Voltage

-

Başlamadan önce, yanlışlıkla yaptığım bir şeyi

açıklığa kavuşturmak istiyorum.

Sanırım, kullanılan terimlerle ilgili

yeterince açık değildim.

Şimdiye kadar sürekli birbirinin yerine kullandığım iki terim

arasındaki farkı vurgulamak istiyorum.

ama şimdi Elektrik geriliminin (voltaj) ne olduğunu öğrenmeye başlayacağız.

Bence farkı vurgulamak önemli çünkü,

ilk başlarda çok karışık gelebilir.

Bu konuyu ilk öğrenmeye başladığım zamanları hatırlıyorum da,

bu iki kelimeyi sürekli birbirine karıştırırdım ve neden arada bir fark

olduğunu da tam olarak anlamazdım.

Evet, kelimelerimiz elektrik potansiyel enerjisi

-

ve elektrik potansiyeli.

Son videoda bile yapmamam gerekirken,

bu iki terimi sürekli birbirinin yerine kullandım.

Aslında, elektrik potansiyel enerji terimini kullanmalıydım.

-

Peki, nedir bu ikisi arasındaki fark?

Elektrik potansiyel enerji yük ile ilgilidir.

Yani, elektrik yük taşıyan bir parçacıkla ilgilidir.

Sadece parçacıklar enerji sahibi olurlar.

Elektriksel potansiyel (elektrik gerilim) ise konumla ilgilidir.

-

Örneğin, yüklü bir parçacığım varsa ve verilen bir elektriksel potansiyelde

bir noktada olduğunu biliyorsam, o noktadaki

elektrik potansiyel enerjiyi, elektrik potansiyeli

bu yükün miktarıyla çarparak bulabilirim.

Bir örnek verelim.

Diyelim ki, eşit yüklü sonsuz uzunlukta bir

plakam var.

Plaka sonsuz uzunlukta ve eşit şarjlı olduğundan dolayı

homojen bir elektrik alan var diye kabul edebilirim.

Plakamızı çizelim.

Evet, plakamızı bu sefer dikine çizelim.

plakamız, pozitif şarjlı,

Ve elektrik alanınımız da sabit olsun.

sabit.

buralar da sabit

Hangi noktayı alırsak alalım, bu vektörlerin her biri

aynı uzunlukta olmalı çünkü elektrik alanın büyüklüğü değişmiyor.

Vektörler dışarı doğru itiyor çünkü kullandığımız test

parçacığı da pozitif yüklü.

Aynı kutuplar birbirini iter, bu nedenle vektörlerimiz dışarı doğru.

-

Diyelim ki 1-Coulomb yüklü bir parçacığımız olsun.

Aslında, parçacık 2-Coulomb yüklü olsun ki

aradaki farkı daha net görelim.

Evet, 2-Coulomb yüklü parçacığımız burda ve pozitif yüklü

2-Coulomb'luk parçacık, 3 metre uzaklıktan başlasın.

ve bu parçacığı 2 metre yaklaştırmak istiyorum.

2 metre yaklaştırıyorum yani plakaya 1 metre kalana kadar.

Bu durumda, bu iki nokta arasındaki elektrik potansiyel enerji

farkı ne kadardır?

-

Elektrik potansiyel farkı yapılan iş miktarı kadardır,

önceki iki videodan öğrendiklerimizi hatırlarsanız,

bu parçayı bu noktadan öbürüne taşımak için harcayacağımız

enerji miktarı kadardır.

Peki bunun için ne kadar enerji harcamam gerekir?

Bu parçacığı hareket ettirmek için ( ilk başta hareket etmediğini düşünürsek)

uygulamamız gereken kuvvet miktarı,

Coumob kanunu tarafından belirlenen Elektrostatik kuvvet miktarı kadardır. Tabi ki zıt yönde.

Aynı büyüklükte ve zıt yönde.

-

-

Yani, uygulamamız gereken kuvvet ne kadardır?

Bunu hesaplamak için elektrik alanının büyüklüğünü bilmemiz gerekir

ki onu da henüz belirtmemişim.

Diyelim ki, elektriksel alanın büyüklüğü 3 Newton/ Coulomb olsun

-

Yani, herhangib ir noktada elektriksel alan tarafından

bu parçacığa etki eden kuvvetin büyüklüğü ne kadardır?

Bu parçacıkdaki elektrostatik kuvvet miktarı elektrik alanı çarpı

yükün büyüklüğü kadardır. Bu da

3 Newton / Coulomb çarpı

2 Coulomb kadardır.

Bu da 6 Newton'a eşit olur.

Yani herhangi bir noktada elektriksel alan bu parçacığı

6 Newtonluk bir kuvvetle itmektedir.

Parçacığı hareket ettirmek için bu kuvveti tamamen sıfırlamam gerekir.

-

-

yani ters yönde 6 newtonluk bir kuvvet uygulamam gerekir.

Ve bu kuvveti de 2 metre boyunca, bu noktaya gelene kadar uygulamam gerekir.

-

Yani, yapılan iş eşittir 6 Newton çarpı 2 metre

eşittir 12 newton -metre ya da 12 Joule'dur.

Diyebiliriz ki, elektrik potansiyel enerji (ki birimi her zaman Joule'dur) miktarı,

bu noktadan öbür noktaya kadar olan elektrik potansiyel

enerji miktarı

12 Joule'dur.

Ya da başka bir deyişle

hangisinin daha fazla potansiyeli vardır?

Bu nokta değil mi?

çünkü, bu noktada parçacığımızı itmeye çalışan plakaya

daha yakınız, ve gitmesine izin verirsek,

bu yönde hızlanmaya başlar ve parçacığa

kazandırdığımız potansiyel enerji bu noktaya geldiğinde

kinetik enerjiye dönüşür, değil mi?

Yani diyebiliriz ki,

bu noktadaki elektrik potansiyel enerji

bu noktadakinden 12 joule daha fazladır.

Evet bu anlattığımız potansiyel enerjiydi.

Peki elektrik potansiyeli nedir?

Elektrik potansiyeli ise, birim yük başına yapılması

gereken iş miktarıdır.

Elektrik potansiyel enerji bu parçacığı bu noktadan

öbürüne taşımak için yapılan toplam iş miktarı.

Elektrik potansiyel ise aynı işi birim yüklü parçacık

ile yapmak için gereken enerji miktarı.

Az önceki örneğimizde, toplam yapılan iş miktarı

12 Joule'du.

Peki aynı işi yapmak için birim yük başına ne kadar

enerji harcamak gerekir?

Yani yük başına iş eşittir 12 Joules. Hangi yük için?

Hareket ettirdiğimiz parçacığın yükü ne kadardı?

Evet, parçacığın yükü 2 Coulomb'du.

Yani bu da 6 Joule / Coulomb yapar.

Bu miktar da bu nokta ve bu nokta arasındaki

elektrik potansiyel farkıdır.

Yani farkları nedir?

Elektrik potansiyel enerji yükün miktarı ile ilgilidir.

Parçacık bu noktadan bu noktaya gelirken ne kadar enerji kazandı.

Elektrik potansiyeli dediğimiz zaman ise, aslında

elektrik potansiyel enerjiyi parçacığın boyuna bölüyoruz böylelikle

elektrik potansiyel parçacık yükünden bağımsız hale geliyor.

Sadece pozisyona bağlı.

Yani, elektrik potansiyel dediğimiz zaman aslında ne kadar potansiyel olduğunu

kullandığımız yükün miktarından bağımsız olarak, bu noktanın

bu noktaya göre potansiyel farkını belirtiyoruz.

Bu dediğimiz şey elektrik potansiyeli,

ya da başka bir deyişle elektrik gerilimi. Elektrik geriliminin birimi de Volt'dur.

Yani 6 Joule/Coulomb demekle, 6 Volt demek aslında aynı şeydir.

-

Eğer aynı şeyi yerçekimi kuvvetiyle özdeşleştirirsek,

Yerçekiminden kaynaklı potansiyel enerji m.g.h. olarak yazılabilir, değil mi?

Bu kuvvetti.

Bu da uzaklık olsun.

Elektrik potansiyeli yerçekimine uyarlarsak, yerçekimsel potansiyel

birim kütle başına yapılması gereken iş miktarıdır.

-

Yani, yerçekimi potansiyelini bulmak istersek potansiyel

enerji denklemindeki kütleyi silebiliriz.

yani yerçekimi ivmesi çarpı yükseklik,

bize yerçekimi potansiyelini verir.

Eğer bu benzetme kafanızı karıştırıyorsa, unutun gitsin.

Peki Volt neden bu kadar kullanışlıdır?

Çünkü, bize yükün büyüklüğünden ve pozitif ya da negatif yüklü

olmasından bağımsız olarak farklı iki nokta arasındaki

potansiyel enerji farkını verir.

Yani, elektrik potansiyelinde uzaydaki iki noktayı karşılaştırırız.

Elektrik potansiyel enerjide ise uzaydaki iki parça arasındaki farkı karşılaştırırız.

-

Umarım, kafanızı karıştırmamışımdır.

Bir sonraki videoda, aslında elektrik potansiyeli farkı (gerilim farkı)

ve elektrik potansiyel enerji arasındaki farkları

açıklayan bir kaç problem çözeceğiz.

-

-

Bir sonraki videoda görüşmek üzere...

-