11. sınıf fizik 2. dönem 1. yazılı Test 1

🎓 11. sınıf fizik 2. dönem 1. yazılı Test 1 - Ders Notu

Sevgili öğrenciler, 11. sınıf fizik 2. dönem 1. yazılı testi genellikle elektriksel kuvvet, elektriksel alan, elektriksel potansiyel ve sığaçlar gibi temel konuları kapsar. Bu ders notu, sınavda başarılı olmanız için gereken temel bilgileri sade ve anlaşılır bir dille özetlemektedir.

📌 Elektriksel Kuvvet (Coulomb Yasası)

Yüklü cisimler birbirlerine elektriksel kuvvet uygularlar. Bu kuvvetin büyüklüğü Coulomb Yasası ile hesaplanır. Aynı cins yükler birbirini iterken, zıt cins yükler birbirini çeker.

• Tanım: Yüklü cisimler arasındaki itme veya çekme kuvvetidir.
• Yönü: Aynı işaretli yükler birbirini iter, zıt işaretli yükler birbirini çeker. Kuvvet, yükleri birleştiren doğru üzerindedir.
• Formülü: $F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$
  • $k$: Coulomb sabiti ($9 \cdot 10^9 \text{ N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2$)
  • $q_1, q_2$: Yük miktarları (Coulomb, C)
  • $r$: Yükler arası uzaklık (metre, m)
• Birimi: Newton (N).

💡 İpucu: Elektriksel kuvvet vektörel bir büyüklüktür. Birden fazla yükün olduğu durumlarda bileşke kuvveti bulmak için vektörel toplama (paralelkenar yöntemi, bileşenlerine ayırma) yapmayı unutmayın!

📌 Elektriksel Alan

Bir yükün çevresinde, başka bir yüke elektriksel kuvvet uygulayabildiği bölgeye elektriksel alan denir. Elektriksel alan, birim pozitif yüke etki eden kuvvet olarak tanımlanır.

• Tanım: Birim pozitif test yüküne etki eden elektriksel kuvvettir.
• Yönü: Pozitif yüklerden dışarıya doğru, negatif yüklere doğru yöneliktir.
• Formülü:
  • Noktasal yük için: $E = k \cdot \frac{|q|}{r^2}$
  • Genel tanım: $E = \frac{F}{q_0}$ ($q_0$: test yükü)
• Birimi: Newton/Coulomb (N/C) veya Volt/metre (V/m).

⚠️ Dikkat: Elektriksel alan da vektörel bir büyüklüktür. Bir noktadaki bileşke elektriksel alanı bulurken, her bir yükün o noktada oluşturduğu alan vektörlerini toplayın.

📌 Elektriksel Potansiyel ve Potansiyel Enerji

Elektriksel potansiyel enerji, yüklü cisimlerin birbirlerine göre konumlarından dolayı sahip oldukları enerjidir. Elektriksel potansiyel ise birim yüke düşen potansiyel enerjidir ve skaler bir büyüklüktür.

• Elektriksel Potansiyel Enerji ($U$):
  • Tanım: Bir sistemdeki yüklü cisimlerin konumlarından dolayı sahip oldukları enerjidir.
  • Formülü: $U = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r}$ (İki yük için). Hesaplamalarda yüklerin işaretleri formüle dahil edilir.
  • Birimi: Joule (J).
• Elektriksel Potansiyel ($V$):
  • Tanım: Birim pozitif test yükünün sahip olduğu elektriksel potansiyel enerjidir.
  • Formülü: $V = k \cdot \frac{q}{r}$ (Noktasal yük için) veya $V = \frac{U}{q_0}$. Hesaplamalarda yükün işareti formüle dahil edilir.
  • Birimi: Volt (V).
• Potansiyel Fark ($\Delta V$):
  • Tanım: İki nokta arasındaki elektriksel potansiyel farkıdır $(\Delta V = V_B - V_A)$.
  • İş-Enerji İlişkisi: Bir $q$ yükünü bir noktadan başka bir noktaya taşımak için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş $W = q \cdot \Delta V$ bağıntısıyla bulunur.

💡 İpucu: Potansiyel enerji ve potansiyel skaler büyüklüklerdir. Bu yüzden toplama yaparken vektörel işlem yerine cebirsel toplama yapılır, ancak yüklerin işaretleri kesinlikle dikkate alınır!

📌 Düzgün Elektrik Alan

Paralel levhalar arasına gerilim uygulandığında, levhalar arasında büyüklüğü ve yönü her yerde aynı olan bir elektrik alan oluşur. Buna düzgün elektrik alan denir.

• Oluşumu: Paralel, zıt yüklü iki iletken levha arasında oluşur.
• Yönü: Pozitif yüklü levhadan negatif yüklü levhaya doğrudur.
• Büyüklüğü: $E = \frac{V}{d}$
  • $V$: Levhalar arasındaki potansiyel fark (Volt, V)
  • $d$: Levhalar arası uzaklık (metre, m)
• Birimi: Volt/metre (V/m) veya N/C.
• Yüke Etki Eden Kuvvet: Düzgün elektrik alana giren bir $q$ yüküne etki eden kuvvet $F = q \cdot E$ bağıntısıyla bulunur. Pozitif yüke alan yönünde, negatif yüke alanın tersi yönde kuvvet etki eder.

⚠️ Dikkat: Düzgün elektrik alanda yüke etki eden kuvvet sabittir. Bu durum, yüklü parçacıkların hareketini incelerken (örneğin ivmeli hareket) önemlidir.

📌 Sığaçlar (Kondansatörler)

Sığaçlar, elektrik yükünü depolayabilen devre elemanlarıdır. Genellikle iki iletken levhanın arasına yalıtkan bir madde (dielektrik) konularak oluşturulurlar.

• Tanım: Elektrik yükü ve enerji depolayan devre elemanıdır.
• Sığa (Kapasite, $C$): Bir sığacın yük depolama kapasitesidir.
  • Formülü: $C = \frac{Q}{V}$ ($Q$: depolanan yük, $V$: levhalar arası potansiyel fark).
  • Geometrik Formülü: $C = \frac{\epsilon \cdot A}{d}$ ($\epsilon$: dielektrik sabiti, $A$: levha alanı, $d$: levhalar arası uzaklık).
  • Birimi: Farad (F). Genellikle mikrofarad ($\mu F = 10^{-6} F$) veya nanofarad (nF $= 10^{-9} F$) gibi alt katları kullanılır.
• Depolanan Enerji ($U$): Bir sığaçta depolanan elektriksel potansiyel enerji:
  • $U = \frac{1}{2}QV$
  • $U = \frac{1}{2}CV^2$
  • $U = \frac{Q^2}{2C}$
• Sığaçların Bağlanması:
  • Seri Bağlama:
    • Eşdeğer sığa: $\frac{1}{C_{eş}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ...$
    • Yükler eşittir: $Q_{toplam} = Q_1 = Q_2 = ...$
    • Potansiyel farklar toplanır: $V_{toplam} = V_1 + V_2 + ...$
  • Paralel Bağlama:
    • Eşdeğer sığa: $C_{eş} = C_1 + C_2 + ...$
    • Potansiyel farklar eşittir: $V_{toplam} = V_1 = V_2 = ...$
    • Yükler toplanır: $Q_{toplam} = Q_1 + Q_2 + ...$

💡 İpucu: Sığaçların seri ve paralel bağlanma kuralları, dirençlerin bağlanma kurallarının tam tersidir. Bu benzerliği ve farkı akılda tutarak karışıklığı önleyebilirsiniz.