Bölüm 9 ELEKTROMANYETİKbizdosyalar.nevsehir.edu.tr/0845b7434a4277d9db244b71...denmektedir) Faraday’ın indüksiyon kanunu sebebiyle, manyetik alan de ğişti ğinde iletkenlerin

Bölüm 9

ELEKTROMANYETİK

İNDÜKSİYON

Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

Hedef Öğretiler

• Faraday Kanunu

• Lenz kanunu

• Hareke bağlı EMK


• İndüksiyon Elektrik Alan

• Maxwell denklemleri ve uygulamaları

Giri ş

• Pratikte Mıknatısın hareketi akım oluşmasına neden olabilir. Kredi kartlarının sırtında bir manyetik şerit vardır ve pos makinasından hızla kartı çektiğinizde minik akımlar oluşur ve böylece


akımlar oluşur ve böylece bilgileriniz makineye aktarılır.

• Bir bobinde mıknatısla akım oluşturulabilir. Mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülebilir.

Indüksiyon akıma) mıknatıs sabit tutulduğunda akım gözlenmez.

b) mıknatıs hareket ettirilirse akım gözlenir.

c) Bir bobine pil bağlayıp hareket ettirilirse akım gözlenir.

d) Bobin sabit tutulup devre açılıp kapanırsa akım gözlenir.


b,c, ve d seçeneklerinde bobindeki manyetik alan değiştiriliyor.

Manyetik Akı

Manyetik akı birimiweber 'dir. (Wb) Bu durumda manyetik akı yoğunluğu iseweber/ metre2 dir. (Wb/m2) Ancak uluslar arası SI birimlerdeteslabirimi de kullanılır. (T). Buna


metre2 dir. (Wb/m2) Ancak uluslar arası SI birimlerdeteslabirimi de kullanılır. (T). Buna göre1 T = 1 Wb/m2.

EMK ve Akım t induced in a loop


İndüksiyon EMK nın yönünü bulma


Faraday Kanunu

Faraday kanununa göre bir devrede indüklenen emk, devreden geçenmanyetik akının zamana göretürevi ile doğru orantılıdır. Bu ifade şöyle yazılabilir:


İndüksiyon EMK yı üretmek (AC)


İndüksiyon EMK yı üretmek (DC)


Lenz’s Law

İletken tel sarımlı bir bobin (solenoid) alıp içine bir mıknatıs yaklaştırıpuzaklaştırırsak bir manyetik alan oluşur. Bu durumda, solenoid, mıknatısınoluşturduğu manyetik alanı yok etmek üzere karşı tepki göstererek ters yöndebir manyetik alan meydana getirir. Sonuç olarak solenoid, mıknatısınmüdahalesinin oluşturduğu manyetik alana karşılık manyetik alan üretecekbir elektrik akımı üretir. Bu, endüksiyon bobininin yaptığı akıma endüklenmişakım denir. Bu akımın, kendisini oluşturan manyetik alana zıt yönde bir alanoluşturacak şekilde akacağını Heinrich Lenz bulduğundan LENZ kanunuolarak anılır.


İletken Çubuğun homojen manyetik alanda hareketi

x


Faraday Disk dinamo

Deneysel fizikçilerin en büyüğüdür. Dinamoyu(elektrik enerjisi üretmek için mekanik enerjikullanan makineler) bulan kişidir. Bir tel bobineelektrik yüklediğinde, ayrı olarak yanında duranikinci bobininde elektrik akımı oluştuğunusaptadı. Bunun manyetik etki sonucu olduğunubuldu. Terse giderek müthiş buluşunugerçekleştirdi. Bir teldengeçenelektrik manyetik


gerçekleştirdi. Bir teldengeçenelektrik manyetiketki yaratıyorsa,tersi de yani manyetik etki deelektrik oluşturabileceğini düşündü.Bir mıknatısıbir tel bobinin içine sokup çıkardı ve telin elektrikyüklendiğini buldu.Faraday’ın çalışmaları elektrikmotorunun icadını, elektrik üreten büyüksistemlerin geliştirilmesini sağladı.

İndüksiyon Elektrik Alan


Eddy akımı

Eddy Akımı (Girdap Akımları ya da Foucault Akımı dadenmektedir) Faraday’ın indüksiyon kanunu sebebiyle,manyetik alan değiştiğinde iletkenlerin içerisinde oluşançembersel(bir çerçevenin içerisinde başladığı noktayadönen) elektrik akımıdır. Eddy akımı kapalı bir döngününiçerisinde, manyetik alana dik düzlemlerde akar. Sabit biriletkenin içerisinde; AC elektromıknatıs veya trafo kullanılarakoluşturulmuş, zamana bağlı değişen bir manyetik alan ile veyasabit bir mıknatısa göre hareketli bir iletken ile oluşturulabilirler.


sabit bir mıknatısa göre hareketli bir iletken ile oluşturulabilirler.Belirli bir çerçeve içerisinde oluşan akımın büyüklüğü;manyetik alanın büyüklüğü, çerçevenin alanı, çerçeveniniçerisinde oluşmuş manyetik akının anlık değişim miktarı iledoğru, üzerinde aktığı maddenin içdirenciyle ters orantılıdır.

Eddy akımı

Lenz yasası sebebiyle, Eddy akımı, kendisini oluşturan manyetikalana karşı bir manyetik alan oluşturur, yani kendisini oluşturanmanyetik alan değişimine karşı çıkar. Örneğin, yüzeyinde oluşaneddy akımı sebebiyle, iletken bir yüzey, yakınlarında hareket edenbir mıknatısa çekme kuvveti uygulayabilir. Bu etki Eddy AkımıFrenlerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Bu fren, dönen nesneleri,cihazı kapattığımızda hızlı bir şekilde durdurmamızı sağlar. Dirençüzerinde akan akımın ısı olarak enerji kaybına sebep olması


üzerinde akan akımın ısı olarak enerji kaybına sebep olmasıyüzünden; eddy akımı, altenatif akım indüktörleri,trafoları, elektrikmotorları ve elektrik jeneratörlerindeki enerji kaybının önemlisebeplerinden biridir. Bunları engellemek amacıyla katmanlanmışmanyetik çekirdekler kullanılmaktadır. Eddy akımı ayrıcaindüksiyonlu fırınlarda nesneleri ısıtmak amacıyla, metal objelerdekiçatlakları/kırıkları ve hatalı kısımları tespit etmek amacıyla, eddy-akımı test cihazlarında kullanılmaktadır.

Eddy akımı


Maxwell Denklemleri


Bölüm 9 ELEKTROMANYETİKbizdosyalar.nevsehir.edu.tr/0845b7434a4277d9db244b71...denmektedir) Faraday’ın indüksiyon kanunu sebebiyle, manyetik alan de ğişti ğinde iletkenlerin

Documents