Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
8 bölüm · ~17 dk · 15 etkileşim
Elektriksel kuvvet, alan, potansiyel ve sığaçlar, AYT Fizik testinde elektrik ve manyetizma bölümünün en ağırlıklı konusudur; her yıl bir ile iki soru beklenir. Konu dört basamak üzerine kuruludur: Yükler arasındaki kuvvet (Coulomb yasası), bir yükün çevresinde oluşturduğu elektrik alan, alanın enerji dilindeki karşılığı olan elektriksel potansiyel ve yükü depolayan sığaçlar (kondansatörler).
Kuvvet ve alan vektörel, potansiyel ve potansiyel enerji ise skaler büyüklüklerdir. Bu ayrım, soruların yarısını çözmenin anahtarıdır: Birden çok yükün oluşturduğu alanı bulurken vektörel toplama yapılır; potansiyeli bulurken değerler işaretleriyle birlikte doğrudan toplanır.
| Vektörel büyüklükler | Skaler büyüklükler |
|---|---|
| Kuvvet, alan | Potansiyel, potansiyel enerji |
| Vektörel toplanır | İşaretleriyle cebirsel toplanır |
Hesaplarda Coulomb sabiti k = 9 · 10⁹ N·m²/C² alınır. Önekleri doğru çevirmek hayati önemdedir: 1 μC = 10⁻⁶ C, 1 nC = 10⁻⁹ C, 1 μF = 10⁻⁶ F, 1 mm = 10⁻³ m.
1Coulomb yasası
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
q₁ = +2 μC ve q₂ = −8 μC yükleri arasındaki uzaklık 0,3 m'dir. Yükler arasındaki kuvvetin büyüklüğü ve türü nedir?
İki nokta yük arasındaki elektriksel kuvvetin büyüklüğü 32 N'dur. Yüklerden birinin büyüklüğü 2 katına, aralarındaki uzaklık ise 4 katına çıkarılıyor.
Yeni durumda yükler arasındaki kuvvet kaç N olur?
2Elektrik alan
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
- Alan pozitif yükten dışarı, negatif yüke doğru yönelir. Birden çok yükün alanı vektörel toplanır.
- Pozitif yüke etki eden kuvvet alanla aynı yönde, negatif yüke etki eden kuvvet alana zıt yöndedir.
Örnek 2: +4 μC'luk yük x = 0'da, +1 μC'luk yük x = 0,6 m'de; bileşke alan P noktasında sıfırdır.
+4 μC'luk yük x = 0'da, +1 μC'luk yük x = 0,6 m'dedir. Bileşke elektrik alanın sıfır olduğu nokta neresidir?
3Potansiyel, potansiyel enerji ve iş
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
- Birden çok yükün potansiyeli işaretleriyle toplanır.
- Yükleri birbirinden sonsuza ayırmak için gereken iş −U'dur.
- İş yoldan bağımsızdır, yalnızca başlangıç ve bitiş potansiyellerine bağlıdır.
Sabit +2 μC'luk yükten 0,6 m uzaktaki A noktasından 0,3 m uzaktaki B noktasına +1 μC'luk bir yük yavaşça taşınıyor. Dış kuvvetin yaptığı iş nedir?
+2 nC büyüklüğündeki bir nokta yükten 0,6 m uzaklıktaki bir noktanın elektriksel potansiyeli kaç volttur? (k = 9 · 10⁹ N·m²C²)
4Düzgün elektrik alan: paralel levhalar
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Aralarında V potansiyel farkı ve d uzaklığı olan levhalar arasında E = V / d olur. Levhalar arasında serbest bırakılan yüklü parçacığın kazandığı kinetik enerji q · V = ½ · m · v² olur. Parçacık dengedeyse q · E = m · g.
Aralarındaki uzaklık 4 mm olan paralel levhalar 200 V'luk üretece bağlıdır. Levhalar arasındaki +2 μC'luk yüke etki eden kuvvet ve yükün bir levhadan diğerine giderken kazandığı kinetik enerji nedir?
5Sığaçlar
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
| Seri bağlama | Paralel bağlama | |
|---|---|---|
| Ortak olan | Her sığaçtaki yük aynıdır | Gerilimler aynıdır |
| Dikkat | Küçük sığalı sığaca büyük gerilim düşer | Büyük sığalı sığaç daha çok yük depolar |
Üretece bağlı sığaç ayrıntıları değiştirildiğinde V sabit kalır; üreteçten ayrılmış sığaçta Q sabit kalır.
3 μF ve 6 μF'lık sığaçlar önce seri, sonra paralel olarak 12 V'luk üretece bağlanıyor. Her durumda yükleri ve gerilimleri bulunuz.
6Sık yapılan hatalar
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
Kuvvet ve alanda r², potansiyel ve potansiyel enerjide r kullanılır.
μC, nC, μF ve mm değerleri SI birimine çevrilmeden kullanılabilir.
Potansiyel, vektör gibi toplanır.
Potansiyel hesabında yükün işareti önemsizdir.
Zıt işaretli yüklerde alanın sıfır olduğu nokta yüklerin arasındadır.
Sığaçlarda seri bağlamada eşdeğer küçülür, paralelde büyür.
Üreteçten ayrılmış sığaçta V sabit kalır.
Sığacın enerjisi Q · V'dir.
7ÖSYM'de nasıl soruluyor
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
- Kuvvet ve alan bileşkesi: Doğru üzerinde ya da dik üçgenin köşelerinde bulunan yüklerin bir noktada oluşturduğu bileşke alan veya bir yüke etki eden net kuvvet sorulur.
- Oran soruları: Yükler ya da uzaklık değiştirildiğinde kuvvetin, alanın veya potansiyelin kaç katına çıktığı istenir.
- Paralel levhalar arasında hareket: Yüklü parçacığın hızlanması, dengesi ya da levhalar arasında sapması; enerji korunumu ile çözülür.
- Sığaç devreleri: Seri–paralel bağlı sığaçların yükleri, gerilimleri ve enerjileri; levhalar arası uzaklık ya da yalıtkan değiştirildiğinde nicelik değişimleri.
- Öncüllü kavramsal sorular: Eş potansiyel yüzeyler, alan çizgileri ve iletken küre içindeki alan gibi kavramlar yorumlatılır.
Sığaları 2 μF ve 3 μF olan iki sığaç seri bağlanarak 10 V'luk bir üretecin uçlarına bağlanıyor.
2 μF'lık sığacın uçları arasındaki potansiyel farkı kaç volttur?
8Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
F = k · q₁ · q₂ / r²; k = . E = F / q = ; alan toplanır. V = k · q / r; U = k · q₁ · q₂ / r; , işaretli toplanır. W_alan = ; iş . Paralel levhalar: E = ; q · V = ½ · m · v². Sığaç: Q = ; C = ε · A / d; enerji . Seri sığaç: eşit; paralel sığaç: eşit.