Elektriksel Potansiyel Enerji Konu Anlatımı

Elektriksel potansiyel enerji nedir, formülü. Yüklü bir kürenin, yüklü paralel levhaların potansiyeli konu anlatımı.

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL ENERJİ

Durgun elektrik yükleri arasındaki Coulomb itme veya çekme kuvvetinden dolayı potansiyel enerji depolanmıştır. Yük sisteminde yüklerin konumunda elektrik kuvvetine karşı iş yapılacak şekilde değişme olursa depolanan potansiyel enerjide artma, elektrik kuvvetleri iş yaparsa potansiyel enerjide azalma gözlenir.

İki elektriksel yük arasındaki depolanan potansiyel enerji

elektriksel-potansiyel-enerji

$\displaystyle {{E}_{p}}=k\frac{{{q}_{1}}{{q}_{2}}}{d}$ olup skaler büyüklüktür. Birimi jouledür. Bu enerji q1 ve q2 yükünü sonsuzdan alıp aralarındaki uzaklık d olacak şekilde yerleştirmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iştir.

Bir Noktanın Potansiyeli

Elektrik alanı içinde herhangi bir noktanın potansiyeli o noktada birim yük başına düşen potansiyel enerji miktarıdır.

$\displaystyle V=\frac{{{E}_{p}}}{q},\frac{Joule}{Coulomb}=Volt$

$\displaystyle V=k\frac{q}{d}$

Potansiyel skaler büyüklük olup birden fazla yükün bulunduğu sistemde bir noktanın potansiyeli tüm yüklerin potansiyellerinin skaler toplamına eşittir.

İki Noktanın Potansiyel Farkı:

Elektrik alanı içindeki bir A noktasından bir B noktasına sabit hızla taşınan +1 birimlik yük üzerine yapılan iş A ve B gibi iki nokta arasındaki potansiyel farkını ifade eder.

$\displaystyle W=+1\left( {{V}_{B}}-{{V}_{A}} \right)={{V}_{AB}}$

Elektriksel İş

Elektrik alanı içinde herhangi bir q yükünü A gibi bir noktadan herhangi bir B noktasına götürmek için yapılan iş

$\displaystyle W=q\left( {{V}_{B}}-{{V}_{A}} \right)=q{{V}_{AB}}$ dir.

işlem sonucu W pozitif ise, elektriksel kuvvetlere karşı iş yapılmış olup sistem yapılan iş kadar potansiyel enerji kazanmıştır.

W negatif ise, elektriksel kuvvetler iş yapmış olup sistem potansiyel enerji kaybetmiştir.

YÜKLÜ BİR KÜRENİN POTANSİYELİ

Yüklü iletken kürenin yükü dış yüzeyde toplanmış olup küre içi ve yüzeyinde her noktada potansiyel sabit olup yüzeydeki değerine eşittir. Yüzeyden uzaklaştıkça merkeze olan uzaklıkla ters orantılı azalır.

yuklu-kurenin-potansiyeli

d: merkezden uzaklık
$\displaystyle d\le r\Rightarrow {{V}_{o}}=k\frac{q}{r}$
$\displaystyle d>r\Rightarrow V=k\frac{q}{d}$

Potansiyelleri farklı yükü q1, yarıçapı r1, olan iletken küre, yükü q2 yarıçapı r2 olarak iletken küreye dokundurulunca ortak potansiyele ulaşıncaya kadar yük alışverişi yaparlar. Kürelerin ulaştığı ortak potansiyel bağıntısından hesaplanır.

$\displaystyle {{V}_{ort}}=k\frac{{{q}_{1}}+{{q}_{2}}}{{{r}_{1}}+{{r}_{2}}}$

YÜKLÜ PARALEL LEVHALARIN POTANSİYELİ

Paralel levhalar V potansiyel farkı altında yüklenirse, düzgün elektrik alan oluşur.

paralel-levha-potansiyeli

$\displaystyle \left| \overrightarrow{E} \right|=\frac{V}{d}$

Levhalar arasından bırakılan parçacık üzerine yapılan iş,

$\displaystyle W=Fd\Rightarrow qV=\frac{1}{2}m{{\vartheta }^{2}}$

Elektrik akımının oluşumu: Bir iletkenin uçları arasında oluşturulan potansiyel fark nedeni ile iletken boyunca elektrik alan oluşur. Elektrik alanın yükler üzerine uyguladığı kuvvet nedeniyle, katı iletkende e~ lar, sıvı ve gazlarda (+) ve (-) iyonlar iletken uçları arasındaki potansiyel fark sıfır olana kadar taşınır.

İletken içindeki bu yük hareketine elektrik akımı denir. Yönü $\displaystyle {{e}^{-}}$ hareketine ters yön kabul edilmiştir.