Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Sorulara Dön
Anıl Yılmaz
Anıl Yılmaz
3,262 UP
Üye
5

İletken bir kürenin içinde elektrik alan neden sıfırdır?

Vektörel olduğu için sadeleşiyor diyorlar fakat sadeleştiğinin bir çeşit ispatını istiyorum. Düşünen herkese teşekkürler
11,505 görüntülenme
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Soruyu Takip Et
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tüm Reklamları Kapat
2 Cevap
Doğu Can Şahin
Makine Mühendisliği Öğrencisi

Bu aslında Gauss Yasasının temelini oluşturur, matematiksel olarak bu soruyu Gauss Yasası rahatlıkla açıklar ama siz daha fiziksel bir cevap arıyorsunuz sanırım.

Şimdi öncelikle şunları biliyoruz: Elektrik alan bir vektörel büyüklük ve yönü pozitif yükten negatif yüke doğru.

Tüm Reklamları Kapat

Diyelim ki pozitif yüklü bir iletken küremiz var. Eğer içeride elektrik alan sıfır olmasaydı, hangi yöne gösterecekti? Kürenin içinde rastgele bir nokta düşünelim ve buradaki elektrik alanın yönü o halde ne olmalıydı? Küresel geometrinin simetrik olmasından dolayı, en mantıklı tahmin merkeze doğru olacaktır. Şimdi bu noktadan merkeze doğru vektörün yönünde ilerleyelim. Dış bir elektrik alanın etkisi altında olmayan iletken ve yüklü bir cisim için yükler cismin yüzeyindedir, net kuvvetin sıfır olabilmesi için (çünkü iletkende yükler serbestçe hareket edebilir, her zaman dengeye ulaşacaktır). Merkeze doğru ilerledikçe yüzeyden uzaklaştığımız için o zaman git gide elektrik alanın büyüklüğü azalacaktı ve merkezde sıfır olması gerekirdi. Çünkü bu yönde devam edip merkezi geçseydik, elektrik alanın yönü terse dönecekti. Yani en başta seçtiğimiz noktadan merkeze gelene kadar ilerleme yönümüzle aynı olan elektrik alan, merkezi geçip devam ettiğimizde ilerleme yönümüze zıt yönlü olacaktı. Ve bu durumda tam merkezde elektrik alan sıfır olacaktı. Her nokta için bu durum aynı olduğundan, küre içinde elektrik alan çizgilerini çizmeye çalıştığımızda şunu görürdük: yüzeyden başlayıp merkeze doğru uzanan ve merkezde biten çizgiler.

Fakat elektrik alanın pozitiften negatife doğru olduğunu söylemiştik. O zaman şu anki varsayımımızdan dolayı pozitif olan yüzeyde başlıyor fakat nötr yüklü merkezde sonlanıyor. Burada o zaman ilk başta kabul ettiğimiz elektrik alanın küre içinde sıfır olmaması ile ilgili bir sıkıntı var. Varsayımımız demek ki hatalı. Elektrik alan o zaman, küre içinde sıfır.

Tüm Reklamları Kapat

İletken Küre içinde ve dışında elektrik alan ( E ) ve elektrik potensiyel (V) dağılımı
İletken Küre içinde ve dışında elektrik alan ( E ) ve elektrik potensiyel (V) dağılımı
Hyperphysics

Aslında biz bu düşünce deneyinde, Gauss Yasası'na benzer bir şey yaptık. Kürenin içinde hayali bir kapalı yüzeyden geçen net elektrik alanı çizgileri yani elektrik akısının sıfır olması gerektiğini gösterdik. Gauss Yasası bunu direkt hayali kapalı yüzeyin içinde kalan net yüke bakıp söyleyebilmemizi sağlar.

Ve son olarak iletkenin şekli ne olursa olsun (simetrik veya değil), iletken cismin içindeki net elektrik alan sıfır olacaktır. Sebebini de aslında yukarıda verdim: net kuvvetin sıfır olması için.

Umarım açıklayıcı olmuştur.

3,697 görüntülenme

Kaynaklar

  1. Wikipedia. Gauss Yasası. (2 Mart 2021). Alındığı Tarih: 2 Mart 2021. Alındığı Yer: Wikipedia | Arşiv Bağlantısı
  2. HyperPhysics. Conductor At Equilibrium. (2 Mart 2021). Alındığı Tarih: 2 Mart 2021. Alındığı Yer: HyperPhysics | Arşiv Bağlantısı
  3. MIT. Physics 8.02 Electricity And Magnetism At Mit. (2 Mart 2021). Alındığı Tarih: 2 Mart 2021. Alındığı Yer: MIT ders notları | Arşiv Bağlantısı
Bu cevap, soru sahibi tarafından en iyi cevap seçilmiştir. Ancak bu, cevabın doğru olduğunu garanti etmez.
5
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tugberk Kaynak
Öğrenci

Sebebi sadece matematiksel olarak vektörel toplama işleminden değil iletkenlerin davranışları üzerinden de açıklanır. İletken kürenin içerisinde bulunan atomların son yörüngesindeki elektronlar (ki bunlara valans elektronlar diyoruz) iletkenlerin özelliklerinden ötürü sıkça hareket halindedir ve bağlı oldukları atom yörüngesinden kolayca sapıp savrulabilirler. Bir elektrik alan içerisine iletken bir malzeme konulduğunda (dikkat edilirse sadece küre değil belli bir hacime sahip herhangi bir iletken) bu elektronlar kolayca merkezlerindeki atomlardan saparlar ve dışarıdaki elektrik alan kaynağına yönelirler. Ancak bu yönelim sırasında daha öncesinde bağlı oldukları atomlar elektron kaybettikleri için pozitif yüklenmiş olurlar ve elektronları geri çekici ve dışarıdaki elektrik alan yönüne zıt bir elektrik alan oluştururlar. Atomların valans elektronlarındaki ayrışma, içerideki ve dışarıdaki elektrik alan büyüklükleri eşitlenene kadar devam eder. Bir noktadan sonra ne atomlar valans elektronları geri çekebilir ne de valans elektronlar dışarıdaki elektrik alan kaynağına ayrışabilir. İki zıt yönlü eşit büyüklük birbirini sönümlemiş ve harekt sıfırlanmış olur.

1,619 görüntülenme

Kaynaklar

  1. Anthony C. Fischer-Cripps. Elektrik Akımı. (1 Mart 2021). Alındığı Tarih: 1 Mart 2021. Alındığı Yer: vikipedi.com | Arşiv Bağlantısı
1
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Sorulara Dön
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
"Domates Gribi" Hastalığı Neyin Nesi?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close