Elektrik Alan Nedir?

Elektrik alan

Elektrik alan nedir?

Bir elektrik yükünün başka bir elektrik yükü üzerinde yarattığı çekme veya itme kuvveti etkisine elektrik alanı denir. Yüklü bir cismin çevresinde pozitif birim yüke etki eden elektriksel kuvvete elektrik alanı denir.

Elektrik yüklerinin etkisini gösterdiği alanlar, elektrik alanı olarak adlandırılır. Elektrik alanı tarafından içerisindeki yüklü cisimlere bir kuvvet uygulanır. Ancak bu kuvvet gözle görülemez sadece etkileri görülebilir. Elektrik alanının bir değeri, yönü ve doğrultusu vardır. Bu nedenle elektrik alan vektörel bir büyüklüktür. Elektrik alan birimi Newton/Coulomb’ dur.

Aşağıda verilen q yükünün +1C yükün olduğu noktada oluşturduğu “elektrik alan formülü” ile hesaplanır. Birim tablosuda aşağıda görülmektedir.

Her elektrik yükü (şarj) bir elektrik alanı üretir. Elektrik alanını meydana getiren şey, elektrik yüklerinin varlığıdır. Dolayısıyla elektrik şebekesine bağlı bir lamba, içinden akım geçtiği halde yanmıyor olsa da bir elektrik alanı yaratır. Bir cihazın beslenme gerilimi yükseldikçe, ortaya çıkan elektrik alanı da yükselir. Elektrik alan şiddetinin birimi metre başına volt (V/m) olarak ifade edilir. Elektrik alan şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça hızla azalır. Az da olsa yalıtkan nitelikli küçük bir madde bile (bina, ağaç vb.) elektrik alanını engeller.

Elektrik Alan Çizgileri

Aşağıdaki  şekilde görüldüğü gibi elektrik yüklerinin çevresinde elektrik alan çizgileri oluşur. Elektrik alan çizgilerinin özellikleri:

a-) Elektrik alan çizgileri daima (+) yüklerden çıkıp (-) yüklere doğrudur.

+ ve – Yüklü Cisimlerde Elektrik Alan Çizgilerinin Yönleri

c-) Elektrik alan çizgilerinin sık olduğu bölgelerde elektrik alan şiddeti fazla , seyrek olduğu bölgelerde elektrik alan şiddeti daha azdır.

d-) Elektrik alan çizgileri küre yüzeyinden dik olarak çıkar, veya cismin yüzeyine dik olarak gelirler.

5-) Elektrik alan çizgileri asla birbirini kesmez.

e-) Birden fazla yükün bulunduğu noktada elektrik alan şiddeti , alan şiddetlerinin vektörel toplamına eşittir.

Elektrik Alan Soruları

SORU

Şekilde eşit bölünmüş q₁ = +q, q₂ = + 2q dur. q₁ ve q₂ yüklerinin K noktasındaki elektrik alanlarının birbirine oranını hesaplayınız?

ÇÖZÜM

Elektrik Alan Şiddeti

Elektrik alan şiddeti herhangi bir elektrik yükün birim elektrik yük üzerindeki kuvveti olarak tanımlanır. Simgesi E ve elektrik alan şiddet birimi de volt/m dir.

Elektrik alanı elektrik yüklerinin yanı sıra boşlukta elektromanyetik dalganın bir ürünü olarak ta ortaya çıkar. Elektromanyetik dalganın gidiş yönüne dik olarak elektrik alanı oluşur. Elektromanyetik dalganın bir başka ürünü de hem gidiş yönüne hem de elektrik alanına dik olan manyetik akı yoğunluğudur. Elektrik alan ile manyetik akı yoğunluğu arasındaki ilişki:

Burada “c” elektromanyetik dalganın hızıdır.

Boşlukta elektromanyetik dalgalar, hızı ölçülür ve sabittir. Boşluğun dielektrik sabiti veya elektrik geçirgenliği (permittivity) adını alan diğer bir sabitte elektromanyetik dalgaların hızına bağlıdır.

SORU

Şekilde 5.10-6 luk yükün K noktasındaki elektrik alan şiddetini hesaplayınız?

ÇÖZÜM

Yüklü bir cismin bir noktada meydana getirdiği elektrik alanı gibi, birden fazla yüklü cisimlerin yükün bir noktada oluşturacağı elektrik alanını değeri, her yüklü cismin incelenen noktada meydana getirdiği elektrik alanlarının bileşkesi alınarak bulunur.