1 Hook2 Giriş3 Ana Anlatım4 Formül5 Örnekler6 Test7 Özet1 Hook · 30 saniye dikkat
E = F/q — elektrik alanı = birim test yüke etkiyen kuvvet! Nokta yük: E = k·Q/r². Yön: + yükten dışarı, − yüke içeri. Faraday'ın icadı, fizikin çığır açan kavramı.
2 Giriş · Sanal Hoca selamı
Merhaba, ben Sanal Hoca. Bu derste elektrik alanı kavramını öğreniyoruz. Solda canlı hesaplayıcı; alttaki kartta formüller ve alan çizgileri.
3 Ana Anlatım
ELEKTRİK ALANI (E)
Yüklü bir cisim çevresinde diğer yüklere kuvvet uygulayabilecek bölge yaratır. Bu kuvvete kaynak olan etki = elektrik alanı.
TANIM
Bir noktadaki elektrik alanı, o noktaya konulan birim POZİTİF test yüke uygulanan kuvvettir:
E = F / q
Veya tersi: bir test yüke uygulanan kuvvet:
F = q · E
SI BİRİMİ
N/C (Newton/Coulomb) = V/m (Volt/metre).
NOKTA YÜKÜN ALANI
Q yükünün etrafındaki r uzaklıkta:
E = k · Q / r²
Koulomb yasasından gelir: F = kQq/r²; q ile bölünce E = kQ/r².
ALAN YÖNÜ
• Pozitif yük çevresinde: alan DIŞARI doğru (yükten ışınsal dışa).
• Negatif yük çevresinde: alan İÇERİ doğru (yüke ışınsal içe).
ÖZELLİKLER
• Vektörel: büyüklük + yön.
• r² ile ters orantılı (ters kare yasası).
• Q ile doğru orantılı.
• Süperpozisyon: birden çok yükün alanı vektörel toplanır.
ÖRNEK 1
Q = 5 μC nokta yükü r = 0.5 m uzakta E?
E = 9×10⁹ · 5×10⁻⁶ / 0.25 = 180 000 N/C.
ÖRNEK 2
E = 1000 N/C alandaki 2 μC test yüke uygulanan F?
F = q·E = 2×10⁻⁶·1000 = 0.002 N.
ALAN ÇİZGİLERİ
Faraday'ın görselleştirme aracı. Alanın yönünü ve büyüklüğünü gösterir.
Kurallar:
• Pozitif yüklerden BAŞLAR, negatiflerde BİTER.
• Çakışmaz (kesişmez).
• Çizgilerin yoğunluğu E'nin büyüklüğünü gösterir.
• İletkenin yüzeyine DİK çıkar.
• İletkenin İÇİNDE alan sıfır.
İKİ NOKTA YÜK ARASINDAKİ ALAN
■ Aynı işaret (++ veya −−):
Aralarındaki orta noktada alanlar TERS yönlü → E = 0 noktası.
■ Zıt işaret (+−):
Çizgiler bir pozitiften başlayıp diğer negatife ulaşır. "Dipol alanı" denir.
SÜPERPOZİSYON (Çoklu yük)
Bir P noktasındaki toplam alan, tüm yüklerden kaynaklanan alanların VEKTÖR TOPLAMI:
E_top = E₁ + E₂ + E₃ + ...
İLETKEN ELEKTROSTATİĞİ
• İletkenin içinde E = 0 (dengede).
• Yükler iletkenin DIŞ yüzeyinde toplanır.
• Yüzeye DİK alan çıkar.
• Bu prensiple Faraday kafesi çalışır (içerideki elektrik korunur).
GRAFIK GÖSTERİM
• Pozitif yük: çizgiler dışarı.
• Negatif yük: çizgiler içeri.
• İki paralel plaka: alan plaka arası DÜZGÜN (sabit yön ve büyüklük).
UYGULAMALAR
• Katot ışınlı tüp (eski TV) — elektronlar elektrik alanla yönlendirilir.
• Lazer yazıcı / fotokopi — toner alan ile yönlendirilir.
• Particle accelerator (parçacık hızlandırıcı).
• Yıldırımsavar / Faraday kafesi.
SIK YAPILAN HATALAR
❌ E ile F'yi karıştırmak (E alan, F kuvvet).
❌ Yön kararını unutmak.
❌ Süperpozisyonda skaler toplamak (vektör olmalı).
❌ İletkenin içinde alanı sıfır olmadığını sanmak.
GERÇEK YAŞAM
• Şimşek (büyük E alanı).
• Statik elektrik (saç).
• Faraday kafesi (uçak, araba — korunan içerisi).
• Toner taneciklerin yönlendirilmesi.
• Elektrostatik tozsuzlaştırıcı.
5 Çözümlü Örnekler
ÖRNEK 1
📌 Örnek 1: Q = 5 μC, r = 0.5 m
Çözüm: bkz. anlatım/formül.
Sonuç: E = 180 000 N/C..
ÖRNEK 2
📌 Örnek 2: E = 1000 N/C, q = 2 μC
Çözüm: bkz. anlatım/formül.
Sonuç: F = 0.002 N..
ÖRNEK 3
📌 Örnek 3: İletkenin içinde E = 0.
ÖRNEK 4
📌 Örnek 4 (alıştırma): Q = 4 μC nokta yükünden 0.2 m uzakta alanın büyüklüğü kaç N/C? (k = 9×10⁹)
Çözüm: E = 9×10⁹·4×10⁻⁶/0.04 = 900 000 N/C.
Sonuç: 900000
ÖRNEK 5
📌 Örnek 5 (alıştırma): Bir noktada alan E ise yüke etki eden kuvvet hangi formülle bulunur?
Çözüm: Tanım F = qE.
Sonuç: F = qE
1. Elektrik alanının SI birimi hangisidir?
Kontrol et
2. Pozitif yükün etrafındaki alan vektörleri hangi yöndedir?
Kontrol et
3. E = 500 N/C alanda 3 C test yüke uygulanan F kaç N?
Kontrol et
4. Bir iletkenin içindeki elektrostatik alan değeri nedir?
Kontrol et
5. Elektrik alan çizgileri birbirini keser.
Kontrol et
7 Özet · Kapanış
• E = F/q (tanım, N/C).
• E = k·Q/r² (nokta yük).
• F = q·E.
• Pozitiften dışarı, negatife içeri.
• Süperpozisyon: vektör toplam.
• İletkenin içinde E = 0.
• Alan çizgileri Faraday'ın görseli.
Bu ders MEB kazanım 9.FIZ.5.2 ile eşlenmiştir. Soldaki interaktif 3B sahneyle kavramı deneyerek pekiştir. Sesli/animasyonlu sürüm yapım aşamasında.
