Fizik II Elektrik ve Manyetizma Sığa ve Dielektrikler

Benzer belgeler
Fizik II Elektrik ve Manyetizma Doğru Akım Devreleri-2

SIĞA VE DİELEKTRİKLER

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Doğru Akım Devreleri-1

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Manyetik Alan Kaynakları-1

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Elektriksel Potansiyel

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Akım, Direnç ve Elektromotor Kuvvet

Fizik II Elektrik ve Manyetizma İndüktans

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Faraday Yasası

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26

Sığa ve Dielektrik. Bölüm 25

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı Bölüm Ankara Aysuhan OZANSOY

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Yrd. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü A Grubu Bahar Yarıyılı Bölüm-5 Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

2014/2 MÜHENDİSLİK BÖLÜMLERİ FİZİK 2 UYGULAMA 4

Adı ve Soyadı : Nisan 2011 No :... Bölümü :... MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ARA SINAV SORULARI

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ELEKTRİK YÜKÜ 1.1. ELEKTRİK YÜKÜ VE ÖZELLİKLERİ YALITKANLAR VE İLETKENLER...

FİZİK II ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Bölüm 24 Gauss Yasası

Fizik 102-Fizik II /II

Kapasitans (Sığa) Paralel-Plaka Kondansatör, Örnek. Paralel-Plaka Kondansatör. Kondansatör uygulamaları Kamera flaşı BÖLÜM 26 SIĞA VE DİELEKTRİKLER

7. DİRENÇ SIĞA (RC) DEVRELERİ AMAÇ

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

FİZİK II - Final UYGULAMA

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Genel Fizik II BIL

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU FİZİK II. Dersin Kodu: FİZ 1102

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: FİZ 1102

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 7. Hafta. Aysuhan OZANSOY

DENEY 4. KONDANSATÖRLERİN SERİ VE PARALEL BAĞLANMASI. 1) Seri ve paralel bağlı kondansatör gruplarının eşdeğer sığasının belirlenmesi.

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik II Dersi Birinci Ara Sınavı

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik II Dersi Birinci Arasınavı

Faraday Yasası. 31. Bölüm

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: FİZ 1102

BÖLÜM 2. Gauss s Law. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Matematik Bölümü A-Grubu Bahar Yarıyılı Bölüm-III Özeti Ankara Aysuhan Ozansoy

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

A. V ab 4 kat artar. B. V ab 2 kat artar. C. V ab aynı kalır. D. V ab 1/2 kat azalır. E. V ab 1/4 kat azalır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

olduğundan A ve B sabitleri sınır koşullarından

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 6 Çözümler

Akım ve Direnç. Bölüm 27. Elektrik Akımı Direnç ve Ohm Kanunu Direnç ve Sıcaklık Elektrik Enerjisi ve Güç

Elektrik Devre Temelleri 11

MANYETİK ALAN KAYNAKLARI Biot Savart Yasası

İMÖ 206 VİZE SINAVI - 18 NİSAN 2003

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

ELEKTROMANYETIK ALAN TEORISI

M O Q R L. ADI: SOYADI: No: Sınıfı: Tarih.../.../... ALDIĞI NOT:...

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Manyetik Alan Kaynakları-2

Doğru Akım Devreleri

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

1. Sunum: Kapasitans ve İndüktans. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN- R. Mark NELMS

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik II Dersi Birinci Ara Sınavı

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Eş Merkezli Küresel Elektrot Sistemi

ITAP_FOO Olimpiyat Deneme Sınavı: Elektrik Soruları 1 Başlangıç 24 Temmuz-Bitiş 2 Augost 2013

1 elemanter yük = 1, C

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 3 Çözümler

ELEKTRİK VE ELEKTROSTATİK

Mekanik Deneyleri I ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Prof.Dr. Ertuğrul YÖRÜKOĞULLARI

Test Üç adet düzlem kondansatör, potansiyel farkı 30 volt olan bir üretece şekildeki gibi bağlıdır.

İç direnç ve emk. Seri bağlı dirençler. BÖLÜM 28 Doğru Akım Devreleri. İç direnç ve emk. ve emk. Elektromotor kuvvet (emk) kaynakları.

Manyetik Alan Şiddeti ve Ampere Devre Yasası

Doğru Akım Devreleri

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

Bölüm 4 Doğru Akım Devreleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Temel Ders Kitabı: Fen Bilimcileri ve Mühendislik için Fizik; Douglas C. Giancoli, Akademi, 2009 (Dördüncü Baskıdan Çeviri)

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

ELEKTROSTATİK. Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur.

<<<< Geri ELEKTRİK AKIMI

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

elektrikle yüklenmiş

FİZK Ders 8 MANYETIK ALAN. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

Analog Elektronik. Öğr.Gör. Emre ÖZER

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Yrd. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Elektrik Devre Temelleri 11

FİZK Ders 1. Termodinamik: Sıcaklık ve Isı. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

FİZİK-II DERSİ LABORATUVARI ( FL 2 5 )

Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler

Elektromanyetik Dalga Teorisi

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

Elektrik ve Manyetizma

KONDANSATÖRLER Farad(F)

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Elektrik ve Manyetizma

ELEKTROMANYETİK ALAN TEORİSİ

FARADAY YASASI Dr. Ali ÖVGÜN

Hareket Kanunları Uygulamaları

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTROMANYETİK DALGA TEORİSİ VİZE SORULARI :.. OKUL NO ADI SOYADI

DA DEVRE. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı ANALIZI

FİZK Ders 5. Elektrik Alanları. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

Elektrik ve Manyetizma Sorularının Çözümleri

ELEKTROSTATİK Nötr (Yüksüz) Cisim: Pozitif Yüklü Cisim: Negatif Yüklü Cisim: İletken Cisimler: Yalıtkan Cisimler:

Transkript:

Ders Hakkında Fizik-II Elektrik ve Manyetizma Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fen ve mühendislik öğrencilerine elektrik ve manyetizmanın temel kanunlarını lisans düzeyinde öğretmektir. Dersin İçeriği Hafta Konu 1. Hafta Elektrik Yükü ve Elektrik Alan (Ön Çalışma: Dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 2. Hafta Gauss Yasası-1 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 3. Hafta Gauss Yasası-2 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 4. Hafta Elektriksel Potansiyel (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 5. Hafta (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 6. Hafta Akım, Direnç ve Elektromotor Kuvvet (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 7. Hafta Doğru Akım Devreleri-1 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 8. Hafta Doğru Akım Devreleri-2 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 9. Hafta Vize Sınavı (Ön Çalışma: Önceki haftaların konularını gözden geçirip Vize Sınavına hazırlanınız.) 10. Hafta Manyetik Alanlar (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 11. Hafta Manyetik Alan Kaynakları-1 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 12. Hafta Manyetik Alan Kaynakları-2 (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 13. Hafta Faraday Yasası (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 14. Hafta İndüktans (Ön Çalışma: Önceki haftanın konusunu gözden geçirin ve dersten önce ders kitabın ilgili kısımlarını okuyunuz.) 1

Ders Hakkında Fizik-II Elektrik ve Manyetizma Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fen ve mühendislik öğrencilerine elektrik ve manyetizmanın temel kanunlarını lisans düzeyinde öğretmektir. Değerlendirme Ara sınav: % 40 Final sınavı: % 60 Kaynaklar 1. Fen ve Mühendislik için FİZİK-1 (Mekanik) Yazarlar: R. A. Serway ve R. J. Beichner, (ÇE: K. Çolakoğlu), Palme Yayıncılık 2. Fiziğin Temelleri (Mekanik) Yazarlar: D. Halliday, R. Resnick (Çeviren: C. Yalçın), Arkadaş Yayıncılık 2

4. 4.1 Sığanın Tanımı 4.2 Sığanın Hesaplanması 4.3 Kondansatörlerin Bağlanması 4.4 Yüklü Kondansatörde Depolanan Enerji 4.5 Dielektrikli Kondansatörler Bu bölümde yük depolayan bir aygıt olan kondansatörlerin özelliklerini inceleyeceğiz. Kondansatörler bu özellikleri dolayısıyla çeşitli eletrik devrelerinde kullanılır (Radyo, televizyon gibi cihazların frekans ayarında, güç kaynaklarında filtre olarak, otomobil ateşleme sisteminde,...). 3

4.1 Sığanın Tanımı Şekilde görüldüğü gibi iki iletkenin eşit büyüklükte fakat zıt işaretli yük taşıdığını farz edelim. Buna kondansatör denir. Her bir iletkenede plaka (levha) denir. İletkenler arasındaki zıt yükler yüzünden potansiyel farkı oluşur, bu potansiyel farkına voltaj denir. -Q Herhangi bir voltaj farkında kondansatörün plakaları arasında ne kadarlık yük bulunduğunu sığa belirler. Yani belirli bir ΔV potansiyelinde yük depolamak için sığa ne olmalıdır. Kondansatörde biriken yük, plakalar arasındaki voltaj farkı ile orantılıdır: +Q Bir kondansatörün C sığası iletkenlerden biri üzerindeki yükün büyüklüğünün bunlar arasındaki potansiyel farkının büyüklüğüne oran olarak tanımlanır: 4 Birimi:

26.2 Sığa nın Hesaplanması Yarıçapı R ve üzerindeki yükü Q olan yalıtılmış bir iletken kürenin sığasını hesaplayalım. İkinci iletkeni aynı merkezli sonsuz yarıçaplı içi boş bir küre olarak alalım. R yarıçaplı kürenin potansiyeli kq/r ve sonsuz yarıçaplı kürenin potansiyeli sıfır olduğuna göre: Bir çift iletkenden oluşan kondansatörün sığası iletkenlerin geometrisine bağlıdır. Bunun için üç farklı geometriye sahip sistemi inceleyelim: 5

Paralel plakalı kondansatörler: 4.2 Sığa nın Hesaplanması +Q Eşit A yüzey alanına sahip iki paralel plaka arasındaki uzaklık d olmak üzere şekildeki gibi olsun. Plakalardan birinin yükü +Q diğeri Q dür. Plakalar arasındaki potansiyel farkının büyüklüğü: -Q 6

4.2 Sığa nın Hesaplanması Örnek: Paralel Plakalı Kondansatör A=2x10-4 m 2 yüzeye sahip bir paralel plakalı kondansatörün plakaları arasındaki uzaklık d=1 mm ise bu kondansatörün sığası nedir? d=3 mm ise bu kondansatörün sığası nedir? 0.59 pf 7

4.2 Sığa nın Hesaplanması Örnek: Silindirik Kondansatör Dolu bir silindirik iletkenin yarıçapı a ve yükü +Q olsun. Aynı eksenli daha büyük ve ihmal edilebilecek kalınlıkta silindirik kabuğun yarıçapı b>a olmak üzere yükü Q olsun. l uzunluklu silindirik kondansatörün sağası nedir? Gauss Yüzeyi 8

4.2 Sığa nın Hesaplanması Örnek: Küresel Kondansatör Küresel kondansatör Q yüklü b yarıçaplı küresel bir iletken ile aynı merkezli daha küçük a yarıçaplı +Q yüklü bir küre ile oluşturuluyor. Sığası nedir? a a 9

4.3 Kondansatörlerin Bağlanması Bir elektrik devresinde iki veya daha fazla kondansatör çoğunlukla birbirlerine bağlanırlar. Belirli bir şekilde bağlanmış kondansatörlerin eşdeğer sığası hesaplanabilir. Paralel Bağlanma: C 1 Q = Q 1 + Q 2 Q 1 = C 1 DV Q 2 = C 2 DV Q = C eş DV C eş DV = C 1 DV + C 2 DV C 2 DV C eş = C 1 + C 2 C eş = C 1 + C 2 + C 3 + 10

26.3 Kondansatörlerin Bağlanması Bir elektrik devresinde iki veya daha fazla kondansatör çoğunlukla birbirlerine bağlanırlar. Belirli bir şekilde bağlanmış kondansatörlerin eşdeğer sığası hesaplanabilir. Seri Bağlanma: DV = DV 1 + DV 2 DV 1 DV 2 C 1 C 2 DV 11

4.4 Yüklü Kondansatörde Depolanan Enerji Yüklü Kondansatörlerin bir kondansatörün önemliplakaları rol oynadığı bir iletkenle cihazlardan birbirine biri elektroşok temas ettirilirse cihazlarıdır. her iki Diğer plaka bir yüksüz hale kullanım gelinceye alanı kadar ise fotoğraf yüklermakinalarıdır. bir plakadan ötekine aktarılır. Yüklü bir kondansatörün zıt işaretli plakaları arasına dokunursanız, parmaklarınız üzerinden yük bir plakadan ötekine hareket edeceğinden elektrik şokuna maruz kalırsınız. Bu şok öldürücü olabilir! Başlangıçta yüksüz olan paralel plakalı bir kondansatörü bataryanın uçlarına bağlayalım. DV dq Q q Kondansatörün yüklenmesinde yapılan iş, kondansatörde depolanan potansiyel enerji olarak alınabilir. 12

4.5 Dielektrikli Kondansatörler Dielektrik, lastik, cam veya mumlu kağıt gibi iletken olmayan malzemelerdir. Bir dielektrik malzeme, kondansatörün sığaları arasına konduğundan sığa artar. Dielektrik kondansatörün plakaları arasını tam doldurursa sığa k çarpanı kadar artar. Bu çarpana dielektrik sabiti denir. Dielektrik sabiti maddenin doğal özelliğidir ve maddeden maddeye göre değişir. Dielektrik C o -Q o - Q o + C -Q o - Q o + - + DV o - DV + Dielektrik malzemenin avantajları: Kondansatörün sığasını arttırı. Kondansatörün maksimum çalışma voljajını arttırır. İletken plakalar arasında mekanik bir destek sağlar. 13

4.5 Dielektrikli Kondansatörler Örnek: Kağıtla Doldurulmuş Kondansatör 14