BLM 2 ELEKTRK ALAN 2 1 ELEKTRK ALAN

BÖLÜM 2 ELEKTRİK ALAN

2. 1. ELEKTRİK ALAN Bir uzay bölgesinde, mıknatıs özelliği taşıyan bir çubuğu saran, manyetik alanın var olduğu söylenir. Bu duruma benzer olarak da elektrikle yüklü bir çubuğun çevresinde bir deneme yüküne bir kuvvet etki ediyorsa, o noktada bir elektrik alan vardır denilmektedir. Kuvvet, bu bölgede var olan yükler tarafından oluşturulmaktadır.

2. 1. ELEKTRİK ALAN 2. 1. 1. Bir Nokta Yükün Elektrik Alanı Coulomb Yasasını kullanarak elektrik alanı kolayca tanımlayabiliriz. Şekil 2. 2’de ��. yükü ile �� 0 deneme yükü arasındaki mesafe �� ve �� , �� yükünden elektrik alanın hesaplandığı noktayı gösteren birim vektörünü temsil etmektedir.

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI Yüklerin oluşturduğu sistemin belli bir uzaklıkta meydana getirdiği elektrik alan incelenirken yüklerin kendi aralarındaki mesafe elektrik alanın hesaplandığı noktaya göre çok daha küçük olacak şekilde düşünülür. Birbirine çok yakın yüklerden oluşan sistem; çizgi, yüzey veya hacim üzerinde sürekli olabilir.

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI Hacimsel Yük Yoğunluğu; bir q yükü bir V hacmine düzgün bir şekilde dağılmış ise, Yüzeysel Yük Yoğunluğu; bir q yükü bir A alanına düzgün bir şekilde dağılmış ise, Doğrusal Yük Yoğunluğu; bir q yükü bir l uzunluğundaki doğru boyunca düzgün bir şekilde dağılmış ise,

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI 2. 2. 1. Yüklü Bir Çubuğun Elektrik Alanı Şekil 2. 4’te görüldüğü gibi uzunluğu l olan ve doğrusal yük yoğunluğu λ olan bir çubuk göz önüne alalım. Çubuğun toplam yükü Q olsun ve çubuk ekseni üzerinde, çubuğun bir ucundan r uzaklığındaki bir P noktasında meydana gelen elektrik alanı hesaplayalım.

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI 2. 2. 2. Düzgün Yüklü Bir Halkanın Elektrik Alanı Küçük parçadaki yük dq kadar olduğunu varsayalım. Bu parçanın P noktasında oluşturduğu elektrik alan;

2. 2. SÜREKLİ BİR YÜK DAĞILIMININ ELEKTRİK ALANI 2. 2. 3. Yüklü İletken Kürenin Elektrik Alanı Yarıçapı “r” olan iletken bir küre göz önüne alalım. Bu iletken küreyi elektrik yükü ile yüklediğimiz zaman fazla yüklerinin tamamı kürenin dış yüzeyinde olacak şekilde dağılım gösterir. Dolayısıyla, kürenin içinde elektrik alan sıfır olmuş olur. Çünkü kürenin karşılıklı yüzeylerindeki mevcut yükler kürenin içindeki bir noktada oluşturdukları elektrik alan şiddetlerinin bileşkesi sıfır olmaktadır.

2. 3. ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ Elektrik alan çizgilerini daha iyi kavrayabilmek için elektrik alan çizgilerinin yönü her noktada elektrik alan vektörü ile aynı doğrultuda olduğunu düşünelim. Elektrik alan çizgileri denilen bu çizgilerin uzayın herhangi bir bölgesindeki elektrik alan vektörü ile ilişkisi: • Elektrik alan şiddeti, elektrik alan çizgilerinin yoğunluğu ile doğru orantılıdır. • Elektrik alan çizgileri pozitif yüklerden çıkarak negatif yüklerde sonlanırlar.

2. 4. DÜZGÜN ELEKTRİK ALANDA YÜKLÜ PARÇACIKLARIN HAREKETİ Şekil 2. 9’da görüldüğü gibi bir E elektrik alana yükü q olan ve m kütlesinde bir parçacık koyalım. Göz önüne alınan bu yüke etki eden elektriksel kuvvet �� ���� olur. Uygulanan bu kuvvetten başka yüke etki eden bir kuvvet yoksa net kuvvet olacağından yüklü parçacığı hızlandırır. Newton’un ikinci kanunu uygulandığında,

ÖRNEKLER

ÖRNEKLER