FİZİK PROJE RAPORUmaycalistaylari.comu.edu.tr/calistay2009_2/sunumlar/... · 2009-08-04 · FİZİK PROJE RAPORU ... Düzeneğin orta kısmına da indüksiyon akımını oluşturacak

T.C.MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI-TUBİTAK BİDEB YİBO

ÖĞRETMENLERİ (Fen Ve Teknoloji, Fizik, Kimya, Biyoloji Ve

Matematik)PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ

FİZİK ÇALIŞMA GRUBU

FİZİK PROJE RAPORU

PROJE ADI:

HAREKET İLE ISI ELDE EDİLMESİ

GRUP ADI:

MOPCİGİ

GRUP DANIŞMANLARI:

Prof. Dr. F.NECATİ ECEVİT

Prof. Dr. Zehra AKDENİZ

GRUP ÜYELERİ:

Seçkin KÖPRÜLÜ

Kenan DOĞANAY

Ahmet AKKAN

30.06.2009

1

PROJENİN AMACI:

Soğuk günlerde ayakların üşümesini engellemek için ayakkabının içine

elektromekanik bir düzenek yerleştirilecek. Bu düzenekten elektrik akımı elde edilmeye

çalışılacak. Akımın bir direnç üzerinden geçerek ısı enerjisine dönüşmesi sağlanacak. Bu

şekilde ayakkabının ısıtılması ve ayakların üşümemesi öngörülmektedir.

ÖZETİ:

İnsanoğlu geçmişten günümüze kadar sürekli olarak ayakla ilgili problemler

yaşamaktadır. Bunlardan biriside sert kış koşullarında ayakların sıcak tutulamamasıdır. Bu da

beraberinde çeşitli sağlık sorunlarını tetiklemektedir. Yapılan literatür taramasında bu proje

konusuyla ilgili benzer bir çalışmaya rastlanmamıştır. Literatürde ayağın ayakkabı içinde

sıcak tutulması için keçe, yünlü çorap giyme v.b ısı izolasyon maddeleri kullanılmaktadır.

Bu soruna çözüm getirmek için ayakkabının tabanına bir ısıtma mekanizmasının

yerleştirilebileceği düşünülmektedir. Ayakkabı tabanı izole edilerek ısının kısa sürede

kaybolması engellenebilir.

GİRİŞ:

Üreteç kullanılmadan mıknatıs veya magnetik alan kullanılarak elde edilen akıma indüksiyon

akımı veya indükleme akımı denir.

Bir iletken telden elektrik akımı geçirildiğinde, iletken tel etrafında magnetik alan

oluşturuyorsa, magnetik alan sayesinde de iletken telde elektrik akımı oluşturulabilir. Elektrik

akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklerinin yani elektronların iletken telde hareket etmesi

gerekir. İletken telde elektronların hareket etmesini mıknatısın magnetik alanı sağlar.

İçi boş demir borunun (çubuğun veya silindirin) üzerine iletken telin sarılmasıyla elde edilen

düzeneğe bobin veya akım makarası veya selenoid denir.

Bobinin içerisine bir çubuk mıknatıs hızlı bir şekilde girdirilip çıkartılırsa, bobinin

uçlarına bağlı olan mili ampermetrenin ibresinin saptığı gözlenir. Mili ampermetrenin

ibresinin sapması bobinden yani devreden yani iletken telden elektrik akımı geçtiğini gösterir.

İletken telde, üreteç kullanılmadan mıknatıs ile elde edilen bu akım indüksiyon akımıdır.

İndüksiyon akımının oluşmasının nedeni, kapalı devre halinde bulunan bobinin üzerindeki 2

iletken telden (iletken telin içinden) geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının sürekli

değişmesi ve kuvvet çizgileri (magnetik alan) sayesinde iletken teldeki elektrik yüklerinin

yani elektronların hareket etmesidir. [1bkz.]

İndüksiyon Akımının Bağlı Olduğu Faktörler :

İndüksiyon akımının büyüklüğü iletken teldeki kuvvet çizgilerinin sayısına ve değişme hızına

bağlıdır. Bu nedenle indüksiyon akımının büyüklüğü;

1- Bobindeki sarım sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.

2- Mıknatısın magnetik alan şiddetine yani çekim gücüne yani magnetik alan kuvvet

çizgilerinin sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.

3- Mıknatısın bobine (veya bobinin mıknatısa) girdirilip çıkartılma hızına bağlıdır ve doğru

orantılıdır.

3

Şekil 1

1.durum: Çubuk mıknatıs 1. Durumda ki gibi bobine girdirilirse, mili ampermetrenin

ibresinin yönü artı yönde hareket eder.

2.durum: Çubuk mıknatıs 2. Durumda ki gibi bobinden çıkartılırsa, mili ampermetrenin

ibresinin yönü eksi yönde hareket eder.

3.durum: Çubuk mıknatıs Güney(S) kutbu önde olacak şekilde bobine girdirilirse mili

ampermetrenin yönü eksi yönde hareket eder.

4

4.durum: Çubuk mıknatıs Güney(S) kutbu önde olacak şekilde bobinden çıkartılırsa mili

ampermetrenin yönü artı yönde hareket eder.

METODOLOJİ:

Bir düzlem tahtaya bobin(1200 sarımlı, 12ohm) silikonla sabitlendi. Bobinin üst

kısmına yaylı masaya benzeyen bir düzenek yerleştirildi.(Resim-2) Düzeneğin orta kısmına da

indüksiyon akımını oluşturacak iki parçalı bir mıknatıs yerleştirildi. Buradaki amaç mıknatısın

bobin içerisindeki hareketinden yararlanarak indüksiyon akımı üretmek. Bobinin çıkışlarına

yerleştirilen direnci yüksek sarmal yapıdaki Nikel-Krom tel bağlandı.(Resim-1) [2 bkz.]

Resim - 1

5

Resim - 2

Direnci büyük iletken telde oluşacak ısıyı

izole etmek için yalıtım malzemesi olarak ayakkabı keçesi

kullanıldı ve iletkenin etrafı bu keçe ile kaplandı.

(Resim-3 a-b)

Resim-3 a

Resim-3 b

6

Resim-4

Planlanan düzenek tam olarak oluşturulduktan sonra deney aşamalarına geçildi.

(Resim-4)

DENEYLER:

Mıknatısın hareketi sonucu oluşan indüksiyon akımının oluşturduğu gerilim devreye

paralel olarak bağlanan mili voltmetre ile ölçüldü. Yapılan ölçümlerde değişken olarak

salınım sayısı kullanıldı. Elde edilen sonuçları aşağıdaki tabloya kaydedildi.(Tablo-1)

Tablo-1

DENEME SAYISI SÜRE (s) SALINIM SAYISI GERİLİM (mV)1 5 11 22 5 16 43 5 24 64 5 30 105 5 37 186 5 40 22

SONUÇ-TARTIŞMA:

7

Sistemin çalıştırılması sonucunda oluşturulan gerilimin, direnci büyük olan Nikel-

Krom telde ısıya dönüşemeyecek kadar düşük değerde olduğu sonucu gözlendi.

Oluşturulan tabloda görüldüğü üzere salınım sayısı artırıldıkça geriliminde buna doğru

orantılı olarak arttığı gözlenmiştir.

Daha büyük bir akım oluşturmak için manyetik etkisi daha güçlü olan bir mıknatısın

kullanılması gerektiği ve bu mıknatısın bobin içindeki hareketinin sürekliliğinin sağlanması

için daha sağlıklı bir sistem oluşturulabileceği düşünülmektedir.

TEŞEKKÜR:

Çalışmalarımızda bize yardımcı olan Prof. Dr. F. Necati ECEVİT ve Prof. Dr. Zehra

AKDENİZ hocalarımıza teşekkür ederiz.

Ayrıca Teknisyen Neşe DİŞÇİOĞLU hocamıza bize verdiği destek ve pozitif

katkılardan dolayı teşekkür ederiz.

KAYNAKÇA:

1. www.fenokulu.net

2. www.cengizkahvecioglu.info/lise%202/İNDİKSİYON%20 AKIMI .pdf

3. http://www.fendeney.com/flash/html/44.html

8