Elektromanyetizma

Elektriksel potansiyel ve sığa

YKS · AYT · AYT Fizik

⚡ Hızlı Özet

Bir noktadaki potansiyel, birim pozitif yükü sonsuzdan o noktaya getirmek için yapılan iştir: V = W/q. Birimi volt'tur.

Hap Bilgiler

Konunun en kritik bilgileri — hızlı tekrar için.

Bir noktadaki potansiyel, birim pozitif yükü sonsuzdan o noktaya getirmek için yapılan iştir: V = W/q. Birimi volt'tur.

Bir nokta yükün d uzaklığındaki potansiyeli V = k·q/d'dir; işareti yükün işaretine bağlıdır.

İki yük arasındaki elektriksel potansiyel enerji Ep = k·q1·q2/d'dir.

q yükünü V1'den V2'ye taşımak için yapılan iş W = q·(V1 − V2)'dir.

Sığa, bir iletkenin yük depolama yeteneğidir: C = Q/V. Birimi farad'dır (F).

Bir kondansatörde depolanan enerji E = (1/2)·C·V² = (1/2)·Q·V'dir.

Sığa C = ε·A/d'dir; plaka alanıyla doğru, plakalar arası uzaklıkla ters orantılıdır.

Seri bağlamada yükler eşittir ve eşdeğer sığanın tersi, sığaların terslerinin toplamıdır.

Paralel bağlamada gerilimler eşittir ve eşdeğer sığa, sığaların toplamına eşittir.

Aynı potansiyele sahip noktaların oluşturduğu yüzeye eş potansiyel yüzey denir; bu yüzeyde yük taşımak iş gerektirmez.

Paralel levhalı bir sığacın sığası C = A/d formülü ile hesaplanır. Burada, levhalar arasındaki ortamın dielektrik katsayısı, A levhaların yüzey alanı, d ise levhalar arasındaki uzaklıktır.

Parçacığın dengede kalması için üzerine etki eden yer çekimi kuvveti (G = mg) ile elektriksel kuvvetin (Felk = qE) büyüklük olarak eşit olması gerekir (yönleri zıttır).

Dış kuvvetlerin yapması gereken minimum iş, sistemin son durumdaki potansiyel enerjisi ile ilk durumdaki potansiyel enerjisi arasındaki farka eşittir (Wdış = Δ Ep = Ep,son - Ep,ilk).

Bir sığaçta depolanan enerji Ec = 1/2QV formülüyle tanımlanır. (Doğru formül) - V yerine Q/C yazılırsa: Ec = 1/2Q(Q/C) = 1/2(Q kare)/C elde edilir.

Toplam potansiyelin sıfır olduğu noktaları bulalım. Durum (Yüklerin arasında bir nokta P1): -q yüküne uzaklığı x olsun.

Konservatif (korunumlu) kuvvetlerden olan elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş, sistemin elektriksel potansiyel enerjisindeki değişimin negatif işaretlisine eşittir (Welk = -Δ Ep).

Elektrik alanda depolanan enerji yoğunluğu (birim hacimdeki enerji), elektrik alan şiddetinin karesi ve ortamın dielektrik katsayısı ile doğru orantılıdır.

Sistemi oluşturmak için yapılması gereken net iş, sistemin toplam elektriksel potansiyel enerjisine eşittir.

Eşkenar üçgenin köşelerinin ağırlık merkezine olan uzaklığı tüm köşeler için eşittir. Bu uzaklığa x diyelim.

Eşpotansiyel yüzeyi üzerindeki tüm noktaların potansiyelleri birbirine eşittir (VA = VB). Dolayısıyla bu yüzey üzerindeki iki nokta arasındaki potansiyel farkı sıfırdır (Δ V = 0).

Yük-potansiyel farkı grafiğinde düşey eksen yük (Q), yatay eksen potansiyel farkıdır (V). Dolayısıyla yük-potansiyel farkı grafiğinin eğimi sığacın sığasını verir.

Elektriksel kuvvetlerin yaptığı net iş W = -q Δ V = -q(Vson - Vilk) şeklinde ifade edilebilir.

Sürtünmesiz ortamda toplam enerji korunur (Eilk = Eson). Kinetik enerji artışı potansiyel enerjideki azalmaya eşittir ve bu değer k(q kare)/d kadardır.

Dış kuvvetlerin yaptığı net iş Wdış = q(VB - VA) ile hesaplanır. Değerleri yerine koyarsak: Wdış = (-2 C)·[(-15 V) - (-5 V)] Wdış = (-2)·[-15 + 5] = (-2)·(-10) = +20 Joule olur.

Sığacın levhaları arasına konulan iletken levhanın içindeki elektrik alan sıfırdır, yani potansiyel düşümü olmaz.

Elektriksel potansiyel ve sığa çalışırken ana odak fiziksel ilişki ve birim kontrolü kurmaktır; önce kavramı, sonra tipik soru dilini ayır.

Elektriksel potansiyel ve sığa sorularında en hızlı kontrol, verilen bilginin hangi kavramı ölçtüğünü bulup çeldirici ayrımı yapmaktır.

Örnek Sorular

Doğru cevap ve açıklamalı çözüm efor uygulamasında — reklamsız ve ücretsiz.

1. Atom fiziğinde ve mikro dünyada elektriksel potansiyel enerji birimi olarak sıklıkla kullanılan 'elektronvolt' (eV) birimi, temel fiziksel büyüklüklerden hangisinin birimidir?

AElektriksel Potansiyel
BElektriksel Kuvvet
CElektrik Yükü
DEnerji
EGüç