Akım varsa
manyetik alan
vardır
Üzerinden akım geçen bir iletken telin çevresine yerleştirilen bir pusula ibresinin saptığı gözlenir. Pusula ibresinin sapmasının nedeni hareket eden yüklerin çevrelerinde oluşan manyetik alandır. Bu ünitede tek bir alet kullanacaksın: sağ el kuralı.
Üzerinden akım geçen bir iletken telin çevresine yerleştirilen bir pusula ibresinin saptığı gözlenir. Pusula ibresinin sapmasının nedeni hareket eden yüklerin çevrelerinde oluşan manyetik alandır. Yani manyetik alan üretmek için mıknatıs şart değil; akım yeter.
Sayfa düzlemine dik dışarı doğru olan yön ⊙, sayfa düzlemine dik yönü içeri olan yön ⊗ ile gösterilir. Bu iki sembolü karıştırmamak için ok benzetmesini kullan: sana doğru gelen okun ucunu (nokta), senden uzaklaşan okun tüylerini (çarpı) görürsün.
Akım taşıyan düz bir telin çevresinde meydana gelen manyetik alan çizgileri, tel doğrultusu merkez olacak şekilde çizilen çemberler biçimindeki yörünge üzerinde oluşur. Elektrik alan çizgileri yükten dışarı ışınsal uzanıyordu; manyetik alan çizgileri ise teli saran kapalı çemberlerdir.
Telden d kadar uzaklıkta bir noktada manyetik alan şiddeti B = 2 · K · i / d bağıntısıyla bulunur. Elektrik alanda payda d² idi; burada d dir.
K = 10⁻⁷ Tesla·metre/amper
Manyetik alan vektörel büyüklüktür. Yani bir noktada birden fazla alan varsa vektörel toplanır.
Sağ elimizin başparmağı akım yönünü gösterecek şekilde tel avuç içine alınır. Teli saran dört parmağın dolanma yönü, teli saran çemberler şeklinde dolanan manyetik alanın yönünü gösterir. Manyetik alan vektörü, dört parmak yönünde çizilen çemberlerin üzerinde istenilen noktada yörüngeye teğet olarak çizilir.
Elektrik alanda payda d² vardı ve çizgiler yükten dışarı uzanıyordu. Manyetik alanda payda d dir ve çizgiler teli saran kapalı çemberlerdir — başlangıcı ve bitişi olan bir yük yoktur. Uzaklık iki katına çıkarsa manyetik alan dörtte bire değil, yarıya iner.
Çember biçimine getirilmiş iletken tel üzerinden i akımının geçmesi sağlanırsa akım geçen teli saran manyetik alanlar oluşur. İletken telin merkezindeki manyetik alan şiddeti B gösterilen yönde oluşur. Yön yine sağ el kuralıyla bulunur, ama tutuş biçimi değişir.
Sağ elimizi avuç içi ile çemberi saracak şekilde tutup dört parmağımızı telden geçen i akımı yönünde ayarlarsak, çemberin merkezindeki manyetik alanın yönü dört parmağa dik olarak açılan başparmağımızın gösterdiği yönde olur. Düz telde başparmak akımı gösteriyordu; çemberde dört parmak akımı gösteriyor.
B = 2π · K · i / r
Çemberin yarıçapı r, üzerinden geçen akım i olmak üzere çember merkezinde ve çember düzlemine dik yönde oluşan alandır.
B = N · 2π · K · i / r
Çember N sarımlı hâlde olursa alan sarım sayısıyla doğru orantılı olarak büyür.
B = 2π · K · i / r · (α/360)
Çember tam bir çember değilse çember parçasının merkezi olan O noktasındaki alan, tam çemberin α/360 katıdır.
Bir noktada meydana gelen birden fazla manyetik alan şiddetinin bileşkesi, bu noktadaki manyetik alanların vektörel toplamı alınarak bulunur. Her tel için ayrı ayrı sağ el kuralı uygulanır, sonra ⊙ ve ⊗ işaretlerine göre toplanır ya da çıkarılır.
Düz telin çevresindeki bir noktada manyetik alan şiddeti akım
şiddetiyle doğru orantılıdır. Akım 2i yapılırsa alan 2B olur.
Düz telin çevresindeki bir noktada manyetik alan şiddeti noktanın
tele olan uzaklığı ile ters orantılıdır. Uzaklık 2d yapılırsa alan B/2 olur.
3i akımı taşıyan tel, i taşıyan telden üç kat uzaktaki bir noktada tam olarak aynı büyüklükte alan üretir: B ~ i/d oranı ikisinde de aynıdır. Bileşkeyi belirleyen şey akımın büyüklüğü değil, i/d oranı ve alanların yönüdür.
Üzerinden i akımı geçen, N sarım sayısına ve L sarım uzunluğuna sahip akım makarasının merkez ekseninde manyetik alan oluşur. Manyetik alan çizgileri silindir içinde düzgün iken bobinin dışında dağılan çizgiler hâlinde gözlenir.
B = N · 4π · K · i / L
N sarım sayısı ve i akımı arttıkça alan büyür; sarım uzunluğu L arttıkça azalır — yani aynı sarımı daha uzun bir silindire yaymak alanı zayıflatır.
Sağ elin dört parmağı akım yönünü gösterecek şekilde makara avuç içine alınırsa, açılan başparmak makara içindeki manyetik alanın yönünü gösterir. Bobin N-S kutuplu bir mıknatıs davranışı gösterdiği için bu yapıya elektromıknatıs denir.
Akımın manyetik etkisi, kulaklığından okul kapısındaki kilide kadar her yerde çalışıyor.
Kulaklığın içindeki küçük bobinden şarkının akımı geçer; oluşan manyetik alan bir mıknatısla itişip çekişerek zarı titretir. Duyduğun ses bu titreşimdir.
Harita uygulamasındaki pusula, çevredeki manyetik alanı ölçer. Telefonu güçlü bir hoparlörün yanına koyduğunda şaşırmasının sebebi, oradaki akımın kurduğu alandır.
Zil çalınca açılan manyetik kilit bir elektromıknatıstır: akım varken tutar, akım kesilince bırakır. Kalıcı mıknatıs olsa kapıyı hiç açamazdın.
Arabaları kaldıran dev mıknatıs bir bobindir. Sarım sayısı ve akım arttıkça alan güçlenir; düğmeye basılıp akım kesilince yük bırakılır.
Şarj pedinin içindeki bobinden geçen akım manyetik alan üretir; telefonun içindeki ikinci bobin bu alanı algılar. Kablo yok ama akım var.
Oyun kolundaki titreşim motoru küçük bir bobinle çalışır. Akım verildiğinde oluşan manyetik alan dengesiz bir ağırlığı döndürür ve titreşimi hissedersin.
Okul girişindeki ya da havalimanındaki dedektörün halkası büyük bir çember biçimli teldir; içinden geçen akım, halkanın ortasında düzleme dik bir manyetik alan kurar.
Motorun içindeki bobinler, akım yön değiştirdikçe kurdukları alanla mili döndürür. Elektrik enerjisi böylece harekete çevrilir.
Hattın altında pusula sapar. Tellerden geçen büyük akım çevresinde bir manyetik alan kurar ve bu alan uzaklıkla ters orantılı olarak zayıflar.
50 soruluk test · akımın manyetik etkisi, sağ el kuralı, düz tel, çember ve bobin bağıntıları
Pusula ibresinin sapmasının nedeni hareket eden yüklerin çevrelerinde oluşan manyetik alandır. Manyetik alan için mıknatıs şart değildir.
Düz telin çevresindeki alan çizgileri, tel doğrultusu merkez olacak şekilde çizilen çemberlerdir. ⊙ sayfadan dışarı, ⊗ sayfaya içeri demektir.
B = 2 · K · i / d
B tesla, i amper, d metre; K = 10⁻⁷ Tesla·metre/amper.
Alan akım şiddetiyle doğru orantılıdır (2i → 2B), tele olan uzaklıkla ters orantılıdır (2d → B/2).
Başparmak akım yönünde olacak şekilde tel avuç içine alınır; dört parmağın dolanma yönü alanın yönüdür. Alan vektörü çembere teğet çizilir.
Dört parmak akım yönünde, açılan başparmak merkezdeki alanın yönünü gösterir. Düz teldekinin tam tersi bir tutuştur.
B = 2π · K · i / r
Alan çember merkezinde ve çember düzlemine dik yönde oluşur.
B = N · 2πK·i/r · B = 2πK·i/r · (α/360)
Sarım sayısı alanı katlar; tam çember değilse α/360 kadarı alınır.
Bir noktadaki birden fazla manyetik alanın bileşkesi vektörel toplamla bulunur. Aynı yönlüyse toplanır, zıt yönlüyse çıkarılır.
B = N · 4π · K · i / L
Alan çizgileri silindir içinde düzgün, bobinin dışında dağınıktır.
Bobin N-S kutuplu bir mıknatıs davranışı gösterdiği için bu yapıya elektromıknatıs denir. Akım kesilince manyetik özellik de kaybolur.
Elektrik alanda payda d², manyetik alanda d dir: uzaklık iki katına çıkınca manyetik alan yarıya iner, dörtte bire değil.