Elektriksel Potansiyel Fark konu anlatımı video 11. sınıf fizik


Kategoriler: Ders Videoları

Bir öğrenci, kitaplığındaki bir kitabı bulunduğu raftan üst taraftaki başka rafa yerleştirirken kitap üzerine iş (W) yapar. Kitap üzerine yapılan iş, kitabın potansiyel enerjisindeki değişime eşit olur. Benzer şekilde elektrik alan içindeki bir yükü bir noktadan diğerine götürürken yük üzerine de iş yapılabilir. Yapılan iş, yükün bu iki noktada sahip olacağı elektriksel potansiyel enerjilerinin farkına eşittir. Elektrik alan içindeki pozitif birim yükün bir noktadan diğerine götürülmesi için yapılan işe bu iki noktanın elektriksel potansiyel farkı denir.

Yer çekimi alanın etkisinde K noktasından serbest bırakılan m kütleli cisim L noktasına indiğinde cisim yer çekimi potansiyel enerjisini kaybeder (Şekil 2.15.a ). Benzer şekilde düzgün elektrik alanın etkisinde K noktasından L noktasına gelen +q yükü de elektriksel potansiyel enerjisini kaybeder (Şekil 2.15.b). Yükün L noktasındaki potansiyel enerjisi K noktasındakinden daha azdır. Buna göre düzgün elektrik alan içinde ve alan doğrultusunda bulunan K ve L noktaları arasında potansiyel farkı vardır. Elektrik alanın yönü daima potansiyeli yüksek olan noktadan düşük olan noktaya doğrudur. Negatif yükler ise elektrik alan ile aynı yönde hareket ettirilirse elektriksel potansiyel enerji kazanır.



Şekil 2.16’daki gibi elektrik alan içindeki B ve C noktalarının potansiyelleri eşit ve A noktasının potansiyelinden daha düşüktür. Aynı potansiyele sahip olan B ve C noktalarının bulunduğu yere, alan içinde kalacak şekilde ve alan çizgilerine dik bir düzlem yerleştirilirse düzlem üzerindeki bütün noktaların potansiyelleri birbirine eşit olur. Potansiyel farkı kavramı en iyi elektrik akımı incelenerek anlaşılabilir. Yüklerin iletken üzerindeki hareketini yani elektrik akımının oluşmasını sağlayan da iletken üzerindeki iki noktanın elektriksel potansiyel farkıdır. Örneğin evlerde kullanılan elektrik enerjisi, 220 volt potansiyel farkı altında elektrik akımı sağlar. Bunun anlamı elektrik devresinde dolanan her 1 C’luk yükün 220 J enerji taşımasıdır. Taşınan enerji kadar da iş yapılması gerekir.

Pillerde (+) ve (-) olmak üzere yükleri ayrılmış iki uç vardır. Yüklerin ayrılması uçlar arasında potansiyel farkın oluşmasına neden olur ve pil her 1 C’luk yük için bu fark kadar iş yaparak iki uç arasında hareket eden yüklere enerji sağlar. İki kutup arasına bir bağlantı teli konulduğunda bu potansiyel farkı yok olana kadar akım gerçekleşir. Uçlarının potansiyel farkları eşitlendiğinde de pil bitmiş olur. Halı üzerine ayaklar sürtüldükten sonra kapı koluna dokunulduğunda elektrik çarpması da pile benzer. Ayaklar halıya sürtülüp kapı koluna dokunulduğunda, kapı kolu ile dokunan kişi arasında potansiyel farkı oluşur. Bu potansiyel farkından dolayı anlık elektrik akımı oluşur ve elektrik çarpması gerçekleşir.

Şekil 2.17’de verilen belli bir yükseklikten sonrası koni şeklinde olan binanın katlarına ait K, L ve M yüzeyleri yatay düzleme paraleldir. K, L ve M yüzeylerindeki kişilerin yere göre potansiyel enerjileri bulundukları yüzeyin her noktasında aynı büyüklükte olur. Benzer şekilde bir elektrik alanda da elektriksel potansiyelleri eşit noktaların oluşturduğu yüzeyler bulunur. Bu yüzeylere eş potansiyel yüzeyler denir. K, L ve M yüzeylerinin yatay düzlemdeki iz düşümü noktasal bir yük etrafındaki eş potansiyel yüzeylere benzer. K, L ve M yatay düzlemlerinin herhangi birindeki cisim bulunduğu yüzeyin hangi noktasına götürülürse götürülsün cismin potansiyel enerjisi değişmez. Bu durumda cisim üzerine iş yapılmaz. Benzer şekilde yüklü bir tanecik aynı eş potansiyel yüzeydeki bir noktadan diğerine götürüldüğünde enerjisi değişmez. Bu durumda yük üzerinde iş yapılmaz.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
13 Haziran 2020 Cumartesi