Elektrik akımı, iki yüklü parçacık birbirine yaklaştırıldığında oluşur. Mevcut yüklere bağlı olarak akımın akışı tanımlanır.
Elektrik akımı çeşitli ölçüler ve birimler kullanılarak ölçülebilir. Bu birimler ve ölçümler, elektrik akımının değerini belirlemeye yardımcı olan tanımlanmış ve formüle edilmişlerdir. Bunlardan ikisi elektrik alan ve elektrik potansiyelidir.
Elektrik Alan ve Elektrik Potansiyeli
Elektrik Alan ve Elektrik Potansiyeli arasındaki fark, elektrik alanının, yükün çevresine uyguladığı kuvvet, elektrik potansiyeli ise elektrik alanın ölçüsüdür.
Bir elektrik alanı, yüklü parçacıkların uyguladığı kuvvetin ölçüsüdür. Her yüklü parçacığın kendine ait bir elektrik alanı vardır ve bu, parçacık ile kuvvetin ölçüldüğü nokta arasındaki mesafe arttıkça azalır.
Öte yandan bir elektrik potansiyeli, bir parçacığın elektrik alanının ölçüsüdür. Elektrik potansiyeli de mesafe arttıkça azalır. Ölçü birimi Volt'tur.
Elektrik Alan ve Elektrik Potansiyeli Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Elektrik alanı | Elektrik potansiyeli |
| Tanım | Şarj başına kuvvet miktarı | Şarj başına enerji miktarı |
| Büyüklük | vektör miktarı | skaler miktar |
| Birimler | Coulomb başına Newton | Volt |
| Ölçüm | Yüklü parçacıkların çevreye uyguladığı kuvvetin bir ölçüsü | Elektrik alanın bir ölçüsü |
| süreklilik | Her zaman sürekli değildir ama asla sonsuz değildir | Her zaman süreklidir |
| mesafe ile ilişki | Mesafe arttıkça azalır | Uzaklığın karesi arttıkça azalır |
Elektrik alanı, yüklü bir parçacığın çevresine uyguladığı kuvvettir. Mesafe arttıkça azalır. Bunun nedeni, noktanın yüklü parçacıktan uzak olması, uygulanan kuvvetin daha az olmasıdır. Uygulanan kuvvet, parçacığın yüküne bağlı olarak pozitif veya negatif olabilir.
Elektrik alanı hesaplama formülü genellikle şöyledir:
E=F/q veya E=Kq/r^2
Neresi,
Formülden, elektrik alanın birimini Newton/Coulomb(N/C) olarak elde ederiz ve bir elektrik alanının SI birimi volt/metre (V/m) olur. birime göre elektrik alanını birim yük başına uygulanan kuvvet olarak da tanımlayabiliriz.
Bir elektrik alanı aynı zamanda her yüklü parçacığın etrafındaki fiziksel alan veya alan olarak tanımlanır ve kuvvetin uygulandığı alanı ölçer. Yüklü parçacık, yakındaki diğer yüklü parçacıklara itici veya çekici bir kuvvet uygular.
Bu bir vektör miktarıdır.
Elektrik potansiyeli, bir yük bir noktadan diğerine hareket ettirildiğinde üretilen elektrik alanının ölçüsüdür. Parçacığın ivmesi sıfır olduğunda, bir birim yükü elektrik alanındaki bir noktaya sonsuzdan hareket ettirmek için yapılan enerji veya iş olarak da tanımlanır.
Elektrik potansiyeli formülü,
V=W/Q veya V=Kq/r
Neresi,
Formülden, elektrik potansiyeli birimini joule/coulomb (J/C) olarak türetebiliriz, ancak elektrik potansiyelinin SI birimi volt(V)'tur. Birimlerden elektrik potansiyelini birim yük başına yapılan enerji veya iş olarak tanımlayabiliriz.
Elektrik potansiyeli formülü, potansiyelin belirleneceği yüklü parçacık ve katının şekli gibi bir değişiklikle değişir.
Elektrik Alan ve Elektrik Potansiyeli Arasındaki Fark
- Elektrik alanı ve elektrik potansiyeli arasındaki temel fark, tanımda yatmaktadır. Elektrik alanı, birim yüklü parçacık başına uygulanan kuvvettir, elektrik potansiyeli ise yüklü parçacık başına yapılan enerji veya iştir.
- Elektrik alanı uygulanan kuvvetin yönüne bağlı olduğundan vektörel bir büyüklüktür. Ancak, yüklü parçacığın yönünden veya kuvvetten bağımsız olduğu ve skaler bir nicelik olarak kaldığı için elektrik potansiyelinde durum böyle değildir.
- İki ölçümün hesaplanması için formül farklıdır, bu nedenle ikisinin SI birimlerinde de bir fark vardır. Bir elektrik alanının SI birimi volt/metre veya V/m iken, elektrik potansiyelinin SI birimi volt veya basitçe V'dir.
- Tanımların önerdiği gibi, elektrik alanı, yüklü parçacık başına uygulanan kuvveti ölçer. Elektrik potansiyeli, yüklü parçacık başına elektrik alanını veya yapılan işi (veya kullanılan enerjiyi) ölçer.
- Elektrik potansiyeli her zaman sürekli bir fonksiyon iken elektrik alanı sürekli bir fonksiyon değildir. Kuvvetin uygulandığı parçacığa da bağlı olduğu için bölgeden bölgeye veya noktadan noktaya değişir. Ama değer asla sonsuza gitmez.
- Yüklü parçacıklar veya nokta ile yüklü parçacık arasındaki mesafe arttıkça uygulanan kuvvet azaldıkça, elektrik alan mesafeyle ters orantılıdır. Öte yandan, elektrik potansiyeli mesafenin karesiyle ters orantılıdır (mesafe, başlangıç ve son nokta arasındaki mesafedir).
Çözüm
Elektrik akımı, elektrikli cihaz kullanan herkes için iyi bilinen bir terimdir. Üretilen bu akımın birçok uygulaması ve analizi ve değerlendirilmesi ile ilgili daha birçok terim, teori ve formül vardır.
Her yüklü parçacığın çevresinde, çevreleyen parçacıklara bir çekim veya itme kuvveti uygulayan bir kuvvet alanı vardır. Bu alana elektrik alanı denir.
Elektrik potansiyeli, bir birim yükü herhangi bir ivme üretilmeden elektrik alanı üzerinde sonsuzdan bir noktaya getirmek için yapılan iş veya gereken enerjidir. Başka bir deyişle, birim yük başına elektrik alan ölçüsü olarak da düşünülebilir.
Elektrik potansiyeli sadece ivme olmadan yapılan işi ölçer. Bu, yükün yönünü gerektirmez ve bu nedenle skaler bir miktardır. Elektrik alanı ise uygulanan kuvvetin yönüne ve yüklü parçacığın büyüklüğüne bağlıdır. Bu nedenle vektörel bir büyüklüktür.
