Ercan - Sığa 11.2.3.3-6 Kaynak

11. SINIF:
ELEKTRİK VE MANYETİZMA
ÜNİTESİ
KONDASATÖR (SIĞAÇ)
Ercan Akdeniz
Ne Öğreneceğiz: KAZANIMLAR
11.2.3.3. Sığa (kapasite) kavramını açıklar.
a. Öğrencilerin elektrik yüklerinin nasıl depolanıp kullanılabileceğini
tartışmaları ve elektrik enerjisi ile ilişkilendirmeleri sağlanır.
11.2.3.4. Yüklü levhaların özelliklerinden faydalanarak sığacın (kondansatör) işlevini
açıklar ve bir sığacın sığasının bağlı olduğu değişkenleri açıklar.
11.2.3.5. Yüklenmiş bir sığaçta yük ile gerilim arasındaki ilişkiyi analiz eder.
11.2.3.6. Farklı şekillerdeki sığaçlara örnekler verir.
Neler Yapacağız?
• Geçen Hafta Neler Öğrendik
• Enerjiyi Nasıl Depolarız?
• Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl Çalışır?
• Düzgün Elektrik Alana Bakalım
• Deneyelim
• Neler Keşfettik
• Sığayı Tanımlayalım
• Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
• 1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
• Sığa birimi
• Ne kadar Enerji Depolanabilir?
• Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
• Günün Özeti
• Soru Çözümü
Geçen Hafta Neler Öğrendik?
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
o Millikan Yağ Damlası Deneyi ve CRT
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
o Yüklü Levhalar Arasındaki Elektrik Alan
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
• Hatırlayalım: Noktasal Yüklerin Oluşturduğu
Elektrik Alan
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
Davranışı
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
• Teknolojideki Kullanımı
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
o Millikan Yağ Damlası Deneyi ve CRT
•
Sığa birimi
o Günün Özeti
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
• Aktivite: Yüklü Levha Oluşturalım
o Yüklü Parçacıkların Düzgün Elektrik Alandaki
o Soru Çözümü
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Kalp Pilleri ve Elektroşok
Cihazı Nasıl Çalışır?
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
DÜZGÜN ELEKTRIK ALANA BAKALIM
• Levhada depolanan nedir?
- Levhalarda depolanan yük
değil enerjidir.
• Levhalardaki toplam yük nedir?
- Yük denilince bir levhanın
yüküne bakıyoruz ama sistemin
yükü diyoruz.
• Levhalara farklı büyüklükte yükler
getirebilir miyiz?
- Levhalara farklı büyüklükte yükler
getirilemez çünkü bir yükün orada
durabiliyor olması diğer yükün
bulunmasına bağlıdır.
• Elektrik alanın yönü pilin elektrik alanıyla
karşılaştırılabilir mi?
- Levhanın elektrik alan yönü pilin
elektrik alanıyla aynı yönlü olur
Deneyelim
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Neler Keşfettik
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
• Pilin potansiyelinin depolanan yükte katkısı
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
ne oldu?
• Depolanan yük ile pilin potansiyeli
Çalışır?
doğru orantılıdır.
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
• Levhanın alanı depolanan yükü nasıl etkiledi
Deneyelim
• Levhanın alanı ile depolanan yük
doğru orantılıdır.
Neler Keşfettik
• Levhalar arası uzaklık ile depolana yük nasıl
Sığayı Tanımlayalım
değişti?
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
• Levhalar arası uzaklık ile depolanan
yük ters orantılıdır.
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
• Yalıtkan değiştirilince depolanan yük nasıl
Sığa birimi
değişti
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
• Yalıtkanın dielektrik sabiti ile
depolanan yük doğru orantılıdır.
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Değişkenler;
- Levhaların alanı (A)
- Doğru orantılı
- Levhalar arası dielektrik (ε)
- Doğru orantılı
- Levhalar arası uzaklık (d)
- Ters orantılı
𝐿𝑒𝑣ℎ𝑎 𝑎𝑙𝑎𝑛𝚤
𝑆𝚤ğ𝑎 = 𝑑𝑖𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑖𝑘
𝑙𝑒𝑣ℎ𝑎𝑙𝑎𝑟 𝑎𝑟𝑎𝑠𝚤 𝑢𝑧𝑎𝑘𝑙𝚤𝑘
𝐴
𝐶 = ε0
𝑑
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
𝐿𝑒𝑣ℎ𝑎 𝑎𝑙𝑎𝑛𝚤
𝑆𝚤ğ𝑎 = 𝑑𝑖𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑖𝑘
𝑙𝑒𝑣ℎ𝑎𝑙𝑎𝑟 𝑎𝑟𝑎𝑠𝚤 𝑢𝑧𝑎𝑘𝑙𝚤𝑘
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
𝐴
𝐶 = ε0
𝑑
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
• Yük potansiyel ilişkisi
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
• Eğime bakalım
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
𝑌ü𝑘
𝑃𝑜𝑡𝑎𝑛𝑠𝑖𝑦𝑒𝑙 𝐹𝑎𝑟𝑘
= Sabit
𝑌ü𝑘
𝑃𝑜𝑡𝑎𝑛𝑠𝑖𝑦𝑒𝑙 𝐹𝑎𝑟𝑘
1 𝐹𝑎𝑟𝑎𝑑 =
𝑞
= Sığa = 𝐶 = 𝑉
1 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
1 𝑉𝑜𝑙𝑡
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
• Depolanan Enerjiyi
hesaplayalım
1
2
• W = 𝑞𝑉
• 𝑞 = 𝐶𝑉 𝑖𝑠𝑒
1
2
• W = 𝐶𝑉 2
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Levhaları arası 1mm olan ve arasında hava bulunan
1 Farad sığaya sahip kondansatör yapalım?
a) Levha alanı ne olmalıdır?
b) 1 Volt gerilimle yüklersek ne kadar enerjisi olur?
c) Dielektrik maddeyi değiştirmek yeterli enerjiyi
sağlar mı ?
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
a) Levha alanı ne olmalıdır?
𝐶 = ε0
𝐴
𝑑
𝑨
1𝐹 =
𝑚) 1.10−3 𝑚
1.10−3
8 2
𝐴=
=
1,13.
10
𝑚 
−12
8,85.10−12 (𝐹
8,85.10
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
b) 1 Volt gerilimle yüklersek ne kadar enerjisi olur?
1
𝑊 = 2 𝐶𝑉 2
1
𝑊 = 2 1.12 = 0.5 𝐽   
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
c) Dielektrik maddeyi değiştirmek yeterli enerjiyi
sağlar mı ?
𝐶=
𝐴
ε0
𝑑
1
𝑊 = 2 𝐶𝑉 2
ε𝑠𝑢 ≅ 80εℎ𝑎𝑣𝑎
𝑊𝑠𝑜𝑛 ≅ 80𝑊𝑖𝑙𝑘
Sığa birimi
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
1 Farad sığa değerine sahip kondansatör yapmak neredeyse
imkansızdır
Bundan dolayı 1 Faradın alt birimleri kullanılır.
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
1µF = 10−6 𝐹 (mikro farad)
1nF = 10−9 𝐹 (nano farad)
1pF = 10−12 𝐹 (piko farad)
NE KADAR ENERJİ DEPOLANABİLİR?
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Kondansatörler pil gibi enerji depolama
görevinde
Kullanılamazlar. Sadece depo edilen
enerjiyi bir anlık hızlı bir
Şekilde aktarma görevini üstlenirler.
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl Çalışır?
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Kalp pili ve elektroşok cihazlarının içinde bulunan
kondansatörler çok fazla enerji
depo etmemesine rağmen istenilen hızda enerjiyi
verebilirler.
Günün Özeti
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
• Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
• Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
• Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
• Deneyelim
•
Sığayı Tanımlayalım
• Neler Keşfettik
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
• Sığayı Tanımlayalım
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
• Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
Sığa birimi
• 1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
• Sığa birimi
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
• Düzgün Elektrik Alana Bakalım
• Ne kadar Enerji Depolanabilir?
• Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
Soru Çözümü
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Soru Çözümü
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Soru Çözümü
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
Soru Çözümü
•
Geçen Hafta Neler Öğrendik
•
Enerjiyi Nasıl Depolarız?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı Nasıl
Çalışır?
•
Düzgün Elektrik Alana Bakalım
•
Deneyelim
•
Neler Keşfettik
•
Sığayı Tanımlayalım
•
Potansiyel Fark – Yük grafiği ve Enerji
•
1 Farad Sığaç Yapalım ve Yükleyelim
•
Sığa birimi
•
Ne kadar Enerji Depolanabilir?
•
Kalp Pilleri ve Elektroşok Cihazı
•
Günün Özeti
•
Soru Çözümü
BUGÜN NE ÖĞRENDİK?
11.2.3.3. Sığa (kapasite) kavramını açıklar.
a. Öğrencilerin elektrik yüklerinin nasıl depolanıp kullanılabileceğini
tartışmaları ve elektrik enerjisi ile ilişkilendirmeleri sağlanır.
11.2.3.4. Yüklü levhaların özelliklerinden faydalanarak sığacın (kondansatör) işlevini
açıklar ve bir sığacın sığasının bağlı olduğu değişkenleri açıklar.
11.2.3.5. Yüklenmiş bir sığaçta yük ile gerilim arasındaki ilişkiyi analiz eder.
11.2.3.6. Farklı şekillerdeki sığaçlara örnekler verir.
ÖNÜMÜZDEKİ HAFTA NE ÖĞRENECEĞİZ?
11.2.3.7. Seri ve paralel devrelerde eşdeğer sığa, yük ve potansiyel fark kavramları ile ilgili
problemler çözer.
11.2.3.8. Sığaçların kullanım alanlarını araştırarak bir sığaç modeli tasarlar ve yapar.
Önümüzdeki Hafta Görüşürüz
Düzenli Çalışalım ve 