar.
- Kavramların günlük hayat örnekleri ile açıklanması sağlanır.
- Öğrencilerin, noktasal yüklerin bir noktada oluşturduğu elektrik potansiyeli ve eş potansiyel yüzeylerini tanımlamaları sağlanır.
Noktasal yükler için elektriksel potansiyel enerji, elektriksel potansiyel, elektriksel potansiyel farkı ve elektriksel iş ile ilgili hesaplamalar yapar.
< Elektriksel Potansiyel Enerji Sınıf Elektrik Alan Konuları Potansiyel enerji ve Statik Elektrik arasındaki fark nedir
Potansiyel enerji ve Statik Elektrik arasındaki başlıca farklar;
- Potansiyel enerji, cisimlerin bir alanda bulundukları fiziksel durumlardan ötürü depoladığı kabul edilen enerjidir.
- Statik elektrik, bir maddenin içerisindeki ya da yüzeyindeki elektrik yüklerinin oransızlığı olarak tanımlanmaktadır.
- Potansiyel enerji mevcut alandaki konuma veya cisimdeki değişikliğe bağlıdır. EP ya da U ile gösterilir. Birimi diğer enerjiler gibi Joule&#;dür. (J)
- Statik elektriğin etkileri birçok insana tanıdık gelmektedir. Çünkü, insanlar kıvılcımı, aşırı yük, büyük bir elektriksel iletkenin veya zıt polaritede aşırı yüklü bir bölgenin yanına yaklaştırıldığında nötralize olduğundan hissedebilir, duyabilir ve hatta görebilir.
- Potansiyel enerji terimi ilk kez İskoç mühendis ve fizikçi William Rankine tarafından kullanılmıştır.
- Statik elektrik olgular, pozitif ve negatif yüklerin ayrımına gereksinim duymaktadır.
- Potansiyel enerji bir cismin düşük potansiyelden yüksek potansiyele geçtiğinde biriken enerjidir.
- Statik elektriğin boşalması, yanıcı maddeler ile uğraşan sektörlerde patlayıcı karışımları tutuşturarak tehlike yaratabilmektedir.
- Esneklik potansiyel enerjisi, esnek cisimlerin (örn. yay) sahip olduğu enerjidir. Bir yay sıkıştırıldığında potansiyel enerji depolar ve serbest bırakıldığında bu enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürür.
- Statik elektrik, genel olarak, fotokopya çıkartma tekniğinde, hava filtrelerinde(özellikle elektrostatik çöktürücülerde), otomotiv boyaları, fotokopilerde, boya spreylerinde, tiyatrolarda, ameliyathanelerde, toz testinde, yazıcılarda, statik yapıştırmada ve uçak yakıt ikmalinde kullanılır.
Potansiyel enerji
Potansiyel enerjide bir cismin düşük potansiyelden yüksek potansiyele geçtiğinde biriken enerjidir. Örneğin bir cisim yerden yükseğe çıkarıldığında yüksek bölge daha yüksek potansiyele sahip olduğundan cisimde potansiyel enerjiyi birikir. Bir elektrik yükü yüksek potansiyelden alçak potansiyele gitmek isteyecektir çünkü bu yüke etki eden bir geri çağırıcı kuvvet vardır.
Bir cismi yüksek potansiyele taşımak için yapılan iş cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşittir. Yani potansiyel enerji değişimikorunumlu kuvvet tarafından yapılan işe eşittir:
- {\displaystyle \,W=-\Delta U}
W: yapılan iş, ΔU: potansiyel enerjideki değişim
Statik Elektrik
Statik elektrik yükü, iki yüzey birbirine temas edip ayrıldığında oluşur, ve en az bir yüzey elektrik akımına karşı yüksek direnç gösterir (ve bu sebepten dolayı elektriksel bir yalıtkandır). Statik elektriğin etkileri birçok insana tanıdık gelmektedir. Çünkü, insanlar kıvılcımı, aşırı yük, büyük bir elektriksel iletkenin (ör: yere giden bir yol) veya zıt polaritede aşırı yüklü bir bölgenin (pozitif veya negatif) yanına yaklaştırıldığında nötralize olduğundan hissedebilir, duyabilir ve hatta görebilir. Statik şokun en çok bilinen olgusu, daha spesifik olarak bir elektrostatik deşarj, yükün nötralizasyonu nedeniyle oluşmaktadır.
nest...
Elektriksel potansiyel, pozitif birim yük başına düşen elektriksel potansiyel enerji olarak tanımlanır. Tanımı enerjinin yüke oranı olduğu için, elektriksel potansiyelin SI birimi volt (V) yani joule/couloumb&#;tur (J/C). Önce noktasal yükler için potansiyeli inceleyelim. Durumu anlamak için bir resim kullanalım. Aşağıdaki resimde q0 ile gösterilen büyüklüğü 1 C olan bir test yükü, +q noktasal yükünden x uzaklığa yerleştirilmiş.
Bu konumdaki elektriksel potansiyel enerjisinin:
E_p = k\frac{qq_0}{x}
olduğunu biliyoruz. Şimdi potansiyel enerjiyi test yüküne bölelim ve potansiyeli bulalım.
V = \frac{E_p}{q_0} = k\frac{\frac{qq_0}{x}}{q_0} = k\frac{q}{x}
Demek ki bir yükün elektriksel potansiyelinin formülü şöyle:
V = k\frac{q}{x}
Asıl önemli soru elektriksel potansiyel kavramına neden ihtiyaç duyduğumuz. Zaten elektriksel potansiyel enerjiyi biliyoruz, ne diye yeni bir kavram icat ediyoruz? Bu sorunun cevabı elektrik alan kavramına çok yakın. Zaten elektriksel kuvveti biliyorduk, neden elektrik alan kavramına ihtiyaç duyduk? Elektrik alanı hatırlayalım: birim yük başına uygulanan elektriksel kuvvet.
\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q_0}
Bir yerdeki elektrik alanı bilirsek o yere herhangi büyüklükte bir yük koyduğumuz anda yüke uygulanacak olan kuvveti de biliriz.
\vec{F} = q\vec{E}
Böylece asıl işimiz kuvvetin değil elektrik alanın haritasını çıkarmaktır. Elektrik alanın her noktada aldığı değeri gösteren bir haritamız olursa, haritada herhangi bir yere yerleştireceğimiz miktarı ne kadar olursa olsun bir yüke uygulanacak olan kuvveti hesaplayabiliriz.
Tıpkı elektrik alanın haritasını çıkardığımız gibi, elektrik potansiyelin de haritasını çıkarabiliriz. Bu durumda haritada bir yükü nereye koyarsak ne kadar elektriksel potansiyel enerjisi olacağını da hesaplayabiliriz.
E_p = qV
Elektrik konularında genellikle elektrik alan ve elektriksel potansiyel kullanılmasının nedeni, yerleştirilecek yükten bağımsız bir nicelik elde etmektir. Elektriksel potansiyelin elektrik alana göre avantajı vektörel değil skaler bir büyüklük olmasıdır. Skalerlerle işlem yapmak vektörlerle uğraşmaktan kolaydır çünkü.
Potansiyelle çalışmak birden fazla yükün olduğu durumlarda işimizi kolaylaştırabilir. Birden çok yükün bir noktada oluşturduğu elektrik potansiyeli, her yükün bireysel olarak oluşturduğu potansiyellerin toplamı olarak hesaplayabiliriz.
Örnek Soru 1
q1, q2 ve q3 noktasal yükleri aşağıdaki şekildeki gibi yerleştirilmiştir. Buna göre yüklerin A noktasında oluşturduğu elektriksel potansiyel kaç V olur?
Çözüm:
A noktası için her yükün potansiyelini hesaplayıp toplayacağız.
V = k\frac{q_1}{x_1}+k\frac{q_2}{x_2}+k\frac{q_3}{x_3}
Eşpotansiyel Çizgileri ve Eşpotansiyel Yüzeyleri
Çizgi ve yüzey nereden çıktı şimdi diye merak ediyor olabilirsiniz. Harita demiştik ya, işte o haritanın en önemli özelliği bu çizgi ve yüzeyler. Resimlerini göstermeden anlatmak zor. O yüzden önce resimleri sunalım sonra açıklayalım. Aşağıdaki resimde +1nC (nano coulomb) yükün farklı mesafelerdeki eşpotansiyel çizgileri (yeşil çizgiler) gösteriliyor. Bu çizgilerin her birinin bir çember olduğunu fark etmiş olmalısınız. En içteki çizgi üzerindeki her noktada elektriksel potansiyel V, en dıştaki çizginin üstündeki her noktada ise V. Neden çember şeklinde tek noktasal yükün eşpotansiyel çizgileri peki? Çünkü elektriksel potansiyel değerinin birbirine eşit olduğu noktalar yükten tam olarak aynı uzaklıkta olmak zorunda, bu noktaları birleştirirseniz de bir çember elde edersiniz. Noktasal yükten uzaklaştıkça da eşpotansiyel çizgilerinin değerlerinin azaldığını görüyoruz. Bu da beklediğimiz bir şey çünkü potansiyel uzaklıkla ters orantılı.
V = k\frac{q}{r}
Eşpotansiyel çizgilerini gördük, çizgiler iki boyutta potansiyelin aynı olduğu yerleri bize veriyordu, tıpkı bir harita gibi. Ama gerçek dünya üç boyutlu, dolayısıyla noktasal bir yük üç boyutta küre şeklinde eşpotansiyel yüzeyleri oluşturur.
Peki bir artı bir eksi yükün (yani bir dipolün) eşpotansiyel çizgileri ve eşpotansiyel yüzeyleri neye benzer? PHET Yükler ve Alanlar Simülasyonu&#;nu kullanarak çizgileri gösterebiliriz.
Bu kez eşpotansiyel çizgileri çember şeklinde değil. Artı yüke yakın olan yerlerdeki potansiyelin artı, eksi yüke yakın olan yerdeki potansiyelin eksi olduğuna dikkat edin. Tam ortada potansiyel neredeyse sıfır oluyor. Bir de dipolün eşpotansiyel yüzeylerini görelim.
Q1 yükü artı, Q2 yükü eksi. Eşpotansiyel yüzeyleri Q1 yükünün etrafında bir tepe biçiminde, Q2 yükünün etrafında bir çukur (ya da bir kuyu) biçiminde. yeşil çizgiler potansiyelin artı, mavi çizgiler potansiyelin eksi olduğu yerleri gösteriyor. Ortadaki siyah çizgi ise potansiyelin sıfır olduğu yerleri gösteriyor. Şimdi bu üç boyutlu temsili yorumlayalım. Bir +q noktasal yükünü Q1&#;e yaklaştırmak +q yükünü yokuş yukarı bir tepeye çıkarmaya benziyor, yani enerji eklerseniz ancak yaklaşabilirsiniz. Aynı +q yükünü Q2&#;ye yaklaştırmak ise bir çukura bırakmaya benziyor, +q kendiliğinden Q2&#;ye doğru yaklaşır, enerji eklemenize gerek yok. Bu resmin simülasyonunu iki yükün eş potansiyeli simülasyonunda inceleyebilirsiniz.
Bir başka önemli nokta da eşpotansiyel çizgileriyle elektrik alan arasındaki ilişki. Elektrik alanın yönü eşpotansiyel çizgilerine daima diktir.
Elektriksel Potansiyel Fark
Tekrar noktasal yükümüze dönelim. Yükümüzden farklı uzaklıkta iki nokta alalım, K ve L noktaları diyelim bunlara. Yükün K noktasındaki elektriksel potansiyeliyle L noktasındaki potansiyeli arasındaki farka (yani bildiğiniz çıkarma işlemi yapıyoruz) potansiyel fark diyoruz. Bunu eşpotansiyel resmine tekrar bakarak anlamak daha kolay olacak. Aşağıdaki resimdeki artı yüke en yakın olan çemberde bir nokta olsun K noktası, bu noktanın potansiyeli 33,9 V. L noktası da en dıştaki çemberin üstünde bir nokta olsun, bu noktanın potansiyeli de 5,6 V. K ile L arasındaki potansiyel fark şu demek öyleyse:
\Delta V_{KL} = V_L - V_K = 5,6 V - 33,9 V = ,3 V
Potansiyel farkın pozitif çıkması L noktasının potansiyelinin K&#;dan daha büyük, negatif çıkması daha küçük olduğu anlamına gelir. Potansiyel farkı birim yük başına değişen potansiyel enerji olarak da tanımlayabiliriz. Bir test yükünü iç çemberden dış çembere götürmek için yapılması gereken işe de potansiyel fark diyebiliriz. Hatırlayalım zaten potansiyel fark potansiyel enerjinin birim yüke oranıydı.
E_P = qV
Elektriksel İş
Elektriksel iş bir yükü bir noktadan başka bir noktaya taşımak için aktarılması gereken enerji miktarıdır. Bunu anlamak için yine K ve L noktalarını kullanalım. Herhangi bir q yükünü K noktasından L noktasına götürmek için yapılan iş yükün miktarıyla potansiyel farkın çarpımıdır:
W = \Delta E_P = E_L - E_K
Bir örnek verelim. +2 nC bir yükü yukarıdaki resimde gösterilen 5,9 V eşpotansiyeli üstündeki bir noktadan (en dıştaki çemberden), 33,9 V eşpotansiyeli üstündeki bir noktaya (en içteki çembere) getirmek için yapılan iş:
W = 2(33,,9) = 2 \times 28,3 = 56,6 J
İş pozitif çıktı, çünkü biz sisteme enerji eklemek zorundaydık. Yani 2nC yükü dış çemberden iç çembere yaklaştırabilmek için iş yapmamız gerekir, sonucunda da sistemin enerjisini artırırız. Tam tersini yaptığımızı yani iç çemberden dış çembere yükü taşımak istersek, o zaman iş negatif çıkacak, ,6 J olacak. Peki neden? Çünkü sistem iş yapacak, sistemin enerjisi azalacak.
Örnek Soru 2
q = 3 x 10-6 C olan noktasal yük A noktasından B noktasına götürülürken 1,2 J iş yapılıyor. Buna göre A ve B noktaları arasındaki potansiyel fark kaç volttur?
Çözüm:
İş ile potansiyel fark arasındaki ilişkiyi kullanalım:
W = q\Delta V
Peki A noktasının mı yoksa B noktasının mı potansiyeli daha fazla? Neden? Cevaplarınızı yorumlarda bekliyorum.
İlgili Kazanımlar
Noktasal yükler için elektriksel potansiyel enerji, elektriksel potansiyel, elektriksel potansiyel farkı ve elektriksel iş kavramlarını açıklar.
- Kavramların günlük hayat örnekleri ile açıklanması sağlanır.
- Öğrencilerin, noktasal yüklerin bir noktada oluşturduğu elektrik potansiyeli ve eş potansiyel yüzeylerini tanımlamaları sağlanır.
Noktasal yükler için elektriksel potansiyel enerji, elektriksel potansiyel, elektriksel potansiyel farkı ve elektriksel iş ile ilgili hesaplamalar yapar.
Potansiyel enerji ve Statik Elektrik arasındaki fark nedir
Potansiyel enerji ve Statik Elektrik arasındaki başlıca farklar;
- Potansiyel enerji, cisimlerin bir alanda bulundukları fiziksel durumlardan ötürü depoladığı kabul edilen enerjidir.
- Statik elektrik, bir maddenin içerisindeki ya da yüzeyindeki elektrik yüklerinin oransızlığı olarak tanımlanmaktadır.
- Potansiyel enerji mevcut alandaki konuma veya cisimdeki değişikliğe bağlıdır. EP ya da U ile gösterilir. Birimi diğer enerjiler gibi Joule&#;dür. (J)
- Statik elektriğin etkileri birçok insana tanıdık gelmektedir. Çünkü, insanlar kıvılcımı, aşırı yük, büyük bir elektriksel iletkenin veya zıt polaritede aşırı yüklü bir bölgenin yanına yaklaştırıldığında nötralize olduğundan hissedebilir, duyabilir ve hatta görebilir.
- Potansiyel enerji terimi ilk kez İskoç mühendis ve fizikçi William Rankine tarafından kullanılmıştır.
- Statik elektrik olgular, pozitif ve negatif yüklerin ayrımına gereksinim duymaktadır.
- Potansiyel enerji bir cismin düşük potansiyelden yüksek potansiyele geçtiğinde biriken enerjidir.
- Statik elektriğin boşalması, yanıcı maddeler ile uğraşan sektörlerde patlayıcı karışımları tutuşturarak tehlike yaratabilmektedir.
- Esneklik potansiyel enerjisi, esnek cisimlerin (örn. yay) sahip olduğu enerjidir. Bir yay sıkıştırıldığında potansiyel enerji depolar ve serbest bırakıldığında bu enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürür.
- Statik elektrik, genel olarak, fotokopya çıkartma tekniğinde, hava filtrelerinde(özellikle elektrostatik çöktürücülerde), otomotiv boyaları, fotokopilerde, boya spreylerinde, tiyatrolarda, ameliyathanelerde, toz testinde, yazıcılarda, statik yapıştırmada ve uçak yakıt ikmalinde kullanılır.
Potansiyel enerji
Potansiyel enerjide bir cismin düşük potansiyelden yüksek potansiyele geçtiğinde biriken enerjidir. Örneğin bir cisim yerden yükseğe çıkarıldığında yüksek bölge daha yüksek potansiyele sahip olduğundan cisimde potansiyel enerjiyi birikir. Bir elektrik yükü yüksek potansiyelden alçak potansiyele gitmek isteyecektir çünkü bu yüke etki eden bir geri çağırıcı kuvvet vardır.
Bir cismi yüksek potansiyele taşımak için yapılan iş cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşittir. Yani potansiyel enerji değişimikorunumlu kuvvet tarafından yapılan işe eşittir:
- {\displaystyle \,W=-\Delta U}
W: yapılan iş, ΔU: potansiyel enerjideki değişim
Statik Elektrik
Statik elektrik yükü, iki yüzey birbirine temas edip ayrıldığında oluşur, ve en az bir yüzey elektrik akımına karşı yüksek direnç gösterir (ve bu sebepten dolayı elektriksel bir yalıtkandır). Statik elektriğin etkileri birçok insana tanıdık gelmektedir. Çünkü, insanlar kıvılcımı, aşırı yük, büyük bir elektriksel iletkenin (ör: yere giden bir yol) veya zıt polaritede aşırı yüklü bir bölgenin (pozitif veya negatif) yanına yaklaştırıldığında nötralize olduğundan hissedebilir, duyabilir ve hatta görebilir. Statik şokun en çok bilinen olgusu, daha spesifik olarak bir elektrostatik deşarj, yükün nötralizasyonu nedeniyle oluşmaktadır.
çamaşır makinesi ses çıkarması topuz modelleri kapalı huawei hoparlör cızırtı hususi otomobil fiat doblo kurbağalıdere parkı ecele sitem melih gokcek jelibon 9 sınıf 2 dönem 2 yazılı almanca 150 rakı fiyatı 2020 parkour 2d en iyi uçlu kalem markası hangisi doğduğun gün ayın görüntüsü hey ram vasundhara das istanbul anadolu 20 icra dairesi iletişim silifke anamur otobüs grinin 50 tonu türkçe altyazılı bir peri masalı 6. bölüm izle sarayönü imsakiye hamile birinin ruyada bebek emzirdigini gormek eşkiya dünyaya hükümdar olmaz 29 bölüm atv emirgan sahili bordo bereli vs sat akbulut inşaat pendik satılık daire atlas park avm mağazalar bursa erenler hava durumu galleria avm kuaför bandırma edirne arası kaç km prof dr ali akyüz kimdir venom zehirli öfke türkçe dublaj izle 2018 indir a101 cafex kahve beyazlatıcı rize 3 asliye hukuk mahkemesi münazara hakkında bilgi 120 milyon doz diyanet mahrem açıklaması honda cr v modifiye aksesuarları ören örtur evleri iyi akşamlar elle abiye ayakkabı ekmek paparası nasıl yapılır tekirdağ çerkezköy 3 zırhlı tugay dört elle sarılmak anlamı sarayhan çiftehan otel bolu ocakbaşı iletişim kumaş ne ile yapışır başak kar maydonoz destesiyem mp3 indir eklips 3 in 1 fırça seti prof cüneyt özek istanbul kütahya yol güzergahı aski memnu soundtrack selçuk psikoloji taban puanları senfonilerle ilahiler adana mut otobüs gülben ergen hürrem rüyada sakız görmek diyanet pupui petek dinçöz mat ruj tenvin harfleri istanbul kocaeli haritası kolay starbucks kurabiyesi 10 sınıf polinom test pdf arçelik tezgah üstü su arıtma cihazı fiyatları şafi mezhebi cuma namazı nasıl kılınır ruhsal bozukluk için dua pvc iç kapı fiyatları işcep kartsız para çekme vga scart çevirici duyarsızlık sözleri samsung whatsapp konuşarak yazma palio şanzıman arızası