ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ
Elektrik alan desenlerini göz önünde canlandırmanın uygun bir yolu, yönü her noktada elektrik alan vektörü ile aynı doğrultuda olan çizgiler çizmektedir. Elektrik alan çizgileri denilen bu çizgiler uzayın herhangi bir bölgesinde aşağıdaki biçimde bağlıdır:
1.E elektrik alan vektörü, elektrik alan çizgisine her noktada teğettir.
2.Alan çizgilerine dik birim yüzeyden geçen çizgilerin sayısı, o bölgedeki elektrik alan şiddeti ile orantılıdır.Buna göre, alan çizgileri birbirlerine yakın olduğunda E büyük, uzak olduğunda küçüktür.
Herhangi bir yük dağılımının elektrik alan çizgilerinin çizim kuralları şunlardır:
1.Yük fazlalığı olduğunda, Alan çizgileri artı Yüklerden çıkıp, eksi yüklerde veya sonsuzda son bulmalıdır.
2.Bir artı yükten ayrılan veya eksi bir yüke ulaşan alan çizgilerinin sayısı yük miktarı ile orantılıdır.
3.İki alan çizgisi birbirini kesemez.
Elektrik alanının alan çizgilerinin bu şekilde anlatımı Coulomb yasası ile bağdaşır mı?Bu soruyu cevaplamak için yükle aynı merkezli r yarıçaplı bir küre yüzeyi düşünelim.Simetriden dolayı, küre yüzeyinin her yerinde elektrik alan büyüklüğü aynıdır.Yükten çıkan N alan çizgisi sayısı, küresel yüzeyden geçenlerin sayısına eşittir.Bunun için, küre yüzeyinde birim yüz ölçüme düşen alan çizgisi sayısı N/4 dir(Burada küre yüzeyinin tüm yüz ölçümü 4 dir).E, birim yüzeye düşen alan çizgilerinin sayısıyla orantılı olduğundan, E nin şeklinde değiştiğini görüyoruz.Bu, Coulomb yasasından elde edilen E= sonucuna uygundur.
Elektrik alan çizgilerinin maddi cisimler olmadığını bilmemiz gerekir.Bunlar sadece elektrik alanın nitel anlatımını yapmak için kullanılırlar.Bu modelin bir sorunu, yüklerden belli sayıda alan çizgilerini çizilmesiyle, alanı, sanki kuantumlanmış ve belli doğrultularda etkiliymiş görünümünün verilmesidir.Gerçekte, alan her noktada vardır ve süreklidir.Bu modelin başka bir sorunu da, üç boyutlu bir olayın anlatımında, alan çizgilerinin iki boyutlu çiziminin kullanılmasından dolayı, yanlış izlenimler elde edilmesi tehlikesidir.
Yük kuantumlu olduğundan, maddî bir cisimden çıkan alan çizgilerinin sayısı C keyfi bir orantı sabiti olmak üzere, 0, Ce,2 Ce,…… dır. C bir kez seçildikten sonra alan çizgilerinin sayısı artık keyfi olamaz.Örneğin, cisim 1 ve cisim 2 nin yükleri ve ise, alan çizgi sayılarının oranı = dir.Aynı miktarda zıt işarette 2 noktaya yükün(elektrik dipolü) elektrik alan çizgileri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Bu durumda, artı yükten çıkan alan çizgilerinin sayısı eksi yükte son bulanların sayısına eşit olmalıdır.Yüklere yakın yerlerde alan çizgileri hemen hemen (ışınsal) radyaldır.Yükler arasındaki yüksek çizgi yoğunluğu, bu bölgede elektrik alanın şiddetli olduğunu gösterir.Yükler arasındaki kuvvetlerin çekici olduğu aşağıdaki şekilde görülebilir.
23.19
Eşit yüklü pozitif iki nokta yükün çevresindeki elektrik alan çizgileri de aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Burada da, yüklere yakın yerlerde alan çizgileri
23.20
hemen hemen ışınsaldır.Yüklerin miktarı eşit olduğundan her bir yükten aynı sayıda alan çizgisi çıkar.Yüklerden çok uzaklarda alan, 2q’lük bir tek nokta yükün alanına yaklaşık olarak eşittir.Yükler arasındaki elektrik alan çizgilerinin dışarı doğru çıkması, benzer yükler arasındaki elektrik kuvvetinin itici olduğunu göstermektedir.
Bu içerik internet kaynaklarından yararlanılarak sitemize eklenmiştir
ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ