Elektrik Alanı ve Potansiyel

Elektrik alanı (E), birim yük üzerindeki kuvveti ifade eder ve E = F/q ile hesaplanır. Coulomb kuvveti iki yük (q₁, q₂) arasındaki etkileşimi verir: F = k·|q₁·q₂|/r² (k = 9·10⁹ N·m²/C²). Örnek: q₁ = 2·10⁻⁶ C, q₂ = -3·10⁻⁶ C ve r = 0.1 m olduğunda F = 9·10⁹·6·10⁻¹²/(0.1)² = 5.4·10⁻³ N.



Elektrik alanı vektörel bir niceliktir; birden fazla yük için superpozisyon ilkesi uygulanır; her yükün alanı birbirine eklenir. Örnek: +5·10⁻⁶ C ve -5·10⁻⁶ C yükleri 0.2 m mesafede olsun. Orta noktada (r = 0.1 m) her yükten alan E₁ = E₂ = k·5·10⁻⁶/(0.1)² = 4.5·10⁵ N/C. Zıt işaretli yüklerden alanlar aynı yönde olduğu için E_net = 9·10⁵ N/C; bu noktada alan sıfır olamaz.



Elektrik potansiyeli (V) skaler bir niceliktir ve V = k·q/r ile bulunur. Aynı örnekte orta noktadaki potansiyel: V₁ = k·5·10⁻⁶/0.1 = 4.5·10⁴ V, V₂ = -4.5·10⁴ V. Skaler olduğu için V_net = 0 V. Zıt işaretli yükler arasında potansiyel sıfır olabilir, ancak aynı işaretliler için alan sıfır olabilirken potansiyel asla sıfır olmaz.



AYT taktiği: “iki yük arasındaki noktada alan sıfır mı?” sorusunda; zıt işaretli yükler için aradaki her noktada alan sıfır olamaz, çünkü aynı yönde katlanır. Aynı işaretliler için aradaki bir noktada alan sıfır olabilir. Bu ipucunu hatırlayın.