Elektromanyetizma
Faraday Yasası
Lenz Bağıntısı
Self İndüktans
Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 31-32
Elektromanyetizma
 Elektrik ve Manyetizma, Elektromanyetizmanın
farklı yüzeyleridir.
Haraket eden bir elektrik yükü, manyetik alan
üretir.
Değişen manyetik alanlar elektrik yüklerini
hareket ettirir.
 Bu bağlantı ilk defa Faraday ve Maxwell
tarafından ifade edildi.
 Einstein, elektrik ve manyetizmayı birleştirilmiş
elektromanyetik kuvvetin birbiriyle örülmüş
yüzeyleri olarak ifade etti.
Elektromanyetik indüksiyonun
gösterimi: Piller olmadan
devreden bir akımın geçmesi.
Aşağıdaki bobine değişen bir
potansiyel fark uygulandığında,
üstteki bobinde indüklenen bir
emk nın sonucunda lamba yanar.
Eğer üstteki bobin aşağı-yukarı
hareket ettirilirse ışığın şiddeti
değişir mi?
Faraday Deneyi
Anahtar kağatıldığında galvanometrenin ibresi bir yöne sapar ve sıfır noktasına
geri döner.
Anahtar açıldığında galvanometre diğer tarafa sapar ve sıfır noktasına tekrar
geri döner.
Anahtar kağatıldığında birincil devrede manyetik alan oluşur ve belli bir değere
kadar çıkar, ikincil devrede akımı oluşturan işte bu değişken manyetik alandır.
Sonuç: manyetik alan değiştirilerek ikincil devrede indüklenmiş bir emk
üretilir.
Faraday’ın indüksiyon yasası; bir devrede indüklenen
emk, devreden geçen manyetik akının zamana göre türevi ile
doğru orantılıdır.
Φ
=−

Devre aynı alana sahip N tane sarımdan oluşursa, ve bir
ilmekten geçen manyetik akı Φ ile ifade edilirse, emk;
Φ
 = −

Lenz yasası, Faraday yasasındaki indüklenmiş emk ve akıdaki
değişimin zıt cebirsel işaretlerde olmasını fiziksel olarak şöyle açıklar;
İndüksiyon emk’nın yönü (polaritesi) akım ilmeğinin çevrelediği
alandan geçen manyetik akı değişimine karşı koyacak şekilde manyetik akı oluştşran akımın yönündedir.
Yani, bir iletkendeki indüklemiş akım ve emk’nın kendilerini meydaan
getiren değişime karşı koyacak yöndedir.
Solenoid (Akım Makarası=Akım Kangalı)
N: Sarım sayısı
N
B   0 I   0 In
L
L: Kangalın boyu
I: Kangaldan geçen akım
n: Birim uzunluğun sarım sayısı
•Akım kangalı, manyetik alanda enerji depolar
•Akım kangalının manyetik alan çizgileri çubuk
mıknatısın manyetik alan çizgilerine benzerdir.
•Eksen boyunca manyetik alan hemen hemen
sabittir.
•Eksenden uzaklaştıkça alan çizgileri zayıflar.
Bir bobindeki akım zamanla değiştiği anda, Farday yasasına uygun olarak
bobinde bir emk indüklenir. Bu Öz-indüksiyon emk;

 = −

Burada L, bobinin indüktansıdır. İndüktans, bir aygıtın devreden geçen
akımdaki değişime karşı koymasının bir ölçüsüdür. SI birim sisteminde
indüktansın birimi henry (H) dir.
Herhangi bir bobinin indüktansı:
Φ
=

Burada Φ bobinden geçen manyetik akı, N ise toplam sarım sayısıdır.
Bir aygıtın indüktansı o aygıtın geometrisine bağlıdır. Örneğin, içi vakum
dolu bir solenoidin indüktansı,
0  2 
=

Burada A kesit alanı ve  solenoidin boyudur.
Şekildeki devrede anahtar t=0
anında kapatılırsa, devredeki
akımın zamana göre değişimi;

=
1 −  −


Burada  =   , RL devresinin
zaman sabitidir. Batarya
dirençsiz bir telle yer değiştirirse
akım, zamanla aşağıdaki ifadeye
göre azalır;
 −
= 


Solenoid, sarmal yapıda, bobin şeklinde
genelde manyetik alan oluşturmak ya da
manyetik alandan yararlanmak için kullanılan
iletken tel sarım.
Download

Ders 4