Bir cismin yük dengesini üç türlü değiştirebiliriz. Kullanılan bu işlemlerle cisimler ya elektron kazanır ya elektron kaybeder ya da içlerindeki yük dengesi değişir.
Elektriklenme çeşitleri
- Sürtünme ile elektriklenme
- Etki ile elektriklenme
- Dokunma ile elektriklenmedir.
1. Sürtünme İle Elektriklenme
Elektron kazanma eğilimindeki nötr bir cisim ile elektron kaybetme eğilimindeki nötr bir cisim birbirine sürtüldüğünde biri elektron kazanarak negatif (-) yüklenirken diğeri elektron kaybettiği için pozitif (+) yüklenir. Bir bez parçasını balona sürttüğümüzde balon (-) yükle yüklenirken bez parçası (+) yükle yüklenir.
Aynı şekilde plastik (ebonit) çubuk yün kumaşa sürtüldüğünde plastik çubuk elektron kazanarak (-) yüklenirken, yün kumaş elektron kaybederek (+) yüklenir.
Cam çubuk ipek kumaşa sürtüldüğünde cam çubuk elektron kaybederek (+) yükle yüklenirken, ipek kumaş (-) yükle yüklenir.
Bütün bu işlemlerde sürtülen cisimlerin toplam yükü koru- nur. Yani sürtülen iki cismin içindeki toplam (-) yük sayısı ile toplam (+) yük sayısı sürtme işleminden önce ve sonra aynı kalır.
Sürtülen cisimlerden birinin verdiği elektron (-) sayısı diğerinin aldığı elektron sayısına eşit olur. (+) yükler hiçbir şekilde hareket etmez. Yani (+) yükler alınmaz ya da verilmez.
Sonuç olarak
- Sürtünme ile elektriklenmede toplam yük korunur.
- Sürtünen cisimler eşit miktarda (+) ve (-) yükle yüklenir.
- (+) yükler alınmaz ve verilmez.
Petrol taşıyan tankerler hareket ederken tanker içindeki petrol de ileri geri hareket ederek deponun yüzeyi ile sürtünme sonucunda elektriklenir. Olası bir kıvılcımla patlamaların olmaması için tankerlerin arkasına bir zincir takılır. Takılan zincirin diğer ucu da asfalta değecek şekildedir. Böylece petrolün sürtünmesi ile? oluşan serbest yükler toprağa akmış olur.
Kışın giymiş olduğumuz kalın yünlü kazaklarla vücudumuz gün içinde sürtündüğünden vücudumuzda serbest yükler oluşur. Kazağımızı çıkarırken çıtır çıtır sesler gelir. Açığa çıkan yükler birbirine değerek nötrlenirken kıvılcım çıkarır. Eğer karanlık bir odada kazağımızı çıkarırsak kıvılcımları görürüz.
2. Etki İle Elektriklenme
Yüklü bir cismi herhangi bir cisme yaklaştırdığımızda cismin içindeki yük dengesini bozar. Birinden diğerine yük geçişi olmaz. Daha önce gördüğümüz üzere aynı cins yüklü cisimler birbirine itme kuvveti uygularken farklı cins yüklü cisimler birbirine çekme kuvveti uygularlar. Yani
- (+) yüklü cisim (+) yüklü cismi iter.
- (-) yüklü cisim (-) yüklü cismi iter.
- Zıt cins yüklü cisimler birbirini çeker.
- Yüklü cisimler nötr cisimleri çeker.
(+) yüklü bir küreyi nötr bir çubuğa Şekil l deki gibi yaklaştırdığımızda küredeki (+) yükler çubuktaki (-) yükleri kendine doğru çeker. Böylece K ucu (-) L ucu (+) ile yüklenmiş olur. Bu işlemde K ucundaki (-) yük miktarı L ucundaki (+) yük miktarına eşit olur.
(-) yüklü bir küreyi nötr çubuğa Şekil ll deki gibi yaklaştırdığımızda küredeki (-) yükler çubuğun K ucundaki (-) yükleri iter. Böylece çubuğun L ucu (-) K ucu (+) yükle yüklenir. Bu durumda K ucundaki (+) yük sayısı L ucundaki (-) yük sayı- sına eşit olur.
(+) yüklü bir küre nötr K, L, M çubuğuna Şekil III deki gibi yaklaştırıldığında küredeki (+) yükler (-) yükleri çubuğun K ucuna doğru çeker ve böylece K ucu (-) M ucu (+) yükle yüklenir. Çubuğun L bölümünde ise (+) ve (-) yükler eşit olduğundan nötr olur. Şekil I, II ve III deki gibi yüklerin belirli bölgelerde toplanması olayına kutuplanma denir.
Birbirine değmekte olan iletken K, L kürelerine (+) yüklü bir P çubuğu yaklaştırıldığında (+) yükler (-) yükleri K küresine doğru çeker. Böylece K küresi (-) yüklü L küresi (+) yüklü olur. K ve L küreleri başlangıçta nötr olduğu için son durumda da toplam yük sıfır olur. Bu nedenle K ve L kürelerinin yarıçapları farklı olsa bile eşit ve zıt cinsle yüklenirler. K nin yükü -q ise L nin yükü +q ya da K nin yükü -3q ise L nin yükü de +3q olur.
Yani etki ile elektriklenmede yarıçapın önemi yoktur.
3. Dokunma İle Elektriklenme
Etki ile elektriklenmede yük alışverişi yokken dokunma ile elektriklenmede ise yük alışverişi olur. Yüklü bir cismi nötr bir cisme dokundurursak nötr cismi kendi yüküyle yükler.
(+) yüklü bir K küresi nötr L küresine dokundurulduğunda L küresindeki elektronları (- yükleri) çeker ve K küresinin (+) yükleri azalır. L küresi de (-) yükleri kaybettiği için (+) yük fazlalığı olur ve (+) yükle yüklenir.
(-) yüklü bir K küresi yalıtkan sapından tutularak L küresine dokundurulduğunda K küresinden L küresine (-) yük geçişi olur. Böylece hem K, hem de L küresi (-) yükle yüklenmiş olur.
Zıt cins yüklü iki cisim birbirine dokundurulduğunda cisimler üç türlü yüklenir. Her iki cisim ya (+), ya (-) yükle yüklenir ya da ikisi de nötr olur. Dokundurulan cisimlerden hangisinin. yükü daha büyükse cisimler o yükle yüklenir. İki cismin yükü eşit ve farklı cins ise her ikisi de nötr olur.
Zıt cins yüklü cisimler birbirine dokundurulduğunda cisimler farklı cins yüklenemez.
Aynı işaretle yüklü cisimler birbirine dokundurulduğunda cisimlerin yük işaretleri değişmez. Yukarıda anlattıklarımızdan cisimlerin yük işaretleri bulunmuş olur. Dokundurulan cisimlerin yük büyüklükleri ise kapasitelerine göre bulunur. Dokunma sırasında toplam yük korunur. Cisimler toplam yükü kapasiteleri oranında paylaşırlar. Cisimler genelde küre olduğu için yarı çaplarıyla doğru orantılı paylaşırlar.
- Dokundurulan cisimlerin yarıçapları eşitse toplam yükü eşit olarak paylaşır.
Topraklama
Herhangi bir cismi iletken bir telle toprağa bağlama işlemine topraklama denir.
1. Yüklü bir cismi toprakladığımızda nötr hale gelir.
Şekil I deki gibi (-) yüklü bir çubuğu toprakladığımızda (-) yükler toprağa akar ve çubuk nötr olur. Şekil II deki gibi (+) yüklü bir çubuğu toprakladığımızda topraktaki (-) yükler çekilir ve topraktan çubuğa (-) yük geçer. Bu işlem çubuk nötr olana kadar devam eder.
Yukarıdaki her iki işlemde de topraklama yeri önemli değildir.
2. Topraklanmış nötr K-L çubuğuna (+) yüklü bir küre şekildeki gibi yaklaştırıldığında küredeki (+) yükler topraktaki (-) yükleri çubuğun K ucuna çeker. Böylece çubuğun K ucu (-) yüklü L ucu nötr olur. Bu durumdayken yüklü küre uzaklaştırılırsa (-) yükler tekrar toprağa akarak çubuk nötr olur. Önce bağlantıyı kesip sonra yüklü küreyi uzaklaştırsaydık çubuğun K ucundaki (-) yükler çubuğa homojen olarak dağılırdı.
3. Topraklanmış nötr K-L çubuğuna (-) yüklü küre şekildeki gibi yaklaştırıldığında çubuğun K ucundaki (-) yükler küre- deki (-) yükler tarafından itilerek toprağa geçer. Böylece (-) yük kaybeden çubuğun K ucu (+) yüklenirken L ucu nötr olur. Bu durumda (-) yüklü küreyi uzaklaştırırsak çubuk tekrar nötr hale gelir. Önce bağlantı kesilip sonra (-) yüklü küre uzaklaştırılsaydı çubuğun tamamı (+) yükle yüklenirdi.
Sonraki konumuz Elektroskop konusudur.
