Manyetizma ve Elektromanyetik İndükleme Örnek Sorular Bölüm 1

Manyetizma ve elektromanyetik yenilikler ile ilgili sorularımıza başlayabiliriz.
Şekildeki bir R yarıçaplı iyi akımı taşıyan yarım çember tel tel ile sayfa düzlemine dışarı doğru iki akımı taşıyan düz telin oluşturma noktasında oluşturdukları manyetik alan kaç k iyi bölü r ye kadar olur demişiz.
Öncelikle çember sel telin üzerinden iyi akımı geçerken, o noktasında oluşturduğu manyetik alanı hesaplarken, yönünü hesaplarken, daha doğrusu şunu kullanacağız.
Istersek telin herhangi bir noktasına baş parmağımızı koyup beynimizin etrafı 90 derece döndürerek dört parmağınızın gösterdiği yönde bulabiliriz ya da akımı dört parmak şeklinde bildiğimizi, yine 90 derece bildiğimizi, dört parmağımızı etrafında baş parmağımızı etrafına döndür.
Dümdüz düşünecek olursak.
Yani şu şekilde söylüyorum baş parmağımızı şöyle dört, parmağımızı şu şekilde.
Burada akımın yönünü dört parmak olarak gösterirsek baş parmak manyetik alanı gösterir deriz.
O halde dört parmak burayı gösterirse o noktasında burada manyetik alanın yönü sayfa düz zeminden içeri doğru oluşur.
Bu kimin oluşturduğu manyetik alan olmuş oldu.
İyi akımı taşıyan yarım çember sel telin.
Peki buradaki manyetik alanın büyüklüğünü nasıl söylüyorduk?
K.
İki iyi bölü R şekli diyorduk.
Çember biz yarım olduğu için bunu bir bölü ikiyle genişletiyoruz.
Tabii ki burada bir de çemberi miz olduğu için.
Ayrıca neyi ekliyoruz şuraya?
Bir P ekliyoruz şu şekilde o halde.
Peki üç alacak olursak.
2'ler birbirini şurada götürmüş olacak.
Hemen gösterelim şunu.
O halde çember tel tel için yazıyorum.
Çember Shelter için K.
Pi.
Yeni üç yazımda üç iyi bölü R kadarlık bir manyetik alan oluştu.
Sayfa düzenine, içeri doğru.
Aynı zamanda burada bir iki iyilik akım taşıyan bir otelimiz var.
Burada da iki iyi gösterirken şöyle göstereceğiz.
Bu sefer tam tersini söyleyeceğiz. Baş parmak, baş parmak akımı gösterecek.
Düz tel için bunu yapıyorum.
Çember tel tel için şunu yapmıştım.
Bu sefer dört parmağın 4 parmağı manyetik alanın yönünü göstermiş olacak.
Bu halde şuraya bir çember sel, bir yörünge çizecek olursam, iki iyi akımı, baş parmağımı görmüş olduğunuz gibi, sayfa düzeninden, dışarı doğru, sayfa düzeninden, dışarı doğru baş parmağımızı.
Yani siz şu an bilgisayarınıza bakarken baş parmağını sizi gösterecek.
Biletinizi dört parmağınızı baş parmağınız etrafında doksan derece kıracak şekilde çevirirseniz eğer, iki akımının oluşturduğu manyetik alan şöyle x IX yönünde olmuş olacak.
Şu şekilde bir manyetik alan oluşmuş olacak.
Onu da şöyle yapıyorum manyetik alan düz tel için diyorum.
Eşittir k iki iyi bölü uzaklık ne kadarmış?
R kadarmış.
E burada yalnız iyi yerine ne yazacağız?
Şuraya iki iyi yazı.
Çünkü akım taşıyan tezimiz ikiyi kadarmış.
O halde bu telin taşıdığı manyetik alanın büyüklüğü ne kadar olmuş oldu?
K 4 iyi bölü r.
Ye kadar olmuş oldu o halde.
Bilgisi koordinat sistemi çizmek istiyorum.
Şurası iyi, şurası x z de bize doğru olacak şekilde düz telin oluşturduğu manyetik alan hangi yöne doğruydu?
X x yönüne doğru bir manyetik alan oluşturmuş ve büyüklüğü k dört iyi bölü r kadardı.
Yarım çember tezimiz ise sayfa düzleminde içeri doğru yani eksi z yönünde şöyle k üç iyi bölü cc'ye kadar oluşturduk.
O halde eksi x ile eksi eksenin arasındaki açı kaç derecedir?
Şöyle doksan derecedir.
O halde bunun bileşkesi ne olur?
Biz burada bileşke manyetik alan arıyoruz ve B bileşke yazıyorum.
O halde B bileşke manyetik alanımız 90 derece olduğu için açımız 1 K üç iyi bir R, diğeri K dört ibre sanki üç, dört, beş gene hepimiz gördük gibi oldu. O halde cevabınız ne olacak?
Beş tane k iyi bölü r olacak.
Yani çıkarımıza neyi arayacağız?
Beş seçeneğini arayacağız.
Böyle bir sorumuz da devam edelim.
Mıknatıs ağızların arasına, nefesi, kutupları arasına ILS doğrultusu üzerine düz tel yerleştirilmiş.
Tabii ki düz trenimiz.
Bu da iyi kadarlık bir akım taşıyor.
Manyetik kuvvetin yönünü x, y, z koordinat sisteminde gözlerinizle demişiz.
Manyetik alan çizgileri Burada düzgün bir itirazımız var.
Manyetik alan çizginin nereden nereye doğru oluşur?
Tabii ki n kutbundan S kutbuna doğru şu şekilde manyetik alan çizgilerimiz oluyor düzgün bir manyetik alan elde etmiş oluruz.
Akım taşıyan tel burada.
Biz nasıl göstereceğiz bunu?
Görmüş olduğunuz gibi.
4 parmağımızı şöyle çiziyorum.
4 parmağımızı, dört parmağımızı, manyetik alanın yönünü gösterecek.
4 Parmağımızı manyetik alanın yönünü gösterecek baş parmağımızı, baş parmağımızı akımın yönünü gösterecek.
Bu tele etki eden manyetik kuvvet ise bu tele etki eden manyetik kuvveti ise şöyle gösterir el çok güzel bir el çizme dik böyle işte.
Aynen bir eli gibi oldu ama dört parmak manyetik alanın yönü iyi.
Takımı sağa doğru, artı eksi yönünü gösterirse avuç içi avuç içi bize manyetik kuvveti gösterecek ki bu manyetik kuvvet için biz ne diyorduk?
Manyetik alan, akım şiddeti ve telin uzunluğu doğru alıcı aynı zamanda akımın ve manyetik alanının arasındaki açıyla da doğru orantılıdır.
Eğer açı alfa kadarsa, örneğin bazen sorun çözerken sin ya da kotu kullanabiliyoruz.
Açı alfa kadarsa sinyal fa şeklinde belirtebiliriz.
O halde bu otelimize görmüş olduğunuz gibi etki eden manyetik kuvvetin yönü sayfa düzeninden dışarı doğru.
O zaman y z koordinat sistemini çizecek olursak hemen burada da göstermiş olalım. Şurası x doğrultu muyuz daha güzel gösterelim.
Şurası Z ekseni.
Manyetik alan ne tarafa doğru artıyor?
Yönü doğru akım bir tarafa doğru artık.
O halde görmüş olduğun gibi z ekseni doğru da manyetik kuvveti gösterebiliriz.
Evet ekseni biz bize doğru olacakmış.
Yani z yönünde devam ediyorum.
Şekildeki bir akım taşıyan paralel ellerimiz var.
F kuvveti oluşmuş ve oteller dikkat ederseniz birbirini itmiş.
Bu özelliği gördüğümüz anda şunu söyleyeceğiz eğer oteller birbirini istiyorsa bu oteller üzerindeki akımların yönü ters yönüdür.
Eğer akımlar aynı yönlü olsaydı birbirini çekerdi ve buradaki oluşan kuvvetin büyüklüğünü yazarken k sabiti miz iki iyi bir iki bölü tellerin arasındaki mesafe ile ters orantılı tellerin uzunluğuyla doğru orantılı.
Burada mesela göstermek bakımından söylemem iyi bir akımı yukarı doğru akım taşıyorsa, iyi iki telin üzerinde sayfa düzleminde içeri doğru bir manyetik alan oluşturur.
Manyetik akı alan içerinde akım taşıyan tel kaldığına göre, yine 4 sağ el kullanımı kullanacak olursak, baş parmak ilki için konuşuyorum.
Yani şu tel için konuşuyorum.
Akım aşağı yöne doğru.
Yani başparmak dört parmak sayfa düzlemin içeri doğru.
Evet görmüş olduğu manyetik kuvvet avuç içi olur ve dışarı doğru göstermiş oluruz.
O halde burada akım planımız ters yönlü, birinci öngörümüz doğru oldu.
D mesafesi azaltılır, sa kuvvet artar.
Elbette D yaz alırsak F kuvveti artmış olur.
İyi bir ve iki yakınları ev kuvveti doğru orantılı.
Kesinlikle iyi bir ve iki artarsa EF kuvveti artar.
Bu da doğru orantılı olduğunu gösterir ve burada unutamayacağımız en önemli etkenlerden birisi akımlar.
Zıt yönlü ise teller birbirini iter.
Akımlar aynı yönlü ise teller birbirini çeker.
Burada bir manyetik kuvvet oluşmuş olur.