Elektrostatik: çalışma rehberi

Temel fikirler

Elektrostatik, durgun yüklerin kuvvetlerini ve enerjisini inceler. Aynı işaretli yükler iter, zıt işaretliler çeker ve kuvvet uzaklığın karesiyle azalır.

• Coulomb yasası F = kq₁q₂ ÷ r²’dir; k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². Kuvvet, yükleri birleştiren doğru boyunca etki eder.
• Elektrik alan E, birim yüke düşen kuvvettir. Vektördür ve birkaç yükün alanları vektör olarak toplanır.
• Elektrik potansiyeli V, birim yüke düşen enerjidir. Skalerdir; bu yüzden birkaç yükün potansiyelleri sıradan sayılar gibi toplanır.
• Sığası C olan bir kondansatör V geriliminde Q = CV yükünü ve ½CV² enerjisini depolar; paralel levhalar için C = ε₀A ÷ d.

Temel denklemler

• F = kq₁q₂ ÷ r²
• E = F ÷ q = kQ ÷ r²
• V = kQ ÷ r
• U = qV
• C = ε₀A ÷ d
• U_C = ½CV²

Çözümlü örnek

2,0 μC ve 3,0 μC’lik iki yük 0,30 m aralıklıdır. F = (8,99 × 10⁹) × (2,0 × 10⁻⁶)(3,0 × 10⁻⁶) ÷ 0,30² = 0,054 ÷ 0,090 = 0,60 N’dur ve yükler aynı işaretli olduğundan itme kuvvetidir. Uzaklık ikiye katlanırsa kuvvet 0,15 N’a düşer.

Sık yapılan hatalar

• Uzaklığın karesini almayı unutmak ya da santimetre cinsinden uzaklığı çevirmeden kullanmak.
• Yükleri μC ya da nC olarak bırakıp coulomba çevirmemek.
• Potansiyelleri vektör gibi ya da alanları sıradan sayı gibi toplamak. Alanlar vektör, potansiyeller skalerdir.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Elektrostatik