Soru

Zorluk: OrtaTopraklama ve Faraday Kafesi

İletken ve içi boş nötr metal bir kutunun (Faraday kafesi) içindeki boşluğa yerleştirilen pozitif yüklü bir cismin kutunun dış bölgesinde oluşturacağı elektrik alan, kutu topraklanmamış olsa dahi metal kutu tarafından tamamen engellenir.

Cevap: Cevap

Cevap

İfade yanlıştır. Topraklanmamış bir Faraday kafesinin içine konulan yüklü cisim, etkiyle elektriklenme nedeniyle kutunun dış yüzeyinde yük birikmesine yol açar ve bu yükler dış bölgede bir elektrik alan oluşturur. Bu alanın engellenmesi için kafesin topraklanması gerekir.
İletken kutunun dışındaki elektrik alanın engellenememesinin nedeni, kutunun topraklanmamış olması ve etkiyle elektriklenme sonucu dış yüzeyinde biriken pozitif yüklerin dış bölgede elektrik alan oluşturmaya devam etmesidir.

Adım Adım Çözüm

1
İletken kutunun içine konulan pozitif yükün kutu üzerindeki y��k dağılımına etkisini belirlemek.
Kutunun iç yüzeyi negatif yükle, dış yüzeyi ise aynı miktarda pozitif yükle yüklenir.
Elektrostatik indüksiyon (etkiyle elektriklenme) nedeniyle iletken içindeki serbest elektronlar iç yüzeye çekilir.
2
Topraklama durumunun dış yüzeydeki yükler üzerindeki etkisini incelemek.
Kutu topraklanmadığı için dış yüzeyde biriken pozitif yükler korunur.
Dış yüzeydeki yüklerin nötrlenmesini sağlayacak bir toprak bağlantısı (yük akışı) yoktur.
3
Kutunun dışındaki elektrik alan durumunu değerlendirmek.
Dış yüzeydeki pozitif yükler dış bölgede sıfırdan farklı bir elektrik alan oluşturur.
Dış yüzeydeki yüklerden kaynaklanan elektrik alan çizgileri dış ortama yayılır.

Anahtar Kavram

Faraday kafesinde elektrostatik perdelemenin sınırları ve topraklamanın rolü
Bu soruyu puanla