10.SINIF ELEKTRİK VE MANYETİZMA

ELEKTROSTATİK TEMEL KAVRAMLAR

Durgun haldeki elektrik yüklerinin aralarındaki etkileşme kuvvetlerini ve elektrikle yüklü cisimlerin denge durumlarını inceleyen fiziğin dalına elektrostatik denir.

Plastik bir tarakla ya da fırçayla saçımızı taradığımızda saçlarımızın tarağa yapıştığını gözlemleriz. Tarakla saç tellerimiz arasında bir çekim oluşmaktadır. Plastik kalemi saçlarımıza ya da yün bir kumaşa yeteri kadar sürtüp minik kağıt parçacıklarına yaklaştırdığımızda, kağıt parçacıklarının kaleme yapıştığını görürüz. Bunlara benzer olarak şişirilmiş bir oyuncak balonu kuru saçımıza yeteri kadar sürtüp sürttüğümüz tarafını plastik boyalı bir duvara dokundurduğumuzda balonun duvara yapışmış gibi düşmeden kaldığını görürüz. Musluktan ince akan suya, daha önceden saçımızı taradığımız tarağımızı yaklaştırırsak, akan suyun tarağa doğru çekildiği görülür. Bu olaylar ve benzerleri bilim insanlarını maddenin doğasıyla ilgili düşünmeye sevk etmiştir. Yapılan çalışmalar ve araştırmalar sonucunda bu olaylarda gözlemlenen durumların nedeninin, maddenin ve maddeyi oluşturan atom ve moleküllerin sahip olduğu elektrik yükleri olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Yukarıda verdiğimiz örnekleri çoğaltabiliriz.

1. Evde yün çorapla ya da terlikle yürürken yerle ayaklarımız arasındaki sürtünmeden dolayı üstümüzde elektrik yükü birikir. Eve gelen arkadaşımızla selamlaşmak için tokalaşmak istediğimizde elimiz eline değdiğinde bir (çıt) sesi ve acı hissederiz. Ortam yeteri kadar karanlık ise bir kıvılcım oluştuğu da görülecektir. Bu olay üzerimizde biriken fazla elektrik yükün aktarımı nedeniyle meydana gelir.
2. Dışarda kauçuk ya da plastik tabanlı ayakkabılarla yürüdüğümüzde de üzerimizde elektrik yükü birikir. Bazen alışveriş merkezindeki metal korkuluklara değdiğimizde parmağımızda oluşan acı hissi bu yükün akmasıyla meydana gelir
3. Yün kazağımızı çıkarırken çıkan sesler elektrik yüklerinin atlamasıyla oluşur.
4. Araçlarda tekerlekleriyle yer arasındaki sürtünmeden dolayı yük birikir. Bu durum yolcuları da etkiler. Araçtan inen bir yolcu kendisini bekleyen birisiyle tokalaşmak istediğinde oluşan elektrik yükü akışı ile elinde bir acı hisseder. Yakıt tankerlerinde bu yük birikimin oluşturacağı elektrik atlamasından dolayı oluşacak kıvılcımların etkisinden korunmak için, tankerin arka ucundan yere değen metal bir zincir sarkıtılır. Böylece biriken yük toprağa aktarılmış olur.

Elektrik yükleriyle ilgili bilim tarihindeki gelişmeler dikkate alındığında, Benjamin Franklin’den bahsetmemiz aydınlatıcı olacaktır. Franklin, kendinden önceki bazı araştırmacı insanların da denediği ancak trajik sonlarla neticelenen uçurtma deneyleriyle bilinir. Franklin yaptığı deneylerde birbirine sürtünen cisimler arasında kıvılcımlar meydana geldiğini görmüş ve yağmurlu günlerde bulutlar arasında oluşan şimşeğin buna benzer olarak bulutların atmosferdeki sürtünmeleri sonucu meydana geldiğini düşünerek şimşek ve yıldırımın yapısıyla ilgili olarak uçurtma uçurmuş ve oluşan bu devasa kıvılcımların uçurtma üzerinde etki oluşturacağını düşünmüştür.Gerçekten uçurtmayı yere indirdiğinde uçurtmaya iliştirdiği metal anahtarlardan deneylerde gözlemlediği gibi kıvılcımların eline sıçradığını görmüştür. Böylece şimşek ve yıldırımın elektriksel olaylar olduğu sonucuna varmıştır.

Franklin elektriğin (+) ve (-) adını verdiği iki yükten oluştuğunu ve bu yüklerin uygun yolu bulduğunda akabileceğini söyledi. Buna dayalı olarak yıldırımın etkilerinden korunmak için paratoner kullanımını önerdi. Buna göre yüksek binaların tepesine yerleştirilen sivri uçlu metal çubuklar metal tel ile yere bağlanır ve düşen yıldırımın bu yolla toprağa akması sağlanır.

Yapılan deneysel çalışmalar ve sonuçları ile atomun yapısında çekirdekte bulunan protonların sahip olduğu (+) yük ve çekirdeğin etrafında olan elektronların sahip olduğu (-) yükler olduğu anlaşılmıştır.

Yukarıda verdiğimiz örnek olaylarda ne olmaktadır ki gözlemlediğimiz durumlar gerçekleşmektedir? Plastik tarak saçımıza sürtüldüğünde saçımızdaki elektronların bir kısmı tarağa geçer. Sonuç olarak saçımızda elektron azalması (+) yük fazlalığının oluşmasına neden olur. Yani saçımız (+) yüklüdür. Diğer taraftan tarakta elektron fazlalaşması ile tarak (-) yüklü olur. Böylece tarak ve saçımız arasında bir çekim kuvveti oluşur.

• Maddeler ve atomları dıştan bir etkileşim olmadığı doğal hallerinde nötürdürler. Bu hiç yükleri yoktur anlamında anlaşılmamalıdır. Nötr bir maddede(-) yüklerin sayısı (+) yüklerin sayısına eşittir.

• Bir dış etkiyle maddenin nötr durumunun değiştirilmesine “Elektriklenme” denir. Elektriklenme sadece maddenin atomlarının elektronlarıyla gerçekleşir. Yalıtkan maddelerde elektronlar atomu terk edemediğinden dış etkiler kutuplaşma ile elektriklenme oluşturabilir. İletkenlerde ise elektron alışverişi ile elektriklenme gerçekleşir.

• Yük miktarı ölçülebilen bir büyüklüktür ve SI birim sisteminde Coulomb (C) birimi ile ölçülür. 1 coulomb çok büyük bir miktardır. Bu nedenle genellikle as katları kullanılır. mC (mili coulomb= 10^-3 C), µC (mikro coulomb= 10^-6 C), nC (nanocoulomb= 10^-9 C) ve pC (piko coulomb= 10^-12culomb) gibi.

• Elektriksel yükler q ya da Q sembolleriyle gösterilir.

• Elektron yükünün alabileceği en küçük değer 1 elektronun yükü kadardır. Ayrıca elektrik yük miktarı 1 elektron yükünün tam katları olmak zorundadır. 1 elektronun yük değeri, 1,6 . 10^-19C’dur. 1 protonun elektrik yükü de +1,6 . 10^-19C’dur. Elektronun yüküne temel yük ya da elementer yük (ey) denir

• Bir cisim başka bir cisme sürtüldüğünde yük oluşmaz. Elektriklenme yükün bir cisimden diğerine geçişiyle gerçekleşir.İki cisim arasında yük alışverişi gerçekleşirken toplam yük korunur. Buna yük korunumu yasası

Pozitif yüklü cisim:Bir cisim üzerinde protonların sayısı sayıca elektronların sayısından fazla fazla olan cisimlere pozitif yüklü cisim  denir.

Negatif yüklü cisim: Elektronların sayısı sayıca protonların sayısından fazla olan cisimlere negatif yüklü cisim denir.

Nötr cisim:  Proton sayısı  elektron sayısına  eşit ise cisme nötr cisim denir. Nötr cisme aynı zamanda yüksüz cisim denir. Yüksüz cisim yük olmadığı anlamına gelmez , yük sayıları birbirine eşittir.

Elektriksel yükleri ve özellikleri:

•  Elektrik yükleri tanecikli yapıdadır. Küsuratlı olmaz.
• ( + ) ve ( – ) olmak üzere iki tür elektrik yükü vardır.
• Elektrik yüküne sahip en küçük parçacık elektronlardır. Bütün elektriksel olaylar madde içindeki elektronların hareketiyle gerçekleşir.
•  Bir cisim ( – ) yüklü ise elektron kazanmış, ( + ) yüklü ise elektron kaybetmiştir denir.
•  Bütün elektriksel olaylarda toplam yük korunur.
•  Bütün yükler birbirine itme ve çekme kuvveti uygularlar.
• Nötr yükler birbirine kuvvet uygulayamaz.

•  Zıt yüklü cisimler birbirini çekerler.

• Aynı yüklü cisimler birbirini iterler.

• Nötr cisimler yüklü cisimlerle biraz çekilirler.

İletken ve yalıtkan maddeler:

İletken cisim:Üzerinde serbest elektron bulunduran, elektrik akımını ileten maddelere denir. Örneğin, demir, bakır, metaller

Yalıtkan cisim:Üzerinde serbest elektron bulundurmayan, elektrik akımını iletmeyen cisimlere denir. Örneğin plastik, tahta, ametaller

ELEKTRİKLENME ÇEŞİTLERİ

Cisimler sürtünme, dokunma ve etki ile olmak üzere üç şekilde elektrikle yüklenirler.

Sürtünme İle Elektriklenme

Çağımızdan iki bin yıl kadar önce Thales bir kumaşa sürttüğü kehribarın yanındaki iplik parçalarını ve saman çöplerini kendisine çektiğini gözlemiştir. Biz de  günlük hayatta saçımızı tararken, yün kazağımızı çıkarırken, balonun kağıt parçalarını çekerken sürtünme ile elektriklenmeyi gözlemleriz.

Sürtünme ile elektriklenme yalıtkan cisimlerde gerçekleşen elektriklenme çeşididir.  Yalıtkan cisimlerin serbest elektronları bulunmadığından dokunma ile yük alışverişi yapamazlar. Bu cisimlerin yüklenebilmesi için elektronlarının kuvvet yardımıyla serbest hale geçmesi gerekir . Bunu da yalıtkan cisimleri başka maddelere sürterek sağlarız. Örneğin ebonit çubuğu yün kumaşa sürterek.

Sürtünme ile elektriklenme de

• Toplam yük korunur
• Daima elektronlar alınır yada verilir, dolayısıyla cisimler zıt yükle yüklenirler.
• Alınan yük, verilen yüke eşittir. Sürtünmeden sonra cisimlerden birinin yükü  (+7)  ise diğer cismin yükü (-7)  dir.

Sürtünme ile elektriklenme de en çok kullanılan  iki örnek,

• Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde, ipek kumaş (-)  cam çubuk (+) yükle yüklenir.
• Ebonit çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde yün kumaş(+) ebonit çubuk(-) yükle yüklenir.

Dokunma İle Elektriklenme

Dokunma ile elektriklenme iletken cisimler arasında gerçekleşir. Yüksüz iletken bir cisim , elektrik yükü taşıyan başka bir iletken cisme dokundurulduğunda yüksüz cisim yüklü cisim yardımıyla yüklenir. Birbirine dokundurulan cisimler  toplam yükü yarıçapları oranında paylaşırlar ve yük dağılımı aşağıdaki gibi hesaplanır

Dokunma  ile Elektriklenmede elektriklenmede

• Pozitif yükler hareket edemezler hareket eden negatif yüklerdir.
• Birbirine dokundurulan cisimler kesinlikle zıt yüklerle yüklenmezler.
  -ikiside nötr olabilir.
  -ikisi de ( + ) olabilir.
  -ikiside ( – ) olabilir.
• Yüklü iletken cisimlerin sivri uçlarında daha fazla yük bulunur.Çünkü yükler aynı tür olduğu için birbirinden uzakta olmak isteyeceklerdir

Etki İle Elektriklenme(Tesir İle Elektriklenme)

En az biri yüklü iki cismin birbirine yaklaştırılmasıyla cisimlerde yük dengesi ve dağılımının değişmesidir.

İçi Boş Küre

1. Nötr ve küresel bir kabın içine pozitif yüklü bir cisim   bir iple sarkıtılırsa, küresel kabın içi (-) ve dısı (+)  yüklü olur.

2.Nötr küresel kabın içine (+) yüklü bir cisim dokundurulursa kabın içi nötr olur ve cismin yükünün tamamı küresel kabın dışında birikir.

3.Nötr küresel kabın dışına (+) yüklü bir cisim dokundurulursa, toplam yükü cisim ve küresel kap yarıçaplarıyla orantılı olarak paylaşırlar.

ELEKTRİKSEL KUVVET COULOMB KUVVETİ

Elektrik yüklü cisimler arasında oluşan kuvvete elektriksel kuvvet denir.Temassız gerçekleşen bu kuvvet itme ya da çekme şeklinde kendini gösterir. Aynı yükler birbirini iterken zıt yüklerse birbirini çeker.

Bu kuvvetin şiddeti yüklerin büyüklüğüyle doğru, yükler arasında uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Ayrıca yükler arasındaki ortamın elektrikleyiciliği de kuvvetin şiddetini etkiler. Tüm bu özellikler Coulomb Yasası olarak ifade edilir ve aşağıdaki formülle ifade edilir.

F : Newton (N) olarak elektriksel itme ya da çekme kuvvetinin büyüklüğü,
q₁ ve q₂ : Coulomb (C) olarak noktasal yüklerin değeri,
d : Metre (m) olarak noktasal iki yük arasındaki uzaklık,
k : İki yükü arasındaki ortamla ilgili bir kat sayıdır. k = 9 · 10⁹ N · m²/ C²    k sabiti  bağıntısı ile hesaplanır.

Elektriksel kuvvet cisimler üzerinde temassız oluşan itme veya çekme kuvvetidir. Yapılan deneyler aynı yüklü cisimlerin birbirini ittiğini, farklı yüklü cisimlerin birbirini çektiğini göstermektedir.

Örnek 1:Aşağıdaki  şekilde yalıtkan iplerle tavandaki bir noktadan asılan q₁ ve q₂ yüklerinin denge durumu gösteriliyor. Yüklü kürecikler arasında oluşan elektriksel kuvvetler F₁ ve F₂nin büyüklükleri birbirine eşit ve yönleri zıttır. Kuvvetin itme kuvveti oluşundan yüklerinin kesinlikle aynı cins olduğunu söyleyebiliriz. Ancak (+) ya da (-) olduğunu kesin bilemeyiz.  Elektriksel kuvvetlerin açılara etkisi yoktur, farklı açıların oluşmasını sağlayan cisimlerin kütlelerinin farklı olmasıdır, β > α olduğundan m₂> m₁ olduğunu söyleyebiliriz.

Örnek 2: 

Şekildeki özdeş ve türdeş iki küre bulundukları konumlara sabitlenmiştir.Kürelerin yükleri sırasıyla

5.10^-8 C ve 6.10^-8 C dur. Kürelerin merkezleri arası uzaklık 100 cm olduğuna göre yüklerin birbirine uyguladıkları elektriksel kuvvet kaç N’dur?

Çözüm: 

q₁= 5.10^-8 C   ,   q₂= 6.10^-8 C ,    d= 1 m,      k= 9 · 10⁹ N · m²/ C²

 F= 9 · 10⁹.5.10^-8 .6.10^-8 / 1²

F= 270 . 10^-7 N

F= 2,7 . 10^-5 N

Örnek 3:

Şekildeki özdeş ve türdeş üç küre bulundukları konumlara sabitlenmiştir. Kürelerin yükleri sırasıyla +4.10^-8 C,

-4.10^-8 C ve -5.10^-8 C dur. q₁ – q₂  ve q₂ – q₃ kürelerinin merkezleri arası uzaklık 100 cm olduğuna göre  q₂yüküne uygulanan  elektriksel kuvvet kaç N’dur?

Çözüm: q2 yüküne etki eden kuvvetler aşağıdaki gibidir, ikisi de aynı yönlüdür.

F₁₂ kuvveti q₁ in q₂ ye uyguladığı çekme kuvveti ve F₃₂ de q₃ ün q₂ ye uyguladığı itme kuvvetidir. Bu kuvvetler aynı yönlü olduğundan toplamları q₂ ye etki eden bileşke elektriksel kuvvet olur,

F₁₂ = 9. 10⁹ .4.10^-8 .4.10^-8 / 1² = 144 . 10^-7 N

F₃₂ = 9. 10⁹ . 4.10^-8 .5.10^-8 / 1² = 180 . 10^-7 N

F_net = F₁₂ + F₃₂ = (144 + 180) . 10^-7 N = 324 . 10^-7 N

Örnek 4:

Yalıtkan sapı üzerindeki q₁ = 10^-6 C yüklü küre ile yalıtkan iple asılan q₂ = 2 .10^-6 C yüklü küre şekildeki gibi denge durumundadır.

a)q₂ yüklü kürenin kütlesi m₂kaç kg dır?

b) ipteki gerilme kuvveti kaç N dur? (g= 10 N/kg)

Çözüm:

a)

F = 9. 10⁹ .1.10^-8 .2.10^-8 / 2² = 4,5 . 10^-7 N

F/mg = tan37 = 3/4

mg = 4,5 . 10^-7 . 4 / 3 = 6. 10^-7

m = 6. 10^-8 kg

b)

T= F/ Sin37 = 4,5. 10^-7 / 0,6

T= 7,5. 10^-7 N

ELEKTRİK DEVRELERİ VE TEMEL KAVRAMLAR

Elektrik Akımı Nasıl Oluşur:Elektrik akımının hareketini sürekli akan bir nehre benzetebiliriz. Nehrin akma nedeni nehir yatağındaki eğim yani Yerçekimi Potansiyel Enerji farkıdır. Buna benzer olarak elektrik akımı da ; bir iletkenin iki ucu arasında potansiyel fark(gerilim) oluşturulursa, elektriksel potansiyelin yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru yük akışı gerçekleşir. Bu yük akışına elektrik akımı denir. iki noktanın elektriksel potansiyeli eşit oluncaya kadar devam eder.

Elektrik devresinde potansiyel fark oluşumunu üreteçler sağlar(Pil,Akü,Alternatör) Yukarıda verdiğimiz bilgilere dayanarak elektrik akımını tanımlayacak olursak.

Akım Nedir: Elektriksel potansiyel fark nedeni ile oluşan elektrik yükü hareketine denir. Elektrik akımı I veya i harfleri ile gösterilir.

Akım Şiddeti Nedir Bir elektrik devresinde iletkenin birim kesitinden geçen net yük miktarına akım şiddeti denir.

q=n.(e.y)        n: yük sayısı     e.y: 1,6 x 10⁻¹⁹  

Elektrik Akımının Yönü:Elektrik devresinde hareketli olan yükler elektronlardır. Elektronların hareket yönü   üretecin (-) kutbundan (+) kutbuna doğrudur. Elektrik akımının yönü ise bunun tam tersi yönünde kabul edilir yani üretecin(+) kutbundan (-) kutbuna doğrudur.

İki çeşit elektrik akımı vardır. Bunlardan birincisi büyüklüğü ve yönü değişmeyen doğru akım(DC) Pil,akü ve dinamolar tarafından üretilir. İkincisi ise büyüklüğü ve yönü zamanla değişen evlerimizde kullandığımız  alternatif akım(AC) Alternatörler tarafından üretilir. Bu konu ilerleyen bölümlerede daha ayrıntılı olarak işlenecektir.

Başlıca elektrik devre elemanlarını tanıyalım ve bunların işlevlerini öğrenelim.

Üreteç: İki nokta arasında potasiyel fark oluşturan ve devreye  enerji veren elektrik devre elemanıdır.

Diyot: Ok yönünde gelen akım geçiren , zıt yönde gelen akımı geçirmeyen araçlardır. Diyot iki yönlü alternatif akımın doğru akıma çevrilmesinde kullanılır.

Direnç :Bir iletkenin akıma karsı gösterdiği tepkiye direnç denir. Direnç birimi  ohm( Ω)

Bir iletkenin direnci;

1. iletkenin boyu ( ℓ )  ile doğru orantılıdır.
2. İletkenin kesit alanı ( A )  ile ters orantılıdır.
3. Yapıldığı maddenin özdirenci(ρ ) arttıkça direnç artar
4. Sıcaklığa bağlıdır. Aşağıda açıkladım

R = Ro.( 1 + α.t )

R   : t derece de iletkenin direnci
Ro : 0 derece de iletkenin direnci
α   : İletkenin sıcaklıkla değişim katsayısı

Not: α katsayısı metaller için (+) alınır yani sıcaklık arttıkça metallerin direnci artar, metal olmayan maddeler için   (-)alınır . sıcaklık arttıkça dirençleri azalır

Reosta( Ayarlı direnç) : Adından da anlaşılacağı gibi ayarlanabilir direnç. Yukarıdaki şekilde direnç üzerindeki ok sola kayarsa direnç küçülür. Sağa doğru kayarsa direnç büyür.

Ampermetre ve Voltmetre:

Ampermetre, üzerinden geçen  elektrik akımını ölçer,  İç direnci sıfıra yakın olduğu için devreye  seri bağlanır, ampüle paralel bağlanırsa kısa devre yapar

Voltmetre, bağlandığı noktalar arasındaki potansiyel farkı(gerilimi) ölçer, iç direnci çok yüksek olduğu için elektrik devresine paralel bağlanır, seri bağlanırsa akımı keser.

 Maddelerin iletkenlik özellikleri:

Madde içindeki elektrik yüklerinin bir noktadan başka bir noktaya taşınmasına elektrik iletkenliği denir. Metallerde iletkenliği sağlayan serbest elektronlardır. Sıvı çözeltiler de ve gazlarda ise pozitif ve negatif yüklü iyonlar dır.

Katıların elektrik iletkenliği:
Katılar da iletkenliği sağlayan, yüklü tanecikler ve negatif yüklü serbest elektronlardır. Elektronlar metal içinde yer değiştirir, atomlar yer değiştiremez. Her elektronun gidebileceği belli bir mesafe vardır. Elektronlar bu mesafede hareket ederken başka elektronlara çarparak yüklerini aktarırlar. Böylece elektrik akısı sağlanmış olur.
İletkenliğe etki eden faktörler;
1. Sıcaklık
2. Bağ kuvveti
3. İletkenin boyu
4. İletkenin kesit alanı
5. İletkenin cinsi

Sıvıların elektrik iletkenliği:
Bir sıvının elektriği iletmesi için iyonları na ayrışabilmesi gerekir.

Gazların elektrik iletkenliği:
Gazlar normal şartlarda elektriği iletmemesi ne rağmen uygun şartlar oluşturulduğunda iletebilir.
Gazlar herhangi bir yolla iyonlaştırılırsa iletken hale gelebilirler. Bu durumda, ( + ) iyonlar katoda, ( – ) iyonlar anoda gidecek ve devreden bir akım geçecektir.
Gazların elektriği iletmesi için gerekli şart;

• Yüksek gerilim
• Düşük basınçtır.

Gazların elektriği iletmesi için iyonlarına ayrışabilme özelliğini sağlaması gerekir.

ELEKTRİK DEVRELERİ OHM YASASI:Ohm yasası bir elektrik devresinde akım, potansiyel fark ve direnç arasındaki bağıntıyı ifade eder. Ohm yasasına göre, bir elektrik devresinde iletken üzerinde iki nokta arasındaki potansiyel farkın o iletkenden geçe

Ohm yasasını şöyle de ifade edebiliriz ; iletken üzerinden geçen elektrik akımı, potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır.
DİRENÇLERİN BAĞLANMASI
a-)Seri Bağlama= Eğer dirençler şekildeki gibi art arda olacak şekilde aynı akım kolu üzerinde ise buna seri bağlama denir.

b-Paralel Bağlama= Devrede dirençlerin aynı uçları birbirine bağlanmışsa buna paralel bağlama denir.

Harflendirme Metodu ile Eşdeğer Direnç Bulma: Harflendirme metodu devrelerde toplam direnç bulunurken kullanılacak en iyi yöntemdir.  Bu metod ile çok karışık devreleri basit hale getirebiliriz, peki bu metodu nasıl kullanacağız 

1- )Aşağıdaki örnekte olduğu gibi (K-L) bize iki nokta arasındaki eşdeğer direnç sorulur. Bu şu anlama geliyor devreyi çizmeye K noktasından başlıyoruz ve L noktasında çizimi bitiriyoruz, araya farklı harfler gelebilir.

2-)En az 3 iletken kablonun kesiştiği noktalara harf veriyoruz.

3-) Harflendirme yaparken, direnç üzerinden geçince harf değişiyor, eğer boş kolda devam edersek aynı harfle devam ediyoruz. K noktasından yola çıktık ve harf vermeye başladık , gördüğünüz gibi direnç üzerinden geçmediğimiz için 2 tane daha K vermişiz. Daha sonra neden harf değiştirdik çünkü M harfini verdiğimiz noktaya ulaşmak için dirençlerden geçmemiz gerekli.  M zorunlu değil başka harfler de kullanabilirsiniz.

Yukarıda belirttiğim kurallara uyarak harflendirme yaptık şimdi sıra geldi devreyi çizmeye

n akıma oranı sabittir ve bu değer iletkenin direncine eşittir.MIKNATISLAR:Mıknatıslar doğal olarak tabiatta var olabileceği gibi yapay olarak (elektromıknatıs) da elde edilebilir. Demir bir çivinin etrafına sarılan telden akım geçirilirse çivi mıknatıs özelliği gösterir. Böylece yapay bir elektromıknatıs elde etmiş oluruz.

Doğada bulunan mıknatıslar bir demiroksit (Fe₂O₃₎  bileşiğidir. Fen ve Teknoloji konuları içinde mıknatısların kutupları arasındaki etkileşimleri de incelemiştiniz. Buna göre, iki mıknatısın aynı kutuplarının birbirini iterken, zıt kutuplarının birbirini çektiğini etkinliklerde gözlemlemiştiniz.

Doğada var olan dört temel kuvvet içerisinde yer alan manyetik kuvvetin diğerleri gibi temassız kuvvet olduğuna 9. sınıf fizik dersinde değinilmişti. Buna göre mıknatıs metal bir atacı, uzaktan yani temas etmeden kendine çekebilir, diğer bir mıknatısı da benzer şekilde temas etmeden itip çekebilir. Bu kuvvetin oluşmasında mıknatıs etrafında gözle göremediğimiz bir manyetik alanın etkili olduğu önceki yılda ifade edilmişti. Gözle görülmeyen bu alanı, mıknatısın üstüne yerleştirdiğimiz bir karton kâğıdın üzerine demir tozlarını serpiştirdiğimiz de demir tozlarının oluşturacağı desen ile somutlaştırabiliriz.

Mıknatısların Özellikleri

• Mıknatısın biri Kuzey (N) diğeri Güney (S) olarak adlandırılan iki kutbu olur. Yukarıda bahsettiğimiz etkinlikte demir tozları en fazla kutuplara yakın yerlerde toplaşırlar.
• Mıknatısın hiçbir zaman tek kutbu olamaz

Örnek

Bir mıknatısı ortasından ikiye bölersek oluşan iki parçanın durumunu inceleyelim.

Her iki parça da önceki bütün gibi ikişer kutuplu olurlar.

• Bir mıknatıs ortasından bir iple sallandırılıp serbest bırakılırsa coğrafi Kuzey-Güney doğrultusu çok yakın bir şekilde durur.
• Mıknatısların çevrelerinde manyetik etkilerini göstermelerini sağlayan bir manyetik alan bulunur.
• Mıknatısın manyetik alanı üç boyutludur.
• Mıknatısın etrafındaki alanın şiddeti mıknatıstan uzaklaştıkça zayıflar. Bu zayıflamayı manyetik alan çizgilerinin aralarındaki uzaklığın artması (seyrekleşme) olarak görebiliriz.

• Manyetik alan çizgilerinin aralarındaki uzaklık azaldığı(sıklaşma) yerde manyetik alan şiddeti büyüktür.

• Doğal bir mıknatısla, sürtünme ya da temas yoluyla, etkileşince mıknatıs özelliği kazanan maddelere manyetik maddeler Demir, nikel ve kobalt manyetik maddelerdir.

Örnek

Bir çubuk mıknatısın N kutbunu demir bir çubuğun üstünde sürekli aynı yönde sürtersek demir çubuk geçici mıknatıs özelliği kazanır.

• Bu yöntemlerle manyetik özellik kazanamayan maddelere manyetik olmayan maddeler
• Mıknatısın etrafında ya da iki mıknatısın arasında oluşan manyetik alanın şiddeti, mıknatısların arasında ve etrafındaki ortamın cinsine göre farklılık gösterir. Ortamın bu özelliğine manyetik geçirgenlik denir. Manyetik geçirgenlikµ ile gösterilir.
• Boşluğun manyetik geçirgenliği (µ₀) ölçek alınarak diğer maddelerin manyetik geçirgenliği bağıl manyetik geçirgenlik (µ_b)olarak ifade edilir. Buna göre;

Manyetik geçirgenlik durumuna göre maddeler üç grupta incelenebilir. Bunlar; 1) Paramanyetik maddeler, 2) Diyamanyetik maddeler ve 3) Ferromanyetik maddelerdir.

1) Paramanyetik maddeler:

Bu maddeler manyetik alan içerisine konulduğunda manyetik alan şiddetini biraz artırırlar. Manyetik alan çizgileri biraz sıklaşır. Bu nedenle bu maddelerin bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’den biraz büyüktür. Alüminyum, magnezyum, tungsten ve krom paramanyetik maddelere örnek verilebilir.

2) Diyamanyetik maddeler:

Bu maddeler manyetik alan içerisine konulduğunda manyetik alan şiddetini azaltırlar. Manyetik alan çizgileri seyrekleşir. Bu nedenle bu maddelerin bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’den biraz küçüktür. Altın, gümüş, bakır, kurşun ve silisyum diamanyetik maddelere örnek verilebilir.

3) Ferromanyetik maddeler:

Bu maddeler manyetik alan içerisine konulduğunda manyetik alan şiddetini çok fazla artırırlar. Manyetik alan çizgileri çok sıklaşır. Bu nedenle bu maddelerin bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’den çok büyüktür. Demir, nikel ve kobalt ferromanyetik maddelerdir. Manyetik alan içerisinde mıknatıs özelliği kazanırlar. Manyetik alandan çıkarılınca da bu özelliklerini bir süre devam ettirebilirler.

Mıknatıslar arası Kuvvet

• Mıknatısların birbirlerine uyguladıkları çekme ve itme kuvvetinin büyüklüğü Coulomb Yasası ile ifade edilir.
• Coulomb Yasasına göre mıknatıslar arası kuvvet, mıknatısların kutup şiddetleriyle (p_N ve p_S) doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın (d) karesiyle ters orantılıdır.
• Mıknatısların birbirlerine uyguladıkları çekme ve itme kuvvetinin büyüklüğü mıknatıslar arasındaki ortamın bağıl manyetik geçirgenliğiyle doğru orantılıdır.

Mıknatıslar arası kuvvetin bağlı olduğu değişkenler formül olarak yazılırsa

Bu formüldeki K, ortamın manyetik geçirgenliğiyle ilgili bir katsayıdır.

Konuyu daha iyi kavramak için aşağıda linkte verilen testi çözebilirsiniz

                                                                                        İYİ ÇALIŞMALAR...:)