Elektrostatik, durağan elektrik yüklerinin davranışlarını inceleyen fizik dalıdır. Maddelerin atomlarındaki elektronların kazanç veya kaybı ile elektriklenme oluşur. Yüklü cisimler arasında itme veya çekme kuvvetleri meydana gelir; aynı yükler birbirini iterken, zıt yükler birbirini çeker. Bu kuvvetler Coulomb yasası ile tanımlanır ve elektriksel alan kavramı ile yüklü cisimlerin etkileri açıklanır. Elektrostatik, günlük yaşamda saçın taraktan etkilenmesi gibi basit olaylardan, teknolojik cihazların işleyişine kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir.

Elektrik Yükleri Konu Anlatımları

• Elektrik Yükü
• Elektrikle Yüklenme Çeşitleri
• Elektroskop
• İletken ve Yalıtkanlarda Yük Dağılımı
• Topraklama
• Coulomb Kuvveti
• Elektrik Alan

Maddeler atomlardan, atomlar da elektron, proton ve atom altı parçacıklardan oluşur. Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısındaki bu parçacıklardır.

Atomun çekirdeğinde bulunan protonun yükü pozitif (+) yük, çekirdek etrafında dolanan elektronun yükü negatif (-) yük kabul edilir. Deneyler bir elektronun yükünün en küçük yük olduğunu göstermiştir. Bundan dolayı bir elektronun yükü birim yük olarak kabul edilir ve elemanter yük (e.y) olarak adlandırılır. Yük birimi Coulomb dur. C ile gösterilir.

Pozitif Yüklü Cisim: Üzerindeki pozitif (+) yük sayısı, negatif (-) yük sayısından fazla olan cisimlere pozitif (+) yüklü cisim denir.

Negatif Yüklü Cisim: Üzerindeki negatif (-) yük sayısı, pozitif (+) yük sayısından fazla olan cisimlere negatif (-) yüklü cisim denir.

Nötr (Yüksüz) Cisim: Üzerindeki (-) yük sayısı, (+) yük sayısına eşit olan cisimlere nötr ya da yüksüz cisim denir. Yüksüz ifadesi kullanıldığında içinde hiç yük yok anlamına gelmez.

Not: Pozitif, ya da negatif yük denildiğinde matematikteki (+) ya da (-) işaret anlamına gelmez.

Yukarıda verilen çubuklardan K nin içindeki (+) yük sayısı (-) yük sayısına eşit olduğundan K çubuğu nötr dür. L nin içindeki (+) yük sayısı, (-) yük sayısından çok olduğundan L çubuğu (+) yüklüdür. M nin içindeki (-) yük sayısı (+) yük sayısından çok olduğundan M çubuğu (-) yüklüdür.

Yüklü cisimler birbirlerine çekme ya da itme kuvveti uygularlar. Mesela kazağımıza sürttüğümüz çocuk balonu saçımızı ya da kağıt parçalarını Şekil l deki gibi çeker.

Aynı şekilde saçımızı taradığımız plastik tarak küçük kağıt parçalarını çeker. Tarak saça sürtüldüğünde yük dengesi bozularak yüklenir ve kağıt parçalarını Şekil II deki gibi kendine doğru çeker.

İki ayrı balon şişirilip yün kazağa sürtüldükten sonra iple Şekil III teki gibi yan yana asıldığında birbirini iterek uzaklaşır. Balonlar aynı yün kazağa sürtüldüklerinde aynı cins yükle yüklendiklerine göre aynı cins yükler birbirine itme kuvveti uygulamış olur.

Şişirilmiş iki çocuk balonu herhangi bir yere sürtülmeden evvel yan yana asıldığında birbirine kuvvet uygulamadığı için hareket etmezler. Buradan anlaşılacağı üzere nötr cisimler birbirine elektrik kuvveti uygulamaz.

Bir plastik çubuğu kürk parçasına sürtüp, bir cam çubuğu da ipek parçasına sürtüp Şekil V teki gibi asarsak çubukların birbirini çektiğini görürüz. Sürtünme işleminden sonra farklı cins yüklenen çubuklar birbirine çekme kuvveti uygulamıştır.

Sonuç olarak

• Aynı cins yükler birbirine itme kuvveti uygular.
• Farklı cins yükler birbirine çekme kuvveti uygular.
• Nötr cisimler birbirine itme ya da çekme kuvveti uygulamaz.

İletken Maddeler

Elektrik yüklerini ileten maddelere iletken maddeler denir. İletken cisim üzerindeki elektronlar yani (-) yükler serbest olarak hareket eder. (+) yükler yani protonlar hareket edemez. Bazı katı maddeler elektriği iletir.

Yalıtkan Maddeler

Bazı maddeler elektrik yüklerini iletmez. Bu tür maddelere yalıt- kan maddeler denir. Bazı katı maddeler ve sıvı maddeler elektriği iletmediği için yalıtkandır.

Sonraki konumuz Elektriklenme Çeşitleri konusudur.

Elektriklenme Çeşitleri konusuna gitmek için tıklayın.

Çözümlü Örnek Test Soruları

Soru 1:
Bir cismin negatif yüklü olması, cisim hakkında hangi bilgiyi verir? Cisim bu durumda hangi tür elektrik yüklerine sahiptir ve etrafındaki cisimlerle nasıl bir etkileşimde bulunur?
A) Cisim fazla proton içerir
B) Cisim elektron kaybetmiştir
C) Cisim fazla elektron içerir
D) Cisim yüksüzdür

Çözüm:
Negatif yüklü cisim, fazla elektron içerir ve çevresindeki pozitif yüklü cisimleri çeker. Doğru cevap: C

Soru 2:
Birbirine temas eden iki farklı madde, elektriklenme sonucu zıt yükle yükleniyor. Bu durum hangi elektriklenme çeşidi ile açıklanır?
A) Sürtünme ile elektriklenme
B) İletim ile elektriklenme
C) Etki ile elektriklenme
D) Nötr elektriklenme

Çözüm:
Farklı maddeler sürtünme ile elektriklenerek zıt yükler kazanır. Doğru cevap: A

Soru 3:
Pozitif yüklü bir cisim, nötr bir cisme yaklaştırıldığında nötr cisim nasıl etkilenir? Bu durumda nötr cisim üzerindeki yüklerin dağılımı nasıl olur ve hangi elektriklenme çeşidi gözlenir?
A) Pozitif yüklenir
B) Negatif yüklenir
C) Etki ile elektriklenir
D) İletim ile elektriklenir

Çözüm:
Pozitif yüklü cisim, nötr cismi etkiler ve nötr cisim etki ile negatif yüklenir. Doğru cevap: C

Soru 4:
İki cisim arasında Coulomb kuvveti etkisiyle bir çekme kuvveti gözlemleniyorsa bu cisimlerin yük durumları nasıl olmalıdır? Bu durumda yükler arasındaki etkileşim nasıl olur?
A) Aynı yüklüdürler
B) Zıt yüklüdürler
C) Biri pozitif, diğeri nötrdür
D) Her ikisi de nötrdür

Çözüm:
Coulomb kuvveti ile çekim gözlenmesi için cisimlerin zıt yüklü olması gerekir. Doğru cevap: B