AKIMIN MANYETİK ALANI
Durgun elektrik yükleri ile durgun mıknatıs arasında bir çekim kuvvetinin olmadığı bilgisi çok eski yıllara dayanır. Bu bilgi nedeniyle de hareketli yüklerin de mıknatısları etkilemediği sanılıyordu. Elektrik akımlarının mıknatısları etkilemediğini göstermek amacıyla yapılan bir ders deneyi sırasında Hans Orsted tarafından, aksinin doğru olduğu, yani elektrik akımlarının mıknatısa bir kuvvet uyguladığı keşfedilmiştir.
Hans Orsted, şekilde görülen deney düzeneğinde, mıknatıs ibresine paralel konulan bir telden akım geçirerek, mıknatıs ibresinin tele dik duruma gelinceye kadar döndüğünü gözlemiştir. Bu olay, elektrik akımı geçen telin çevresinde bir manyetik alan oluşturduğunu gösterir. Akım geçen tellerin çevresinde tutulan pusula iğnesinin doğrultuları birleştirildiğinde manyetik alanın deseni elde edilir.
Düz Telden Geçen Akımın Manyetik Alanı
Üzerinden akım geçen düz telin çevresinde oluşan manyetik alan kuvvet çizgileri, merkezi tel olan çember biçimindedir. Bir noktadaki manyetik alan vektörü, bu noktada manyetik alan kuvvet çizgilerinin oluşturduğu çembere teğettir.
Manyetik alan vektörel bir büyüklüktür. Akım geçen telin bir noktadaki manyetik alan vektörünün yönü sağ el kuralına göre bulunur.
Düz Telden Geçen Akımın Manyetik Alanı Soruları ve Çözümleri
Halkanın Manyetik Alanı
Üzerinden akım geçen düz telin çevresinde manyetik alan oluştuğu gibi akım geçen halkanın da çevresinde manyetik alan oluşur. Akım geçen halkanın çevresinde oluşan manyetik alan kuvvet çizgileri, çok kısa bir mıknatısın çizgileri ile aynıdır.
Manyetik alanın y sağ el kuralına göre bulunur. Sağ elin dört parmağı akımın yönünü gösterecek biçimde tutulursa, baş parmak telin merkezindeki manyetik alanın yönünü gösterir.
Halkanın Manyetik Alanı Soruları ve Çözümleri
Akım Makarasının (Bobin) Manyetik Alanı
Bobin, iletken bir telin silindir biçimindeki bir demir çubuğa sarılması ile elde edilir. Bu iletken telden akım geçtiğinde demir çubuk mıknatıslanır. Bu şekilde elde edilen mıknatıs, elektromıknatıs olarak adlandırılır.
Akım Makarasının (Bobin) Manyetik Alanı Soruları ve Çözümleri
AKIM GEÇEN TELE ETKİYEN KUVVET
Akım Geçen Tellerin Birbirine Uyguladığı Kuvvet
Üzerinden akım geçen tel, çevresinde manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alana, üzerinden akım geçen başka bir tel konulacak olursa bu tele manyetik kuvvet etki eder. Etki eden kuvvetin yönü sağ el kuralına göre bulunur. Üzerinden akım geçen L teli, K telinin manyetik alanına, K teline paralel olarak konulursa tellerin birbirine uyguladığı kuvvet, itme ya da çekme kuvveti şeklinde olur.
Manyetik Alandaki Akım Geçen Tel çerçevenin Hareketi
Üzerinden akım geçen bir tel çerçeve, manyetik alan içerisine şekildeki gibi konulduğunda çerçevenin manyetik alana dik kısımlarına
manyetik kuvvet etki eder.
YÜKLÜ PARÇACIKLARIN MANYETİK ALANDAKİ HAREKETLERİ
Elektrik yüklü bir parçacık, hem elektrik alanın hem de manyetik alanının olduğu bölgeye girdiğinde elektrik alan nedeniyle elektriksel kuvvetin, manyetik alan nedeniyle de manyetik kuvvetin etkisinde kalır. Parçacık bu iki kuvvetin bileşkesinde hareket eder. Bu bileşke kuvvete Lorentz kuvveti denir.
E→
elektrik alanı ile
B→
manyetik alanının olduğu bölgeye
v→
hızıyla giren q yüküne etki eden Lorentz kuvveti,
F→ = qE→ + qv→ x B→ dir.
Lorentz kuvvetinden hız seçici araçlarda ve kütle spektrometresinde yararlanılır.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKLEME
Manyetik Akı
İndüksiyon Akımı
Özindüksiyon Akımı
Çözümlü Örnek Test Soruları: Manyetizma ve Elektromanyetik İndüklenme
- Bir tel, manyetik alanda hareket ettiğinde üzerinde hangi etki oluşur?
A) Isı enerjisi
B) Elektrik akımı
C) Potansiyel fark
D) Manyetik kuvvet
Çözüm: Tel, manyetik alan içinde hareket ettiğinde üzerinde bir elektrik akımı oluşur.
Doğru cevap B şıkkıdır.
- Bir telin manyetik alandaki hareketi sonucu oluşan elektromotor kuvvet (emk) nasıl hesaplanır?
A) e = B l v
B) e = I R
C) e = V / d
D) e = F / q
Çözüm: Elektromotor kuvvet (emk) e = B l v formülü ile hesaplanır.
Doğru cevap A şıkkıdır.
- 0.2 m uzunluğundaki bir tel, 0.5 T büyüklüğündeki manyetik alan içinde 4 m/s hızla hareket ediyor. Telde indüklenen emk kaç volt olur?
A) 0.4 V
B) 0.5 V
C) 1.6 V
D) 2.0 V
Çözüm: e = B l v. e = 0.5 T x 0.2 m x 4 m/s = 0.4 V.
Doğru cevap A şıkkıdır.
- Manyetik akı neye bağlıdır?
A) Manyetik alan şiddetine, yüzey alanına ve aralarındaki açıya
B) Manyetik alanın hızıyla
C) Yalnızca yüzey alanına
D) Yalnızca manyetik alan şiddetine
Çözüm: Manyetik akı, manyetik alan şiddetine, yüzey alanına ve aralarındaki açıya bağlıdır.
Doğru cevap A şıkkıdır.
- Bir iletken tel 90 derece açıyla 0.3 T’lik manyetik alana yerleştiriliyor. Telin uzunluğu 2 metre ve üzerinde oluşan akım 5 A. Tel üzerindeki manyetik kuvvet kaç Newton’dur?
A) 3 N
B) 6 N
C) 9 N
D) 12 N
Çözüm: F = B I l. F = 0.3 T x 5 A x 2 m = 3 N.
Doğru cevap A şıkkıdır.
- Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, indüklenen elektromotor kuvvet (emk) neye bağlıdır?
A) Manyetik alanın büyüklüğüne ve değişim hızına
B) Yalnızca iletkenin uzunluğuna
C) Yalnızca yüzey alanına
D) Yalnızca akıma
Çözüm: İndüklenen emk, manyetik alanın büyüklüğüne ve değişim hızına bağlıdır.
Doğru cevap A şıkkıdır.
- Bir iletkenin içinden geçen akım, manyetik alanı artıracak şekilde yönlendirilirse ne olur?
A) Manyetik alan kuvveti azalır
B) Manyetik alan kuvveti artar
C) Manyetik alan sabit kalır
D) Manyetik alan yön değiştirir
Çözüm: Akım, manyetik alanı artıracak şekilde yönlendirilirse, manyetik alan kuvveti artar.
Doğru cevap B şıkkıdır.
