Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 7- Bobin · 2 Manyetizma • Manyetik alanlar materyallerın atomlarının polaritesine göre hizalanması ile oluşur (dünyanın

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri

Ders 7- Bobin

Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt

[email protected]

http://ahmetozkurt.net

2

Manyetizma

• Manyetik alanlar materyallerın atomlarının polaritesine göre hizalanması

ile oluşur (dünyanın çevresindeki manyetik alan gibi)

• Elektrik akımı ile manyetik alanlar yakından ilişkilidir.

• Yüklerin hareketi manyetik alan oluşturuken, manyetik alana giren yükler de hareket eder.

• Telden geçen akım tel çevresinde manetik alan oluşturur

• Tel çevresindeki akı çizgileri alanın kuvvetini gösterir

Akı çizgileri

3

• Bir tel aşağıdaki gibi sarıldığında, oluşan manyetik alan dünyanın

manyetik alanı gibi görünür

Akı çizgileri

Sarım

Kuzey Kutbu Güney Kutbu

4

• Sarım ferromanyetik bir çekirdek (demir gibi) etrafına yapılırsa manyetik

alan yoğunluğu artar

Lenz Kanunu:

• Manyetik alan tarafından oluşturan (indüklenen) akımın yönü manyetik

alana zıt yöndedir.

5

Bobin

• Bobin manyetik alanda enerji

depolayan bir devre elemanıdır.

• Ferromanyetik bir çekirek etrafına

sarılmış telden oluşur.

• Bobinden geçen akım bir manyetik

alan oluşturur ve bu manyetik alan

akım değişimini engellemeye çalışır.

6

Endüktans

Bobinin akımın değişmesini engelleme özelliği endüktans adını alır ve

birimi Henry (H)’dir.

• Endüktansın değeri

– Bobinin sarım sayısına

– Çekirdekte kullanılan malzemeye

– Kesit alanına

– Sarımın uzunluğuna bağlıdır.

l

ANL

2

l A

µ

N

7

Su analojisi

• Üzerinde ağır bir su değirmeni olan bir nehir düşünün. Başlangıçta su durağan

olsun.

• Su ilk akmaya başladığında değirmen dönmek istemez, sonra yavaş yavaş suyun

akış hızında dönmeye başlar. Belli bir hızla dönerken durdurmya çalışırsanız bu

defa da durmak istemeyecektir.

• Bobin de aynı etkiyi teldeki elektron akışına uygular, yani elektron akışındaki

değişikliklere karşı direnir.

8

Bobin Davranışı

• Bobinin akımı ile gerilimi arasındaki ilişki

• Eğer akım değişmiyorsa gerilim oluşmaz

• Bu yüzden de DC’de bobin kısa devre gibi davranır.

• Enerji

dt

diLv

)(2

1)( 2 tLitwL

9

10

Seri Bobinler

neq LLLLL ...321

11

Paralel Bobinler

neq LLLLL

1...

1111

321

12

13

14

15

16

Bobinler

• Motor modellenmesinde

• Trafo ve AC güç taşıma hatlarında kullanılır.

Kullanım Alanları

17

Kullanım Alanları

Trafik ışığı sensörleri

• Kaldırımın içine gömülen bobinin endüktansı bekleyen araçların çekirdek görevi görmesi ile değişir. Sensör sürekli endüktansın değerini kontrol eder. Böylece bekleyen sayısı çok olduğunda tarfik ışığını değiştirir.

• Benzer bir sistem araçların tanınması ve sınıflandırlıması için de kullanılabilir.

18

Kullanım Alanları

• Filtreler

• Osilatörler

19

Cep telefonlarında kullanılan ve 5 GHz ‘de çalışan bir bobin

20