Elektriksel Potansiyel Enerji ve Potansiyel Fark 11. Sınıf


Kategoriler: 11. Sınıf Fizik, Elektrik ve Manyetizma, Fizik

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL ENERJİ

  • Aralarında d uzaklık bulunan q1 ve q2 yükünün potansiyel enerjisi, q1 yükünden sonsuz uzaktaki q2 yükünü q1 yükünden d uzaklığa getirirken elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iştir.
  • Enerji skalerdir.
  • Birimi joule dur.
  • Aynı cins yükle yüklü cisimlerin elektriksel enerjileri pozitiftir ve bu durumda elektriksel kuvvetlere karşı iş yapılmıştır.
  • Zıt cins yükle yüklü cisimler arasındaki elektriksel enerji negatiftir. Bu durumda elektriksel kuvvetler iş yapmıştır.



  • Sistemin potansiyel enerjisi bulunurken tüm yükler arasındaki enerjiler hesaplanarak toplanır.
  • Şekildeki yüklerle kurulan sistemin potansiyel enerjisi

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

  • Pozitif birim yüke düşen elektriksel potansiyel enerjidir.
  • V ile gösterir.
  • Skaler bir büyüklüktür.
  • Birimi volttur.

Örnek:

İKİ NOKTA ARASINDAKİ POTANSİYEL FARKI

Bir q yükü potansiyeli VA olan bir noktadan potansiyeli VB olan bir noktaya herhangi bir yoldan götürüldüğünde birim yük başına düşen işe, A ile B noktaları arasındaki potansiyel farkı denir.



Elektriksel iş W = q . V dir.

Noktasal bir +q yükü şekildeki gibi A noktasından B noktasına herhangi bir yol izlenerek taşındığında yapılan iş,

Örnek:

YÜKLÜ KÜRENİN ELEKTRİK POTANSİYELİ

Küre içinde elektrik alan sıfır olduğundan küre üzerindeki yükü kürenin içindeki bir noktaya getirmekle iş yapılmaz. Bu nedenle kürenin yüzeyindeki potansiyel, içindeki herhangi bir noktanın potansiyeli kadardır. Yüklü kürenin potansiyelinin uzaklığa bağlı değişim grafiği



Elektriksel Potansiyel Enerji ve Potansiyel Fark Soruları ve Çözümleri

 

 

 

 

 



 

 

 

Elektriksel alan içerisinde bir yük, bir noktadan başka bir noktaya götürüldüğünde iş yapıldığını görmüştük. Birim yüke düşen elektriksel potansiyel enerjiye, potansiyel fark denir.

Not: Elektrik potansiyel skalar bir nicelik olduğundan birden fazla yükün bir noktadaki elektrik potansiyeli, her bir yükün o noktadaki potansiyelleri toplanarak bulunur. Toplama işleminde, yükler işaretleriyle aynen alınır.

Birim yüke düşen elektriksel potansiyel enerji, potansiyel farkı



Buradaki potansiyel farkı iki nokta arasında oluşan potansiyel farkıdır. Bu kavram; yüklü parçacıkların paralel levhalardaki hareketlerini incelememize yardımcı olacaktır.

Yüklü İletken Kürenin Potansiyeli

Yüklü kürenin iç bölgesindeki elektrik alanın sıfır olduğunu öğrenmiştik. Elektriksel alanın olmadığı bir yerde q yükünü hareket ettirdiğimizde elektriksel kuvvetlere karşı iş yapılmaz. Bu durumda kürenin içerisindeki noktalar arasında potansiyel farkın olmadığı görülür. Küre içerisindeki potansiyel her yerde aynı ve kürenin yüzeyindeki potansiyele eşittir. Buna göre,

Burada, dikkat edilmesi gereken durum kürenin içi boş olduğundan iç bölgede iş yapılması mümkün olamaz. Çünkü iş, W = q.V ifadesi ile bulunacağından, yüksüz bir ortamda potansiyel farkı oluşmaz. Tüm yük kürenin dış kalınlığını oluşturan kabuk içinde olduğundan, küre yüzeyindeki elektrik alan şiddeti maksimumdur. Kürenin dışında ise, uzaklığın karesine bağlı olarak sürekli azalır.



Yüklü Paralel Levhalar

İki iletken levha, zıt işaretli olarak yüklenip birbirlerinin yakınına getirilirse, aralarında düzgün bir elektriksel alan oluşur. Her iki levhaya eşit büyüklükte elektrik yükü yüklemek için levhalara potansiyel farkı V olan bir kaynak bağlanır. Kaynağın potansiyeli ile levhalar arasında oluşan elektriksel alan arasında E = V / d ilişkisi vardır. Yüklü levhalar arasına konulan yüke aynı zamanda bir elektriksel kuvvet etki eder. Bu kuvvet,
F = q . E = q.V /d bağıntısı ile bulunur.

Yüklü Parçacıkların Hareketi

Dinamiğin ikinci hareket kanununun F = m.a olduğunu biliyoruz. Ayrıca İşin w = F.d (kuvvet x yol) olduğunu hatırlayarak işleme devam edersek işimiz çok kolay olur. V potansiyelinin etkisi ile oluşan elektriksel alan elektriksel kuvvet oluşturur ve bu kuvvet cisme ivme kazandırır.

Haydi başlayalım;

Paralel levhalar arasındaki parçacığın ivmesi tamam.

Kritik Not: İvme (a); parçacığın yükü (q), potansiyel (V) ile doğru orantılı, kütle (m) ve uzaklıkla ters orantılıdır.



K levhası önünde serbest bırakılan +q yüklü m kütleli cisim L levhasına V1 hızıyla çarpıyor ise bu durumda,

Not: L levhasına çarpma hızı, d genişliğine bağlı değildir. Asla unutmayınız!

Yüklü Parçacıkların Yörüngeleri

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
22 Haziran 2019 Cumartesi