Bileşke Elektrik Alan Nerede Sıfır Olur? Aynı ve Zıt Yükler

İki yükün oluşturduğu elektrik alan nerede sıfır olur?

Soru: İki noktasal yükün oluşturduğu bileşke elektrik alan nerede sıfır olur?
Kısa Cevap: Bileşke elektrik alan, iki kaynağın oluşturduğu alanların eşit büyüklükte ve zıt yönlü olduğu noktada sıfırdır. Aynı işaretli yüklerde bu nokta yüklerin arasındadır. Zıt işaretli ve farklı büyüklükteki yüklerde ise küçük yükün dış tarafındadır.
Detaylı Cevap: Yalnızca iki kaynak yükün bulunduğu, aynı homojen ortamda önce alanların zıt yönlü olabileceği bölge belirlenir. Ardından k · |Q₁| / r₁² = k · |Q₂| / r₂² eşitliği kurulur. Yük büyüklükleri eşitse aynı işaretli yüklerin orta noktasında alan sıfır olur. Eşit büyüklükte ve zıt işaretli iki yükün alanı ise sonlu bir noktada sıfır olmaz.

Aynı işaretli yüklerde sıfır alan noktası

İki pozitif veya iki negatif yükün arasında alanlar zıt yönlüdür. Bu nedenle sıfır alan noktası bu bölgede aranır.

Yük büyüklükleri eşitse: Alan orta noktada sıfırdır.
Yük büyüklükleri farklıysa: Sıfır alan noktası küçük yüke daha yakındır.

Küçük yükün daha yakından oluşturduğu alan, büyük yükün daha uzaktan oluşturduğu alanla dengelenebilir. Yön ve büyüklük ilişkisini elektriksel alan etkinliğinin cevaplarında inceleyebilirsiniz.

Zıt işaretli yüklerde sıfır alan noktası

Zıt işaretli yüklerin arasındaki alanlar aynı yöndedir. Bu yüzden aralarında sıfır alan noktası bulunmaz.

Yük büyüklükleri farklıysa sıfır alan noktası, yükleri birleştiren doğrunun küçük yükün bulunduğu dış tarafında yer alır. Büyüklükler eşitse sonlu bir sıfır alan noktası yoktur.

Örnek soru ve çözümü

Soru: Aralarında 30 cm bulunan +q ve +4q yüklerinin oluşturduğu elektrik alan nerede sıfır olur?

Kısa Cevap: Yüklerin arasında, +q yükünden 10 cm ve +4q yükünden 20 cm uzakta.

Çözüm: Aynı işaretli yüklerde alanların zıt olduğu ara bölge seçilir. +q’ya uzaklık x ise diğer yüke uzaklık 30 − x olur. Alan büyüklükleri eşitlenir: kq/x² = 4kq/(30 − x)². Pozitif uzaklıklar kullanılarak 30 − x = 2x bulunur. Buradan x = 10 cm elde edilir.

Benzer bileşke alan uygulamalarını elektriksel alan alıştırmalarının çözümlerinde inceleyebilirsiniz.

En sık yapılan hata nedir?

Alanların yönünü kontrol etmeden büyüklükleri eşitlemek. Eşit büyüklükte iki alan aynı yöndeyse birbirini götürmez, toplanır. Sıfır bileşke için hem büyüklük eşitliği hem yön zıtlığı gerekir.

Bileşke elektrik alan: Sayfa 173-175 cevapları

Elektriksel alan etkinliği: Sayfa 166-169 cevapları

Açıklamalar ve Örnek Cevaplar

Eşit ve zıt yüklerin orta noktasında alan sıfır mıdır?

Hayır. İki alan da pozitif yükten negatif yüke doğru olduğundan orta noktada toplanır.

Sıfır alan noktası neden küçük yüke daha yakındır?

Alan büyüklüğü yük miktarıyla doğru, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Küçük kaynağın alanının büyük kaynağın alanına eşit olabilmesi için küçük kaynağa daha yakın olunmalıdır.

Alan sıfırsa o noktadaki yüke elektriksel kuvvet etki eder mi?

Kaynakları değiştirmeyen ideal bir deneme yükü için bu kaynaklardan doğan net elektriksel kuvvet sıfırdır. Bu, başka tür kuvvetlerin de sıfır olduğu anlamına gelmez.

KİTABIN TÜM CEVAPLARI

Diğer etkinlik ve sorular için 11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasını inceleyebilirsiniz.