Düzgün elektrik alan, paralel plakalı kondansatör ve sığa kavramı.
Konu Anlatımı
11. Sınıf Fizik – Düzgün Elektrik Alan ve Sığa
Bu yazımızda 11. Sınıf Fizik Düzgün Elektrik Alan ve Sığa konusunu tüm ayrıntılarıyla ele alacağız. MEB müfredatına uygun olarak hazırlanan bu kapsamlı anlatımda, düzgün elektrik alanın ne olduğundan sığa kavramına, kondansatörlerin çalışma prensiplerinden günlük hayattaki uygulamalarına kadar her şeyi öğreneceksiniz. Konuyu dikkatle takip etmeniz, sınavlarınızda başarılı olmanız için büyük önem taşımaktadır.
1. Elektrik Alan Kavramına Giriş
Elektrik alan, yüklü bir cismin çevresinde oluşturduğu etki alanıdır. Bir yüklü cismin yanına başka bir yük getirildiğinde, bu yük üzerinde bir kuvvet hissedilir. İşte bu kuvvetin hissedildiği bölgeye elektrik alan denir. Elektrik alan bir vektörel büyüklüktür; yani hem büyüklüğü hem de yönü vardır.
Elektrik alan şiddeti, birim pozitif yük başına düşen elektriksel kuvvet olarak tanımlanır. Formülü şu şekildedir:
E = F / q
Burada E elektrik alan şiddetini (N/C), F yüke etki eden elektriksel kuvveti (N) ve q test yükünü (C) ifade eder. Elektrik alan çizgileri pozitif yüklerden çıkıp negatif yüklere doğru yönelir. Alan çizgilerinin sık olduğu bölgelerde alan şiddeti büyük, seyrek olduğu bölgelerde ise alan şiddeti küçüktür.
2. Düzgün Elektrik Alan Nedir?
Düzgün elektrik alan, her noktada büyüklüğü ve yönü aynı olan elektrik alandır. Düzgün elektrik alan, birbirine paralel ve eşit aralıklı alan çizgileri ile temsil edilir. Pratikte düzgün elektrik alan, birbirine paralel iki düzlem iletken levha (plaka) arasına zıt işaretli yükler verilerek oluşturulur. Bu yapıya paralel plakalı kondansatör adı verilir.
Paralel plakalı kondansatörde pozitif plakadan negatif plakaya doğru yönelen alan çizgileri birbirine paralel ve eşit aralıklıdır. Bu nedenle plakaların arasındaki herhangi bir noktada elektrik alan şiddeti aynıdır. Plakaların kenar bölgelerinde alan çizgileri hafifçe dışarı doğru kıvrılır; ancak genellikle bu kenar etkileri ihmal edilerek alan her yerde düzgün kabul edilir.
Düzgün elektrik alanın formülü şu şekilde ifade edilir:
E = V / d
Burada E elektrik alan şiddetini (V/m veya N/C), V iki plaka arasındaki potansiyel farkı (Volt) ve d iki plaka arasındaki uzaklığı (metre) gösterir. Bu formülden anlaşılacağı gibi, potansiyel fark artarsa elektrik alan şiddeti artar; plakalar arası mesafe artarsa elektrik alan şiddeti azalır.
3. Düzgün Elektrik Alanda Yüklü Parçacığın Hareketi
Düzgün elektrik alan içine bir yüklü parçacık bırakıldığında, bu parçacık üzerinde sabit bir kuvvet etki eder. Kuvvetin büyüklüğü F = qE formülü ile hesaplanır. Burada q parçacığın yükü, E ise elektrik alan şiddetidir.
Pozitif yüklü bir parçacık, elektrik alan yönünde (pozitif plakadan negatif plakaya doğru) hızlanır. Negatif yüklü bir parçacık ise elektrik alan yönünün tersinde hızlanır. Parçacığın ivmesi, Newton'un ikinci yasasından a = F / m = qE / m formülü ile bulunur. Burada m parçacığın kütlesidir.
Eğer yüklü parçacık alan çizgilerine dik bir başlangıç hızı ile alana girerse, parçacık parabolik bir yörünge izler. Bu hareket, yerçekimi alanında yatay atış hareketine benzer. Alan yönündeki hareket düzgün hızlanan (veya yavaşlayan) hareket, alana dik yöndeki hareket ise sabit hızlı doğrusal harekettir.
Düzgün elektrik alanda yüklü parçacığın kinetik enerjisindeki değişim, elektriksel kuvvetin yaptığı işe eşittir:
W = qEd = qV
Bu ifade, parçacığın potansiyel fark boyunca kazandığı veya kaybettiği enerjiyi gösterir. Bu kavram, enerji korunumu problemlerinin çözümünde sıklıkla kullanılır.
4. Elektriksel Potansiyel ve Potansiyel Fark
Elektriksel potansiyel, birim pozitif yükün belirli bir noktada sahip olduğu potansiyel enerjidir. Birimi Volt (V) olup 1 V = 1 J/C şeklinde tanımlanır. İki nokta arasındaki potansiyel fark ise birim pozitif yükün bir noktadan diğerine taşınması sırasında yapılan işi ifade eder.
Düzgün elektrik alanda eş potansiyel yüzeyler, alan çizgilerine dik düzlemlerdir. Pozitif plakaya yakın noktalar daha yüksek potansiyele, negatif plakaya yakın noktalar ise daha düşük potansiyele sahiptir. Eş potansiyel yüzey üzerinde bir yükü hareket ettirmek için iş yapılmaz; çünkü kuvvet ile yer değiştirme birbirine diktir.
Potansiyel fark ile elektrik alan arasındaki ilişki tekrar vurgulanırsa: V = E × d dir. Bu bağıntı, düzgün elektrik alan problemlerinde en sık kullanılan formüllerden biridir.
5. Sığa (Kapasite) Kavramı
Sığa, bir iletkenin veya kondansatörün elektrik yükü depolama kapasitesini gösteren fiziksel büyüklüktür. Sığa, bir iletkene verilen yükün, iletkenin potansiyeline oranı olarak tanımlanır:
C = Q / V
Burada C sığayı (Farad, F), Q depolanan yükü (Coulomb, C) ve V potansiyel farkı (Volt, V) gösterir. 1 Farad oldukça büyük bir birimdir; bu nedenle pratikte mikro farad (µF = 10⁻⁶ F), nano farad (nF = 10⁻⁹ F) ve piko farad (pF = 10⁻¹² F) birimleri kullanılır.
Sığa, yalnızca kondansatörün geometrik yapısına ve plakalar arasındaki ortamın dielektrik özelliğine bağlıdır. Yüke veya potansiyel farka bağlı değildir. Bu önemli noktayı sınavlarda mutlaka hatırlayın.
6. Paralel Plakalı Kondansatör ve Sığa Formülü
Paralel plakalı kondansatör, düzgün elektrik alan konusunun en temel uygulamasıdır. İki paralel iletken plakadan oluşur ve plakalar arasına yalıtkan (dielektrik) bir malzeme yerleştirilir. Paralel plakalı kondansatörün sığası şu formülle hesaplanır:
C = ε₀ × κ × A / d
Bu formülde ε₀ boşluğun dielektrik geçirgenliği (8,85 × 10⁻¹² F/m), κ (kappa) dielektrik sabiti (ortamın cinsine bağlı, boyutsuz bir sayı), A plakaların örtüşen yüzey alanı (m²) ve d plakalar arası uzaklıktır (m).
Bu formülden çıkan sonuçlar şunlardır:
- Plaka alanı (A) artarsa sığa artar. Çünkü daha geniş plakalar daha fazla yük depolayabilir.
- Plakalar arası uzaklık (d) artarsa sığa azalır. Plakalar birbirinden uzaklaştıkça yük depolama kapasitesi düşer.
- Dielektrik sabiti (κ) artarsa sığa artar. Plakalar arasına dielektrik malzeme yerleştirmek sığayı artırır.
Boşlukta (veya havada) dielektrik sabiti κ = 1 kabul edilir. Su, cam, kağıt gibi malzemelerin dielektrik sabitleri 1'den büyüktür. Örneğin suyun dielektrik sabiti yaklaşık 80, camınki 5-10 arasındadır.
7. Dielektrik Malzeme ve Etkileri
Dielektrik malzeme, plakalar arasına yerleştirilen yalıtkan maddedir. Dielektrik malzemenin kondansatöre olan etkileri son derece önemlidir ve sınavlarda sıkça sorulmaktadır.
Bir kondansatör pil bağlıyken (potansiyel fark sabit) dielektrik malzeme yerleştirilirse sığa κ kat artar, depolanan yük κ kat artar, elektrik alan değişmez ve depolanan enerji κ kat artar.
Bir kondansatör pilden ayrıldıktan sonra (yük sabit) dielektrik malzeme yerleştirilirse sığa κ kat artar, potansiyel fark κ kat azalır, elektrik alan κ kat azalır ve depolanan enerji κ kat azalır.
Bu iki durumu birbirinden ayırt etmek, problem çözerken kritik öneme sahiptir. Pil bağlıyken potansiyel fark sabit kalır; pil ayrıldıktan sonra ise yük sabit kalır. Bu temel prensibi aklınızda tutarsanız soruları kolayca çözebilirsiniz.
8. Kondansatörde Depolanan Enerji
Kondansatör yüklenirken plakalar arasında bir elektrik alan oluşur ve bu alanda enerji depolanır. Depolanan enerji şu formüllerle hesaplanır:
U = (1/2) × C × V²
U = (1/2) × Q × V
U = Q² / (2C)
Burada U depolanan enerjiyi (Joule), C sığayı (Farad), V potansiyel farkı (Volt) ve Q yükü (Coulomb) gösterir. Bu üç formül birbirine denktir ve problemin verisine göre en uygun olanı kullanılır.
Kondansatörlerde depolanan enerji, flaş lambalarında, defibrilatörlerde, lazer sistemlerinde ve birçok elektronik devrede kullanılmaktadır.
9. Kondansatörlerin Seri Bağlanması
Kondansatörler seri bağlandığında, her bir kondansatörün üzerindeki yük aynıdır. Ancak potansiyel fark kondansatörler arasında paylaşılır. Seri bağlı kondansatörlerin eşdeğer sığası şu formülle hesaplanır:
1/C_eş = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ + ...
Seri bağlamada eşdeğer sığa, en küçük sığaya sahip kondansatörün sığasından daha küçüktür. Bu, dirençlerin paralel bağlanmasına benzer bir mantık taşır.
İki kondansatörün seri bağlanması durumunda eşdeğer sığa kısaca şöyle bulunabilir:
C_eş = (C₁ × C₂) / (C₁ + C₂)
Seri bağlamada toplam potansiyel fark, her bir kondansatör üzerindeki potansiyel farkların toplamına eşittir: V_toplam = V₁ + V₂ + V₃ + ...
10. Kondansatörlerin Paralel Bağlanması
Kondansatörler paralel bağlandığında, her bir kondansatörün üzerindeki potansiyel fark aynıdır. Ancak toplam yük, kondansatörler arasında paylaşılır. Paralel bağlı kondansatörlerin eşdeğer sığası şu formülle hesaplanır:
C_eş = C₁ + C₂ + C₃ + ...
Paralel bağlamada eşdeğer sığa, en büyük sığaya sahip kondansatörün sığasından daha büyüktür. Bu, dirençlerin seri bağlanmasına benzer bir mantık taşır.
Paralel bağlamada toplam yük, her bir kondansatörde depolanan yüklerin toplamına eşittir: Q_toplam = Q₁ + Q₂ + Q₃ + ...
11. Seri ve Paralel Bağlamanın Karşılaştırması
Seri bağlamada yükler eşit, potansiyel farklar farklıdır ve eşdeğer sığa azalır. Paralel bağlamada ise potansiyel farklar eşit, yükler farklıdır ve eşdeğer sığa artar. Bu iki bağlama türünü doğru ayırt etmek, devre problemlerini çözmede belirleyicidir.
Karma bağlı devrelerde önce seri ve paralel gruplar ayrı ayrı belirlenir, her grubun eşdeğer sığası hesaplanır ve adım adım devrenin toplam eşdeğer sığasına ulaşılır. Bu tür sorularda sabırlı ve sistematik olmak gerekir.
12. Düzgün Elektrik Alan ve Sığa ile İlgili Önemli Noktalar
11. Sınıf Fizik Düzgün Elektrik Alan ve Sığa konusu, üniversite giriş sınavlarında sıkça karşımıza çıkan bir konudur. Aşağıdaki noktaları mutlaka hatırlayın:
- Düzgün elektrik alanda alan çizgileri paralel ve eşit aralıklıdır. Her noktada alan şiddeti aynıdır.
- E = V/d formülü yalnızca düzgün elektrik alan için geçerlidir.
- Sığa yalnızca kondansatörün yapısal özelliklerine (plaka alanı, plakalar arası uzaklık, dielektrik sabiti) bağlıdır.
- Pil bağlıyken V sabit, pil ayrıldığında Q sabittir. Bu ayrım dielektrik sorularında kritik rol oynar.
- Seri bağlamada yük eşit, paralel bağlamada potansiyel fark eşittir.
- Enerji formüllerinden hangisinin kullanılacağı, problemde sabit kalan büyüklüğe göre seçilmelidir.
13. Günlük Hayatta Kondansatörler
Kondansatörler günlük hayatımızda birçok alanda kullanılmaktadır. Fotoğraf makinelerindeki flaş lambaları, anlık yüksek enerji sağlamak için kondansatör kullanır. Kalp pillerinde ve defibrilatörlerde kondansatörler hayat kurtarıcı bir rol üstlenir. Bilgisayar klavyelerinde tuşların altında küçük kondansatörler bulunur; tuşa basıldığında plakalar arası mesafe değişir ve sığa değişikliği algılanarak hangi tuşa basıldığı belirlenir.
Dokunmatik ekranlar da kapasitif teknoloji ile çalışır. Parmağınızı ekrana dokundurduğunuzda, parmağınız ile ekran arasında küçük bir kondansatör oluşur ve bu kapasite değişimi ekran tarafından algılanır. Ayrıca radyo devreleri, güç kaynakları, filtreleme devreleri ve enerji depolama sistemlerinde de kondansatörler yaygın olarak kullanılmaktadır.
14. Örnek Problemler ve Çözümleri
Örnek 1: Paralel plakalı bir kondansatörün plakaları arasındaki mesafe 2 cm, potansiyel fark 100 V ise elektrik alan şiddetini bulunuz.
Çözüm: E = V / d = 100 / 0,02 = 5000 V/m = 5000 N/C. Elektrik alan şiddeti 5000 V/m'dir.
Örnek 2: Sığası 4 µF olan bir kondansatör 12 V'luk bir pile bağlanıyor. Kondansatörde depolanan yükü ve enerjiyi bulunuz.
Çözüm: Q = C × V = 4 × 10⁻⁶ × 12 = 48 × 10⁻⁶ C = 48 µC. Enerji: U = (1/2) × C × V² = (1/2) × 4 × 10⁻⁶ × 144 = 288 × 10⁻⁶ J = 288 µJ.
Örnek 3: 6 µF ve 3 µF'lık iki kondansatör seri bağlanıyor. Eşdeğer sığayı bulunuz.
Çözüm: C_eş = (C₁ × C₂) / (C₁ + C₂) = (6 × 3) / (6 + 3) = 18 / 9 = 2 µF.
Örnek 4: 6 µF ve 3 µF'lık iki kondansatör paralel bağlanıyor. Eşdeğer sığayı bulunuz.
Çözüm: C_eş = C₁ + C₂ = 6 + 3 = 9 µF.
15. Sonuç ve Özet
11. Sınıf Fizik Düzgün Elektrik Alan ve Sığa konusu, elektrik ve manyetizma ünitesinin temel taşlarından biridir. Bu konuyu iyi anlamak, hem okul sınavlarında hem de üniversite sınavlarında başarılı olmanız için gereklidir. Düzgün elektrik alanın oluşumu, yüklü parçacıkların bu alan içindeki davranışları, sığa kavramı, kondansatörlerin seri ve paralel bağlanması ve dielektrik malzemelerin etkileri konunun ana başlıklarıdır.
Konu çalışırken formülleri ezberlemekten çok, kavramları anlamaya özen gösterin. Her formülün fiziksel anlamını kavradığınızda, farklı tipteki soruları da rahatlıkla çözebilirsiniz. Bol bol soru çözmek, konuyu pekiştirmenin en etkili yoludur. Bu anlatımda verilen bilgileri düzenli olarak tekrar edin ve eksik kaldığınız noktaları not alarak öğretmeninize danışın. Başarılar dileriz!
Örnek Sorular
11. Sınıf Fizik – Düzgün Elektrik Alan ve Sığa Çözümlü Sorular
Aşağıda 11. Sınıf Fizik Düzgün Elektrik Alan ve Sığa konusuna ait 10 adet çözümlü soru yer almaktadır. İlk 6 soru çoktan seçmeli, son 4 soru açık uçludur. Her sorunun ardından ayrıntılı çözümü verilmiştir.
Soru 1 (Çoktan Seçmeli)
Paralel plakalı bir kondansatörün plakaları arasındaki potansiyel fark 200 V, plakalar arası uzaklık 4 cm ise düzgün elektrik alan şiddeti kaç V/m'dir?
A) 2000 B) 4000 C) 5000 D) 8000 E) 10000
Çözüm: E = V / d = 200 / 0,04 = 5000 V/m. Cevap: C
Soru 2 (Çoktan Seçmeli)
Sığası 5 µF olan bir kondansatör 20 V'luk pile bağlanıyor. Kondansatörde depolanan yük kaç µC'dir?
A) 25 B) 50 C) 100 D) 200 E) 400
Çözüm: Q = C × V = 5 × 10⁻⁶ × 20 = 100 × 10⁻⁶ C = 100 µC. Cevap: C
Soru 3 (Çoktan Seçmeli)
4 µF ve 12 µF'lık iki kondansatör seri bağlanıyor. Eşdeğer sığa kaç µF'dir?
A) 2 B) 3 C) 4 D) 8 E) 16
Çözüm: 1/C_eş = 1/4 + 1/12 = 3/12 + 1/12 = 4/12 → C_eş = 12/4 = 3 µF. Cevap: B
Soru 4 (Çoktan Seçmeli)
Sığası 8 µF olan bir kondansatör 10 V'luk pile bağlıdır. Kondansatörde depolanan enerji kaç µJ'dür?
A) 80 B) 200 C) 400 D) 640 E) 800
Çözüm: U = (1/2) × C × V² = (1/2) × 8 × 10⁻⁶ × 100 = 400 × 10⁻⁶ J = 400 µJ. Cevap: C
Soru 5 (Çoktan Seçmeli)
Paralel plakalı bir kondansatörün plaka alanı 2 katına çıkarılıp plakalar arası uzaklık yarıya indirilirse sığa nasıl değişir?
A) Değişmez B) 2 katına çıkar C) 4 katına çıkar D) Yarıya düşer E) 8 katına çıkar
Çözüm: C = ε₀κA/d formülünde A yerine 2A, d yerine d/2 yazılırsa: C' = ε₀κ(2A)/(d/2) = 4ε₀κA/d = 4C. Sığa 4 katına çıkar. Cevap: C
Soru 6 (Çoktan Seçmeli)
Bir kondansatör pile bağlıyken dielektrik sabiti κ = 3 olan bir malzeme plakalar arasına yerleştiriliyor. Sığa ve depolanan yük nasıl değişir?
A) Sığa 3 katına çıkar, yük değişmez B) Sığa 3 katına çıkar, yük 3 katına çıkar C) Sığa değişmez, yük 3 katına çıkar D) Sığa 3 katına çıkar, yük 1/3'üne düşer E) Sığa ve yük değişmez
Çözüm: Pil bağlıyken V sabittir. Dielektrik yerleştirildiğinde C' = κC = 3C olur. Q' = C' × V = 3C × V = 3Q. Hem sığa hem yük 3 katına çıkar. Cevap: B
Soru 7 (Açık Uçlu)
Düzgün elektrik alan nedir? Düzgün elektrik alanın oluşabilmesi için gerekli koşulları açıklayınız.
Çözüm: Düzgün elektrik alan, her noktada büyüklüğü ve yönü aynı olan elektrik alandır. Alan çizgileri birbirine paralel ve eşit aralıklıdır. Düzgün elektrik alan oluşturmak için birbirine paralel iki düzlem iletken plaka kullanılır ve bu plakalara zıt işaretli yükler verilir. Bu yapıya paralel plakalı kondansatör denir. Plakaların boyutları, plakalar arası mesafeye göre yeterince büyük olmalıdır ki kenar etkileri ihmal edilebilsin. Böylece plakalar arasında düzgün bir elektrik alan oluşur.
Soru 8 (Açık Uçlu)
Sığası 10 µF olan bir kondansatör 50 V'luk pile bağlanıp yüklendikten sonra pilden ayrılıyor. Daha sonra plakalar arasına dielektrik sabiti 5 olan bir malzeme yerleştiriliyor. Yeni sığayı, potansiyel farkı ve depolanan enerjiyi hesaplayınız.
Çözüm: İlk durum: C = 10 µF, V = 50 V, Q = CV = 500 µC. Pil ayrıldığı için Q sabit kalır. Dielektrik yerleştirildiğinde: C' = κC = 5 × 10 = 50 µF. Yeni potansiyel fark: V' = Q / C' = 500 / 50 = 10 V. Yeni enerji: U' = (1/2) × C' × V'² = (1/2) × 50 × 10⁻⁶ × 100 = 2500 × 10⁻⁶ J = 2500 µJ. İlk enerji: U = (1/2) × 10 × 10⁻⁶ × 2500 = 12500 µJ idi. Enerji 5 kat azalmıştır; bu azalan enerji dielektriğin içeri çekilmesi sırasında harcanmıştır.
Soru 9 (Açık Uçlu)
3 µF, 6 µF ve 6 µF'lık üç kondansatör vardır. Son iki kondansatör kendi aralarında paralel bağlanıp bu paralel grup ilk kondansatöre seri bağlanıyor. 36 V'luk pile bağlanan bu devrenin eşdeğer sığasını ve her bir kondansatör üzerindeki yük ve potansiyel farkı bulunuz.
Çözüm: Paralel grup: C_p = 6 + 6 = 12 µF. Seri bağlama: 1/C_eş = 1/3 + 1/12 = 4/12 + 1/12 = 5/12 → C_eş = 12/5 = 2,4 µF. Toplam yük: Q = C_eş × V = 2,4 × 36 = 86,4 µC. Seri bağlamada yük eşit olduğundan C₁ üzerindeki yük Q₁ = 86,4 µC, paralel grubun yükü de Q_p = 86,4 µC'dir. C₁ üzerindeki potansiyel fark: V₁ = Q₁/C₁ = 86,4/3 = 28,8 V. Paralel grubun potansiyel farkı: V_p = Q_p/C_p = 86,4/12 = 7,2 V. Kontrol: 28,8 + 7,2 = 36 V (doğru). Paralel gruptaki her bir 6 µF'lık kondansatör üzerinde 7,2 V var ve her birinin yükü: q = 6 × 7,2 = 43,2 µC. Toplam: 43,2 + 43,2 = 86,4 µC (doğru).
Soru 10 (Açık Uçlu)
Düzgün elektrik alanında +2 × 10⁻⁶ C yüklü ve 4 × 10⁻³ kg kütleli bir parçacık serbest bırakılıyor. Elektrik alan şiddeti 5000 N/C ise parçacığın ivmesini ve 0,1 saniye sonraki hızını bulunuz (yerçekimi ihmal edilsin).
Çözüm: Parçacığa etki eden kuvvet: F = qE = 2 × 10⁻⁶ × 5000 = 0,01 N. İvme: a = F/m = 0,01 / (4 × 10⁻³) = 2,5 m/s². Parçacık durgunluktan serbest bırakıldığı için v₀ = 0. Hız: v = v₀ + at = 0 + 2,5 × 0,1 = 0,25 m/s. Parçacığın 0,1 saniye sonraki hızı 0,25 m/s olup hareket yönü elektrik alan yönündedir (pozitif yüklü olduğu için).
Çalışma Kağıdı
11. Sınıf Fizik – Düzgün Elektrik Alan ve Sığa Çalışma Kağıdı
Ad Soyad: _________________________ Sınıf/No: _________ Tarih: ___/___/______
Etkinlik 1: Boşluk Doldurma
Aşağıdaki cümlelerdeki boşlukları uygun kavramlarla doldurunuz.
1. Düzgün elektrik alanda alan çizgileri birbirine _________________ ve eşit aralıklıdır.
2. Düzgün elektrik alan şiddeti E = ______ / ______ formülü ile hesaplanır.
3. Sığanın birimi _________________ 'dır ve sembolü ______ ile gösterilir.
4. Paralel plakalı kondansatörün sığası C = ______ × ______ × ______ / ______ formülü ile bulunur.
5. Kondansatörler seri bağlandığında her bir kondansatördeki _________________ eşittir.
6. Kondansatörler paralel bağlandığında her bir kondansatördeki _________________ eşittir.
7. Dielektrik malzeme plakalar arasına yerleştirildiğinde sığa _________________ .
8. Kondansatörde depolanan enerji U = (1/2) × ______ × ______ formülü ile hesaplanır.
9. Eş potansiyel yüzeyler, düzgün elektrik alanda alan çizgilerine _________________ düzlemlerdir.
10. Pozitif yüklü bir parçacık düzgün elektrik alanda _________________ yönünde hızlanır.
Etkinlik 2: Doğru – Yanlış
Aşağıdaki ifadelerin başına doğruysa (D), yanlışsa (Y) yazınız.
( ) 1. Düzgün elektrik alanda her noktada alan şiddeti farklıdır.
( ) 2. Sığa, kondansatöre verilen yüke bağlı değildir.
( ) 3. Seri bağlı kondansatörlerin eşdeğer sığası, her bir kondansatörün sığasından büyüktür.
( ) 4. Paralel bağlı kondansatörlerin eşdeğer sığası, sığaların toplamına eşittir.
( ) 5. Pile bağlı kondansatöre dielektrik yerleştirildiğinde potansiyel fark sabit kalır.
( ) 6. Pilden ayrılmış kondansatöre dielektrik yerleştirildiğinde yük değişmez.
( ) 7. Elektrik alan şiddetinin birimi yalnızca N/C'dir, V/m olamaz.
( ) 8. Düzgün elektrik alanda eş potansiyel yüzeyde yükü hareket ettirmek için iş yapılır.
Etkinlik 3: Eşleştirme
Sol sütundaki kavramları sağ sütundaki tanımlarla eşleştiriniz.
1. Sığa ( ) a. Yüklü parçacığa etki eden birim yük başına kuvvet
2. Elektrik alan ( ) b. Yük depolama kapasitesi
3. Potansiyel fark ( ) c. Alan çizgilerine dik yüzey
4. Dielektrik sabiti ( ) d. Birim yükün taşınması için yapılan iş
5. Eş potansiyel yüzey ( ) e. Yalıtkan malzemenin elektriksel özelliğini gösteren katsayı
Etkinlik 4: Problem Çözme
Aşağıdaki problemleri çözüm basamaklarını göstererek çözünüz.
Problem 1: Paralel plakalı bir kondansatörün plakaları arasındaki uzaklık 0,5 cm, potansiyel fark 150 V'tur. Düzgün elektrik alan şiddetini hesaplayınız.
Çözüm alanı:
Problem 2: Sığası 8 µF olan bir kondansatör 25 V'luk pile bağlanıyor. Kondansatörde depolanan yükü, enerjiyi hesaplayınız.
Çözüm alanı:
Problem 3: 6 µF ve 12 µF'lık iki kondansatör önce seri, sonra paralel bağlanıyor. Her iki durumda eşdeğer sığayı bulunuz.
Çözüm alanı:
Problem 4: 10 µF'lık bir kondansatör 40 V'luk pile bağlı iken dielektrik sabiti 2 olan malzeme plakalar arasına yerleştiriliyor. Yeni sığayı, yeni yükü ve yeni enerjiyi hesaplayınız.
Çözüm alanı:
Problem 5: Düzgün elektrik alanında 3 × 10⁻⁶ C yüklü, 6 × 10⁻³ kg kütleli bir parçacık durgun halden serbest bırakılıyor. Elektrik alan şiddeti 4000 N/C ise 0,2 s sonraki hızını ve aldığı yolu bulunuz.
Çözüm alanı:
Etkinlik 5: Kavram Haritası
Aşağıdaki kavramları kullanarak bir kavram haritası oluşturunuz. Kavramlar arasındaki ilişkileri oklarla ve kısa açıklamalarla belirtiniz.
Kavramlar: Düzgün Elektrik Alan, Sığa, Kondansatör, Potansiyel Fark, Dielektrik, Yük, Enerji, Seri Bağlama, Paralel Bağlama
Kavram haritası alanı:
Etkinlik 6: Günlük Hayat Uygulaması
Kondansatörlerin günlük hayattaki kullanım alanlarından üç tanesini yazınız ve her biri için kondansatörün nasıl çalıştığını kısaca açıklayınız.
1. _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2. _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3. _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Etkinlik 1 Cevap Anahtarı
1. paralel 2. V / d 3. Farad, F 4. ε₀ × κ × A / d 5. yük 6. potansiyel fark 7. artar 8. C × V² 9. dik 10. elektrik alan
Etkinlik 2 Cevap Anahtarı
1. Y 2. D 3. Y 4. D 5. D 6. D 7. Y 8. Y
Etkinlik 3 Cevap Anahtarı
1-b 2-a 3-d 4-e 5-c
Sıkça Sorulan Sorular
11. Sınıf Fizik müfredatı 2025-2026 yılında kaç ünite?
2025-2026 müfredatına göre 11. sınıf fizik dersi birden fazla üniteden oluşmaktadır. Sayfadaki ünite listesinden güncel bilgiye ulaşabilirsiniz.
11. sınıf düzgün elektrik alan ve sığa konuları hangi dönemlerde işleniyor?
11. sınıf fizik dersi konuları 1. dönem ve 2. dönem olarak iki yarıyılda işlenmektedir. Her ünitenin tahmini süre bilgisi Millî Eğitim Bakanlığı'nın haftalık ders planlarında yer almaktadır.
11. sınıf fizik müfredatı ne zaman güncellendi?
Gösterilen içerik 2025-2026 eğitim-öğretim yılı için güncellenmiştir. Millî Eğitim Bakanlığı'nın resmi sitesinde yayımlanan müfredat dokümanları esas alınmıştır.