Elektriklenme Ders Notu

Elektriklenme ⚡

Cisimlerin birbirine sürtünmesi, dokunması veya bir elektrik alanına maruz kalması sonucu yük dengelerinin değişmesi olayına elektriklenme denir. Maddeler, atomlardan oluşur. Atomlar ise pozitif yüklü protonlar, negatif yüklü elektronlar ve yüksüz nötronlardan meydana gelir. Normalde nötr haldeki bir cisimde pozitif ve negatif yük miktarı eşittir. Elektriklenme sonucunda cisimler ya elektron kaybederek pozitif yük fazlalığına sahip olur (pozitif yüklenir) ya da elektron kazanarak negatif yük fazlalığına sahip olur (negatif yüklenir).

1. Sürtünme ile Elektriklenme 🧣🧤

Farklı cins maddelerden yapılmış iki cisim birbirine sürtüldüğünde, bir cisimden diğerine elektron geçişi olur. Elektron veren cisim pozitif yüklenirken, elektron alan cisim negatif yüklenir. Bu yöntemle elektriklenen cisimler elektriklenmiş cisim olarak adlandırılır.

• Örnek: Yün kumaşa cam çubuk sürtüldüğünde, yün kumaş negatif yüklenir, cam çubuk ise pozitif yüklenir.
• Örnek: Balona saçımızı sürtünce balon saçımıza yapışır. Saçımız pozitif, balon ise negatif yüklenir.

2. Dokunma ile Elektriklenme 🤝

Birbirine dokunan iletken cisimlerden en az birinin yüklü olması durumunda gerçekleşir. Dokunan cisimler yüklerini paylaşarak son yüklerinin işaretleri aynı olur. Yük paylaşımı, cisimlerin iletkenliklerine ve büyüklüklerine bağlıdır.

• Örnek: Pozitif yüklü bir cisim ile nötr iletken bir cisim birbirine dokunduğunda, pozitif cisimden nötr cisme elektron geçişi olur. Sonuçta her iki cisim de pozitif yüklenir.
• Örnek: Negatif yüklü bir cisim ile nötr iletken bir cisim birbirine dokunduğunda, negatif cisimden nötr cisme elektron geçer. Sonuçta her iki cisim de negatif yüklenir.

Eğer dokunan cisimlerden biri pozitif, diğeri negatif yüklü ise, yükler birbirini nötrlemeye çalışır ve son durumda her ikisi de nötre yakın yüklenir veya her ikisi de aynı işaretli az miktarda yük taşır.

3. Etki (Kutup) ile Elektriklenme 🧲

Yüklü bir cismin, nötr iletken bir cismi uzaktan yaklaştırılmasıyla oluşan bir elektriklenme türüdür. Yüklü cisim, nötr cisimdeki serbest elektronları kendine doğru çeker veya iter. Bu çekme/itme sonucunda nötr cismin bir tarafı zıt yükle, diğer tarafı ise aynı yükle yüklenir. Cismin herhangi bir yerine dokunulmadığı sürece nötr kalır, ancak yükler kutuplaşmış olur. Eğer yüklü cisim nötr cisme dokunmadan yaklaştırılır ve ardından nötr cismin bir tarafına dokunulursa, dokunulan taraftaki yük nötr cisme geçerek cisim yüklenir.

• Örnek: Pozitif yüklü bir çubuğu nötr bir metal küreye yaklaştırdığımızda, metal kürenin çubuğa yakın tarafında negatif yükler, uzak tarafında ise pozitif yükler toplanır.

Elektrik Yüklerinin Etkileşimi

Aynı işaretli yükler birbirini iterken, zıt işaretli yükler birbirini çeker. Bu itme ve çekme kuvvetlerinin büyüklüğü, yüklerin miktarına ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.

İletken ve Yalıtkan Maddeler

• İletken Maddeler: Elektrik yüklerinin kolayca hareket edebildiği maddelerdir. Metaller, tuzlu su gibi maddeler iletkendir.
• Yalıtkan Maddeler: Elektrik yüklerinin hareketini zorlaştıran maddelerdir. Cam, plastik, tahta, kauçuk gibi maddeler yalıtkandır.

Nötr Cisimlerin Yüklenmesi

Nötr bir cisim, sürtünme, dokunma veya etki ile elektriklenme yöntemleriyle yüklü hale getirilebilir. Bu süreçte cisimdeki toplam yük miktarı korunur; yani cisim elektron kazanırsa negatif, kaybederse pozitif yük fazlalığına sahip olur.

Çözümlü Örnek

Nötr bir iletken K cismine, negatif yüklü L cismi yaklaştırılıyor. L cismi K cismine dokunmadan yaklaştırıldıktan sonra, K cisminin L cismine yakın olan tarafına dokunulup sonra uzaklaştırılıyor. Son durumda K cisminin yükü ne olur?

Çözüm:

Negatif yüklü L cismi nötr K cismine yaklaştırıldığında, K cisminin L'ye yakın tarafında pozitif yükler, uzak tarafında ise negatif yükler birikir (etki ile elektriklenme). K cisminin L'ye yakın olan tarafına dokunulduğunda, bu taraftaki pozitif yükler, L cisminin ittiği negatif yüklerden daha az olduğu için, K cismi pozitif yüklenir. K cismi uzaklaştırıldıktan sonra, negatif yüklü L cismi de nötr kalır.

Sonuç olarak K cismi pozitif yüklenir.