Elektriksel Sığa ve Sığaçlar; yani kondansatörler.
Günlük yaşantımızda fotoğraf makinelerinin flaşları, hastanelerin acil servislerindeki elektroşok cihazları hepsi sığaçlarımıza birer örnektir.
O halde sığaçlar elektriksel yük depolayan cihazlarımızdır.
Peki bu sığaçlarımızın yapısından bahsedecek olursak, sığaçların yapısı burada görmüş olduğunuz gibi üretecimizin iki farklı noktasına bir sığacımızı bağladık.
Aralarında bir yalıtkan bulunan yani, hava olabilir farklı bir madde olabilir.
Bu ortamın bir dielektrik katsayısı sabiti bir dielektrik katsayısı vardır Bu hava olabilir başka bir madde olabilir.
Görmüş olduğunuz iki levhamızın yüzey alanı A kadar, aralarındaki mesafe d kadar ve V potansiyelinde bir üretece bağlayıp yüklenmesini sağlıyoruz.
O halde + tarafa bağladığımız levhamız + yüklenirken diğer levhamız - yüklenir.
O halde bu levhamız +q kadarsa, bu levhamızın yük miktarı da -q kadar olacak.
Elektriksel yük depolayan bu cihazımızın elektronik cihazımızın ne kadar yük depoladığını hesaplayabilmemiz için öncelikle sığasını hesaplamamız gerekir.
Değişkenleri nelerdir; hemen inceleyelim.
C harfi ile gösteriyoruz sığamızı.
Görmüş olduğunuz gibi iki ortamın arasındaki dielektirik sabit ile doğru orantılı, yüzey alanlarını artırırsak levhalarımız daha fazla yük tutacağı için, yüzey alanıyla doğru orantılı.
Aralarındaki levhalar arasındaki mesafeyi artırırsak etkileşim azalacağı için d ile ters orantılı. Görmüş olduğunuz bu sığacımızın birimine artık ''Farad'' ile ifade edeceğiz.
Birinci önemli denklemiz bu olmuş olacak.
Sığacın sığasını bu şekilde hesaplıyoruz.
Devam edecek olursak, görmüş olduğunuz gibi bir V potansiyeli altında bağlamışız.
O halde şimdi sığacımızın sığasını biliyoruz, ne kadar yük depolayabileceğini biliyoruz.
O halde hadi yüklenmesini yapalım, görmüş olduğunuz gibi bir yük miktarı-potansiyel grafiği çizmek istiyorum.
Şurası sıfır noktası olsun bu levhamızdaki potansiyel farkı artırırsak, daha fazla yüklenmez mi levhalarımız?
O halde burada yük miktarımızla potansiyel fark arasında düzgün doğrusal bir lineer bir ifade vardır. Potansiyelimiz V kadar olduğunda yükümüz q kadar olsun.
Bu grafiğinin eğimini alacak olursak, q-V grafiğinin eğimi bize neyi verecek?
Burada yük sığacımızın yine sığasını bulacağız. Buradan da sığacımızın sığasını hesaplarız. O halde C=grafiğin eğimini alacak olursak, görmüş olduğunuz tanjantı demek karşı/komşudan q/V olduğunu çıkartabiliriz.
Burada q'muz yük miktarımızdı coulomb volt oranı bize yine neyi verecek?
yükümüzü miktarını verecek sığacımızın sığasını vermiş olacak.
İçler dışlar yaptığımızda acaba ne kadar yükle yüklendiğini hesaplamak istersek, q'yu içler dışlar yaptığımızda q=CV ifadesini yakalamış oluruz.
İkinci önemli denklemimizi de buradan çıkartmış olduk. Sığacımızın sığasını hesaplamayı, değişkenlerini ve ne kadar yükle yüklenebileceğini bu şekilde ortaya koymuş olduk.
Kondansatörlerimiz yani sığaçlarımız yük depoluyorsa elektriksel yük depoluyorsa yeri geldiğinde de kullanıyor. O yüzden biz burada yük kondansatörün elektrik enerjisinin olduğunu da söylüyoruz. Aynı şekilde bu grafiğin altında kalan alana baktığımızda q-V grafiğini alanı burada sığacın enerjisini verir diyerek hesabımızı yapabiliriz. O halde başlayalım.
Bu grafiğin eğimini yapacak olursak qV/2yani üçgenin alanından 1/2 qV ile hesaplayabiliriz.
Görmüş olduğunuz gibi enerjimizi hesaplamış olduk.
Devam edecek olursak, ikinci çıkarttığımız denklemde yük miktarı sığacın sığası ve potansiyel farkıyla doğru orantılıydı. O halde burada gördüğümüz q ifadesi yerine CV yazacak olursak 1/2 CV^2 ifadesini de kullanabiliriz aynı zamanda.
Devam edecek olursak V gördüğümüz yere ne yazabiliriz?
q/C ifadesini yazabiliriz.
Burada gördüğümüz V'yi yalnız bırakırsak, q/C ifadesini de kullanabiliriz.
O halde gelip burada görmüş olduğunuz gibi V yerine bunu yazarsak, ne olur?
q ^2/ 2C ifadesiyle de bir kondansatörümüzün enerjisini hesaplayabiliriz.
Günlük yaşantımızda fotoğraf makinelerinin flaşları, hastanelerin acil servislerindeki elektroşok cihazları hepsi sığaçlarımıza birer örnektir.
O halde sığaçlar elektriksel yük depolayan cihazlarımızdır.
Peki bu sığaçlarımızın yapısından bahsedecek olursak, sığaçların yapısı burada görmüş olduğunuz gibi üretecimizin iki farklı noktasına bir sığacımızı bağladık.
Aralarında bir yalıtkan bulunan yani, hava olabilir farklı bir madde olabilir.
Bu ortamın bir dielektrik katsayısı sabiti bir dielektrik katsayısı vardır Bu hava olabilir başka bir madde olabilir.
Görmüş olduğunuz iki levhamızın yüzey alanı A kadar, aralarındaki mesafe d kadar ve V potansiyelinde bir üretece bağlayıp yüklenmesini sağlıyoruz.
O halde + tarafa bağladığımız levhamız + yüklenirken diğer levhamız - yüklenir.
O halde bu levhamız +q kadarsa, bu levhamızın yük miktarı da -q kadar olacak.
Elektriksel yük depolayan bu cihazımızın elektronik cihazımızın ne kadar yük depoladığını hesaplayabilmemiz için öncelikle sığasını hesaplamamız gerekir.
Değişkenleri nelerdir; hemen inceleyelim.
C harfi ile gösteriyoruz sığamızı.
Görmüş olduğunuz gibi iki ortamın arasındaki dielektirik sabit ile doğru orantılı, yüzey alanlarını artırırsak levhalarımız daha fazla yük tutacağı için, yüzey alanıyla doğru orantılı.
Aralarındaki levhalar arasındaki mesafeyi artırırsak etkileşim azalacağı için d ile ters orantılı. Görmüş olduğunuz bu sığacımızın birimine artık ''Farad'' ile ifade edeceğiz.
Birinci önemli denklemiz bu olmuş olacak.
Sığacın sığasını bu şekilde hesaplıyoruz.
Devam edecek olursak, görmüş olduğunuz gibi bir V potansiyeli altında bağlamışız.
O halde şimdi sığacımızın sığasını biliyoruz, ne kadar yük depolayabileceğini biliyoruz.
O halde hadi yüklenmesini yapalım, görmüş olduğunuz gibi bir yük miktarı-potansiyel grafiği çizmek istiyorum.
Şurası sıfır noktası olsun bu levhamızdaki potansiyel farkı artırırsak, daha fazla yüklenmez mi levhalarımız?
O halde burada yük miktarımızla potansiyel fark arasında düzgün doğrusal bir lineer bir ifade vardır. Potansiyelimiz V kadar olduğunda yükümüz q kadar olsun.
Bu grafiğinin eğimini alacak olursak, q-V grafiğinin eğimi bize neyi verecek?
Burada yük sığacımızın yine sığasını bulacağız. Buradan da sığacımızın sığasını hesaplarız. O halde C=grafiğin eğimini alacak olursak, görmüş olduğunuz tanjantı demek karşı/komşudan q/V olduğunu çıkartabiliriz.
Burada q'muz yük miktarımızdı coulomb volt oranı bize yine neyi verecek?
yükümüzü miktarını verecek sığacımızın sığasını vermiş olacak.
İçler dışlar yaptığımızda acaba ne kadar yükle yüklendiğini hesaplamak istersek, q'yu içler dışlar yaptığımızda q=CV ifadesini yakalamış oluruz.
İkinci önemli denklemimizi de buradan çıkartmış olduk. Sığacımızın sığasını hesaplamayı, değişkenlerini ve ne kadar yükle yüklenebileceğini bu şekilde ortaya koymuş olduk.
Kondansatörlerimiz yani sığaçlarımız yük depoluyorsa elektriksel yük depoluyorsa yeri geldiğinde de kullanıyor. O yüzden biz burada yük kondansatörün elektrik enerjisinin olduğunu da söylüyoruz. Aynı şekilde bu grafiğin altında kalan alana baktığımızda q-V grafiğini alanı burada sığacın enerjisini verir diyerek hesabımızı yapabiliriz. O halde başlayalım.
Bu grafiğin eğimini yapacak olursak qV/2yani üçgenin alanından 1/2 qV ile hesaplayabiliriz.
Görmüş olduğunuz gibi enerjimizi hesaplamış olduk.
Devam edecek olursak, ikinci çıkarttığımız denklemde yük miktarı sığacın sığası ve potansiyel farkıyla doğru orantılıydı. O halde burada gördüğümüz q ifadesi yerine CV yazacak olursak 1/2 CV^2 ifadesini de kullanabiliriz aynı zamanda.
Devam edecek olursak V gördüğümüz yere ne yazabiliriz?
q/C ifadesini yazabiliriz.
Burada gördüğümüz V'yi yalnız bırakırsak, q/C ifadesini de kullanabiliriz.
O halde gelip burada görmüş olduğunuz gibi V yerine bunu yazarsak, ne olur?
q ^2/ 2C ifadesiyle de bir kondansatörümüzün enerjisini hesaplayabiliriz.
