Temel Elektrik Kavramlar Aşağıdaki notlar, D.J.Griffit s in Elektromanyetik Teori kitabından alınmıştır.

Transkript

1 1 Temel Elektik Kvml Aşğıdki notl, D.J.Giffit s in Elektomnyetik Teoi kitındn lınmıştı. 1- Elektik Aln (E) Yüklü i cisim, fzl elekton vey potonu oln i cisimdi. Cisimdeki u fzl net yükün üyüklüğü, fzl oln u elekton vey potnlın syısın eşitti. q1, q, q3 gii zı elektik yükle (kynk yükle) olsun. Bu yükle, diğe i deneme yükü oln Q yükü (denem yükü) üzeinde hngi kuvveti etki ettii. Bud, ütün kynk yüklein duğn olduğunu (dugun elektik) vsylım. Bu duumd deneme yükü heketli olili. Coulom Yssı: Bi Q deneme yükü üzeine kd uzkt dun i tek noktsl q yükünden kynklnn kuvvet nedi? Ynıtı deneylee dynk geliştiilen Coulom yssı ile veili: 1 qq F ˆ 4 0 siti seest uzyın geçigenliği, ˆ ise kuvvetin yönüdü. Kuvvetin Newton(N), uzklığın mete(m), ve yükün kulon (C) ile veildiği SI iim sisteminde C N. m q Q Sözle ifde edilise, kuvvet yüklein çpımı ile doğu ontılı ve lındki uzklığın kesi ile tes ontılıdı. Kuvvet q- dn Q y oln çizgi oyuncdı. Bud, q ve Q sındki mesfedi. Coulom yssı ve toplnililik ilkesi dugun elektiğin fiziksel gidisidi. Elektik Aln (E); Q dn fklı uzklıkld q1, q, q3 yüklei ulunuyos, Q üzeindeki toplm kuvvet, he i yükün uyguldığı kuvvetlein toplmın eşitti: Q q ˆ ˆ ˆ 11 q q F F1 F F Q. E( ) Bud E, kynk yüklein elektik lnı deni ve şğıdki gii veili. E 1 4 n 0 i1 q ˆ i i i (1)

2 Elektik ln noktdn nokty değişen i vektöel nicelikti. Kynk yüklein şekillenimi ile elileneili. Fiziksel olk E(), P noktsın i deneme yükü koysydınız, u yük üzeine iim yük şın uygulnck oln kuvvettti. Bi elektik ln tm olk nedi? Aln, hehngi i elektik yükünün ykınındki uzyı doldun geçek i fiziksel vlık olk düşünüleili. Aln Çizgilei; Bi tek noktsl q yükü için elektik ln denklem (1) de veilmişti. Bu lnı temsil eden Şekil 1 dki ikç temsil edici vektö çizeiliim. Bşlngıç noktsındn uzğ gidildikçe vektöle dh kıs hle gelile; yönelimlei ise dim yıçpsl olk dış doğudu. Fkt u lnı temsil etmenin dh güzel i yolu vdı. Bu ln çizgilei olmk üzee oklı ileştimekti (Şekil 1). Bud lnın üyüklüğü, ln çizgileinin yoğunlu ile gösteili. Aln çizgileinin iiine ykın olduğu mekez ykınınd ln kuvvetlidi. Çizdilein göece dh yık olduğu uzkld ise n zyıftı. () () Geçekte ln çizgisi çıklyıcıdı. Çünkü onlı iki oyutlu i yüzey üzeine çizdiğimde -yıçplı i çemeden geçen çizgilein yoğunluğu, toplm çizgi syısının çeve uzunluğun ölümü (n/pi.) olup (1/) şeklinde değişi, (1/) şeklinde değil.fkt modeli üç oyutt düşünüseniz (iğnelein ütün yölede dışı çıktığı i iğne ystığı), o zmn çizgilein yoğunluğu toplm çizgi syısının küe lnı ile ölümüdü ( n / 4 ) ve ( ) şeklinde değişi. 1/ Aln çizgilei pozitif yükleden şll ve negtif yüklein üzeinde son ulul; sonsuz kd uznsl ile, sitçe hvd ot yede son ulmzl. Bundn şkn, ln çizgilei sl kesişmezle-kesişme noktsınd, ln iden ie iki fklı yönelime ship olu. - Elektik Geilim (V- potnsiyel) (s.78) Elektik ln E ylnızc eski i vektö fonksiyon olmyıp otsyoneli dim sıfı ln çok özel i vektö fonksiyondu. Rotsyoneli sıfı oln he vektöün i sklein gdynın eşit olduğunu ilei süe.

3 3 E ni he kplı ilmek etfınd çizgi integli sıfıdı (Bu stokes teoeminin i sonucudu). 0 olduğundn dolyı E nin noktsındn noktsın çizgi integli ütün yoll için ynıdı. Çizgi integliyoldn ğımsız olduğu için şğıdki gii i fonksiyon tnımlnili. V() Bud, önceden üzeinde nlşıln i efens noktdı. Bu duumd V ylnızc noktsın ğlıdı. V elektik potnsiyel dını lı. Bi ve noktsı sındki potnsiyel fkı V() V() Şimdi gdyenle için temel teoem V() V() Vdl Şeklinde yzılili. Son denklem ve noktlı için doğu olduğundn dolyı integl içlei eşit olmlıdı: E V Son denklem elektik lnın i skle potnsiyelin gdynı olduğunu söyle. Bud yoldn ğımsızlığın ince fkt hyti ole dikkt ediniz. Potnsiyel ile ilgili eleştiile: Potnsiyel ve potnsiyel eneji iileinden fklı kvmldı. Özdienç ( ): Bi mlzemenin elektik kımın kşı göstediği dienç özdienç olk ilini. Bi mddenin özdienci, kesiti 1m², oyu 1m oln i pçnın diencidi. L uzunluğund R diençli silindi şekline hehngi i mteylin, A lnlı iki kşılıklı yüzü sındki elektik özdienç RA ( ohm m), L Bi mteylden i I kımı geçiildiğinde, silindiin iki ucu sınd i V geilimi oluşu. Bu gelim uyuglnn kım ile doğu ontılıdı ve u ikisiinn onı dienç (R) olk tnımlnı ve R=V/I Fomülü ile hesplnı.

4 4 Fomülü ile hesplnı. Bi kımın kmsı için, yüklei itmemiz geeki. Veilen i itmeye kşılık olk onlın ne kd hızlı heket edeceği mlzemenin ypısın ğlıdı. Cm vey lstik gii ylıtknld, he electon elili i tom ğlıdı. Bunun tesine, i iletkende ise tom şın i vey dh fzl electon istediği gii mlzeme içinde dolşmkt seestti. Tuzlu su gii sıvı iletkenlede ise heketli oln iyondu. İdel iletkenlein temel dugun elektik özelliklei şöyle sılnili: i) Bi iletkenin içinde E=0 dı. Çünkü hehngi i ln ulunsydı, u seest yükle heket ededi. ii) Bi iletkenin içinde q=0 dı. Bu Guss yssındn elde edili. E / 0 ve E=0 dı. iii) Hehngi i net yük yüzeyde ulunu. iv) Bi iletken i eş potnsiyeldi. v) Bi iletkenin hemen dışınd E yüzeye dikti. hm Yssı Çoğu mddele için kım yoğunluğu iim yük şın kuvvet,e ile ontılıdı. J E ntılılık siti ( ve iimi Siemens/m di) i mlzemeden diğeine değişen deneysel i sitti ve un otmın iletkenliği deni. İletkenliğin tesi özdienç ( 1/ ) olk ilini ve değişik mlzemelein özdiençlei listele hlinde değişik kitpld veili. değelei Bi iletkenin iim uzunluk ve iim kesitteki pçsının, elektik kımın kşı göstediği dienç. Özdiencin iimi ohm.cm olup, 1 ohm.cm, i cm uzunluğund ve 1 cm kesitli i iletkenin diencine eşitti. Bi iletkenin özdienci, iletkenin cinsine, sıcklığın d ğlıdı. C de dienci R0 ve özdienci š0 oln i iletkenin t C deki dienci (R) ve özdienci (P): R = R0 (1+t), P= P0 (1+t) olu. (), özdiencin sıcklıkl değişme ktsyısı olup mâdenî iletkenlede pozitif, elektolitlede, kömü, cm ve poselende negtif; konstntn ve mgnnin gii âzı lşımld ise hemen hemen sıfıdı. Metlle soğukken özdienç düşe, sıckken t. Bi metl oln konun özdienci, sıcklıkl zlı. Bâzı metl ileşikleinin özdienci (meselâ selenyum) sıcklıktn etkilenmez. Bundn şk selenyumun özdienci ydınlnmnın, izmutunki ise içinde ulunduğu mnyetik lnın şiddetinin tesiindedi. Mutlk sıfı noktsınd (- 73 C) ütün iletkenlein özdienci sıfı eşitti. Özdienç ne kd küçükse iletkenlik o deece iyidi. Bâzı önemli metllein özdienci ohm x cm cinsinden şöyledi: KAYAÇLARIN ELEKTRİK ÖZELLİKLERİ Elektik yöntemle kyçlın üç temel özelliğini kullnıl. Bunl

5 5 - Özdienç (vey tesi iletkenlik): Belli i elektik kımın, i kyçtn geçeken elli i geilim fkı oluştumsıdı. - Elektodl sınd oluşn elektokimysl ktivitele - Dielektik Siti: Kyç pçcığının sklyileceği (Butle, (005) dn lınmıştı)