A noktasında ki cisim uzaklaşırken de elektriksel kuvvetler iş yapacaktır.

Transkript

1 C) ELEKTRİKSEL POTNSİYEL ENERJİ: Şekil 1 eki +Q yükü, + yükünü Q. F k kuvveti ile iter. Bu neenle + yükünü sonsuzan ya a topraktan noktasına getirmek için elektriksel kuvvetlere karşı iş yapılır. Bu iş, sisteme elektriksel potansiyel enerji olarak epo eilir. noktasına ki cisim uzaklaşırken e elektriksel kuvvetler iş yapacaktır. Sonsuza bulunan bir cismin potansiyeli sıfırır. yükü, Q yükünen kaar uzaktayken elektriksel potansiyel enerjisi Q. E P k kaarır. Potansiyel enerji skaler oluğunan yüklerin eğerleri formüle işaretleri ile birlikte yazılır. Yükler aynı işaretliyse elektriksel potansiyel enerji pozitif olur. Yükler, zıt işaretliyse elektriksel potansiyel enerji negatif olur. Enerjinin negatif olarak çıkması elektriksel kuvvetlerin iş yaptığının bir göstergesiir. yükü, sonsuzan noktasına gelirken elektriksel kuvvetler iş yapar. 1

2 Toplam potansiyel enerji, Şekil eki sabit +Q 1, Q ve + Q 3 yüklerinen sırasıyla 1, ve 3 kaar uzaktaki + yükünün elektriksel potansiyel enerjisi, +Q 1, Q ve + Q 3 yüklerinin + yükünün bulunuğu noktaaki potansiyel enerjilerinin cebirsel toplamına eşittir.

3 Bir Noktanın Potansiyeli Noktasal bir Q yükünün elektrik alanı içerisineki bir noktasına birim yük başına üşen potansiyel enerjiye o noktanın elektriksel potansiyeli enir. Şekil 1 eki +Q yükünün kaar uzakta oluşturuğu elektriksel potansiyel; pozitif birim yükü topraktan ya a sonsuzan noktasına getirmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan işe eşittir. noktasının elektriksel potansiyeli, noktasınaki pozitif birim yük başına üşen elektriksel potansiyel enerjiye eşittir şekline e tanımlanabilir. + yükü noktasınayken elektriksel potansiyel enerjisi Q. E P k noktasına pozitif birim yük başına üşen elektriksel potansiyel enerji yani noktasının V elektriksel potansiyeli V EP V k olup birimi volttur. Elektriksel potansiyel skaler bir büyüklük oluğunan yükün eğeri formüle işaretiyle birlikte yazılır. Şekil eki sabit 1,, 3 yüklerinin sırasıyla 1,, 3 kaar uzaktaki noktasına oluşturuğu elektriksel potansiyel, yüklerin oluşturukları elektriksel potansiyellerin cebirsel toplamına eşittir. Buna göre noktasının elektriksel potansiyeli 3

4 Yüklü Bir Kürenin Elektriksel Potansiyeli +Q yüklü, r yarıçaplı kürenin merkezinen kaar uzakta olan noktanın elektriksel potansiyeli aşağıaki gibi bulunur. 1. Elektriksel potansiyeli bulunacak nokta kürenin içine ise < r olur. Bu noktanın elektriksel potansiyeli V k bağıntısıyla bulunur. r Yüklü iletken kürenin içineki elektriksel alan sıfır oluğunan kürenin yüzeyineki bir yük, kürenin içineki bir noktaya getirilirken iş yapılmaz. Bu neenle kürenin içineki bir noktanın potansiyeli, kürenin üzerineki bir noktanın elektriksel potansiyeline eşittir.. Elektriksel potansiyeli bulunacak nokta kürenin üzerine ise = r olur. Bu noktanın potansiyeli e V k bağıntısıyla bulunur. r Kürenin içineki ya a üzerineki noktanın elektriksel potansiyeli eğerce en büyüktür. 3. Elektriksel potansiyeli, bulunacak nokta kürenin ışına ise > r ir. Bu noktanın elektriksel potansiyeli V k olacaktır. Yüklü iletken kürenin oluşturuğu elektriksel potansiyelin kürenin merkezine olan uzaklığına göre eğişim grafiği aşağıaki şekile görülecektir. 4

5 İç İçe Yerleştirilmiş Yüklü İletken Kürelerin Potansiyeli Şimi kürelerin X,Y ve Z noktalarınaki potansiyellerini Şekline olacaktır. hesaplayalım. 1 k k 4r r VX 1 k k 4r 3r VY ( k 5r 1 VZ ) 5

6 İki Nokta rasınaki Potansiyel Farkı ve Elektriksel İş Şekileki sisteme pozitif birim yükü B noktasınan noktasına herhangi bir yolla getirmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş ve B noktaları arasınaki potansiyel farkına eşittir. Buna göre W B ( V VB ) 1 V V V şekline yazılabilir. B B yükünü B en ya getirmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş W B ( V VB) Buraa yükün birimi Coulomb, elektriksel potansiyelin birimi volt, işin birimi e joule ur. Uyarılar: 1.İşin işareti (+) çıkarsa; iş elektriksel kuvvetlere karşı yapılmış emektir. Sistemin elektriksel potansiyel enerjisi yapılan iş kaar artar.. İşin işareti ( ) çıkarsa; işi yapan elektriksel kuvvetlerir. Sistemin elektriksel potansiyel enerjisi yapılan iş kaar azalır. 6