Potansiyel fark denklemi hakkında 3 soru
1. Bir elektrik yükü, homojen bir elektrik alanında 2√3 N'luk bir kuvvetle 20 cm mesafeye hareket ettiriliyor. Kuvvetin yönü, elektrik yükünün yer değiştirmesine göre 30 ° açı yapıyorsa , elektrik yükünün başlangıç ve son konumlarındaki elektrik potansiyel enerjisi arasındaki fark nedir?
Bilinen:
Kuvvet (F) = 2√3 N
Mesafe (s) = 20 cm = 0.2 m
Açı (θ) = 30 °
Aranan: Elektrik potansiyel farkı
Çözüm:
+q yükünün a noktasından b noktasına aktarılmasıyla yapılan iş, a ve b noktalarındaki elektriksel potansiyel enerji farkına eşittir.
ΔEP = ΔW
Eğer F kuvvetinin yönü, +q yükünün aktarılma yönüne göre θ açısıyla ise, +q yükünün a noktasından b noktasına aktarılmasıyla yapılan iş şöyledir:
ΔW = F Δs çünkü θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Kondansatörlerin yük ve kapasitelerinin sırasıyla 5 µC ve 20 µF olduğu biliniyorsa, kondansatörlerin potansiyel farkını belirleyiniz.
Bilinen:
Elektrik yükü (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Kondansatör kapasitesi (C) = 20 µF = 20 x 10⁻⁶ F
Aranan: Kondansatör potansiyel farkı (V)
Çözüm:
Kondansatör potansiyel farkı, kondansatör kapasitesi ve yükü için formül:
V = q / C = (5 x 10 -6 ) / 20 x 10 -6 = 5/20 = 0,25 Volt
3. QA = -4 µC ve QB = 8 µC olmak üzere iki noktasal yük 16 cm uzaklıktadır. İki yük arasındaki orta noktadaki elektrik potansiyelini belirleyiniz.
Bilinen:
Elektrik yükü 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
Elektrik yükü 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
Mesafe (r) = 8 cm = 0,08 m
Coulomb sabiti (k) = 9 × 10⁹ Nm² / C²
Aranan: C noktasındaki elektrik potansiyeli (V C )
Çözüm:
V A = k Q / r = (9 × 10 9 )(4 x 10 -6 ) / 0,08 = (36 × 10 3 ) / 0,08 = -450 Volt
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 Volt
C noktasındaki elektrik potansiyeli (V C ) = 900 – 450 = 450 Volt
