Manyetizmada indüksiyon akımı.
Joseph Henry ve Michael Faraday gibi bilim adamları yaptıkları çalışmalarda manyetik akı değişimi ile elektromotor kuvveti üretip elektrik akımını oluşabileceklerini göstermişlerdi.
Birinci ve ikinci durumlarımızda görmüş olduğunuz etkinliklerde bunu nasıl yapacağımızı hep beraber inceleyelim.
Öncelikle şekil 1'de görmüş olduğunuz mıknatısımızı, bobinimiz yani akım makarasına görmüş olduğunuz gibi bir ampermetre bağladık. Belirli bir hızda, ok yönünde akım makarasına yani bobinimize mıknatısımızı yaklaştıracak olursak ampermetrenin saptığını gözlemleriz.
Yani ampermetre üzerinden akım geçtiği gözlemleriz. Aynı şekilde, şekil 2'deki etkinliğimize baktığımızda mıknatısımızı bobinden uzaklaştığımızda yine ampermetrenin saptığını gözlemleriz.
İşte bunun sebebi, manyetik akının yani bobinin içinden geçen manyetik alan çizgilerinde değişim olduğu için bir akım oluşur.
Biz bu akıma indüksiyon akımı diyoruz. Bu akımı oluşturan elektromotor kuvvetine de indüksiyon elektromotor kuvveti diyoruz.
Yani potansiyel farkından, voltundan bahsediyoruz aslında.
O halde indüksiyon akımını şuraya ifade edecek olursak manyetik akının zamanla değişiminden zamanla değişiminden indüksiyon akımı oluşur.
"Bu akımı oluşturan elektromotor kuvvetine de indüksiyon elektromotor kuvveti ya da kısacası EMK, indüksiyon EMK'sı denir" ifadesini kullanacağız.
O halde görmüş olduğunuz gibi ve bu ifadelerimizden yola çıkarak o halde burada oluşacak indüksiyon EMK'sını, görmüş olduğunuz şu indüksiyon elektromotor kuvveti, EMK'sı.
Yani aslında potansiyel farktan bahsediyoruz. "=" diyorum "/" çizgimi çekiyorum.
O zaman, zamanla neyin değişimiydi?
Manyetik akının değişimiydi ki manyetik akıyı nasıl gösteriyorduk?
Şöyle "ΔΦ"şeklinde, buradaki görmüş olduğunuz "ΔΦ" neydi manyetik akının değişimiydi.
Yani son manyetik akıdan ilk manyetik akıyı çıkarttığınız da zamanla indüksiyon EMK'sı olur.
Şuradaki bir de "-" ifademiz olacak.
"-" ifadenin olma sebebi, bunu kesinlikle unutmuyorsunuz, "Lenz Yasası" der ki: İndüksiyon EMK'sı her koşulda, her zaman kendisini oluşturan nedene karşı koyacak yöndedir.
Yani bu ne demek?
Manyetik akı artıyorsa sistem onu azaltıcı, manyetik akı azalıyorsa sistem onu artırıcı olacak.
Yani indüksiyon EMK'sı a oluşabilmesi için manyetik akı değişecekti ya manyetik akı azalırsa onu artıracak bir indüksiyon EMK'sı artarsa azaltacak bir şekilde olacak.
O yüzden bu eksiliğin sebebi Lenz Yasası'na göre ne demiştik?
indüksiyon EMK'sı her zaman kendini oluşturan nedene karşı koyacak yönde oluşur.
O halde, bu söylediklerimizi şekil 1 ve şekil 2' de ifade edecek olursak manyetik alan çizgileri "N" kutbundan çıkış yapmıyor muydu?
O halde görmüş olduğunuz gibi bu mıknatısımızı şu anda sabit tuttuğumuzu varsayalım, manyetik alan çizgilerinden sadece bu çizgi bobinimizin içinden geçiyor gördüğünüz gibi.
Yani diğerleri dışarı çıkıyor.
O halde biz bobinimizi ok yönünde yaklaştırırsak bu manyetik alan çizgileri de bobinin içine girecek yani görmüş olduğunuz gibi bu bobinin içinde manyetik alan çizgisi artacak. Bobin Lenz Yasası gereği artan manyetik akıyı azaltacak yönde kendi içinde bir manyetik alan oluşturmak zorunda çünkü içeri giren manyetik alan çizgi sayısı artmış durumda.
O halde bu şekilde bir manyetik alan oluşturmak zorunda kalıyor.
Bunu oluşturabilmesi de için de görmüş olduğunuz gibi sağ el kuralını hatırlayalım: Dört parmak akımın yönü olacaktı.
Akımı bu şekilde oluşturursa ancak manyetik alanı başparmak yönünde oluşturabilir diyoruz.
Çünkü manyetik alanı görmüş olduğunuz gibi sol tarafa oluşturmak zorunda.
O zaman dört parmağımız nereyi gösterecek?
Akım yönü bu şekilde olsun ki başparmak manyetik alanı göstermiş olsun.
İşte biz bu akıma ne dedik?
İndüksiyon akımı dedik çünkü içine giren manyetik alan çizgilerini arttırdık. Peki etkinlik 2'ye bakacak olursak manyetik alan çizgileri görmüş olduğunuz gibi "N" kutbundan "S" kutbuna doğru oluşuyordu, öyle değil mi?
Şöyle ifade ediyorduk, manyetik alan çizgilerinin varlığını böyle ifade ediyorduk.
Bu sefer görmüş olduğunuz gibi ok yönünde manyetik alan çizgilerimizi bobinimizden uzaklaştırıyoruz. Bobinden uzaklaştırdığımız anda görmüş olduğunuz gibi, bakın.
Bu çizgiler şu anda bu bobinin içindeydi ama uzaklaştırdığımızda artık bu çizgiler olmayacak.
Yani görmüş olduğunuz bobinimizin içinde manyetik alan çizgileri yani manyetik akı azaldı.
O halde bu bobin bunları artırıcı yönde kendi içinde manyetik alan oluşturmak zorunda kalıyor.
Bunu oluşturabilmesi için de kendi içinde indüksiyon akımı oluşturması gerekiyor.
Bu indüksiyon akımı nasıl olmak zorunda o zaman?
Sağ el kuralı gereği dört parmağımız akımın yönünü gösterecek ki demi?
Arkadan sarılacak ki akım, baş parmağımız sağ tarafa doğru olsun. O halde indüksiyon akımımız nasıl oldu?
Görmüş olduğunuz gibi.
Yani ampermetrede şekil 1'de akım, indüksiyon akımı sol tarafa doğru oluşurken görmüş olduğunuz gibi bu ampermetremizde indüksiyon ters yönde oluşmuş oldu.
Joseph Henry ve Michael Faraday gibi bilim adamları yaptıkları çalışmalarda manyetik akı değişimi ile elektromotor kuvveti üretip elektrik akımını oluşabileceklerini göstermişlerdi.
Birinci ve ikinci durumlarımızda görmüş olduğunuz etkinliklerde bunu nasıl yapacağımızı hep beraber inceleyelim.
Öncelikle şekil 1'de görmüş olduğunuz mıknatısımızı, bobinimiz yani akım makarasına görmüş olduğunuz gibi bir ampermetre bağladık. Belirli bir hızda, ok yönünde akım makarasına yani bobinimize mıknatısımızı yaklaştıracak olursak ampermetrenin saptığını gözlemleriz.
Yani ampermetre üzerinden akım geçtiği gözlemleriz. Aynı şekilde, şekil 2'deki etkinliğimize baktığımızda mıknatısımızı bobinden uzaklaştığımızda yine ampermetrenin saptığını gözlemleriz.
İşte bunun sebebi, manyetik akının yani bobinin içinden geçen manyetik alan çizgilerinde değişim olduğu için bir akım oluşur.
Biz bu akıma indüksiyon akımı diyoruz. Bu akımı oluşturan elektromotor kuvvetine de indüksiyon elektromotor kuvveti diyoruz.
Yani potansiyel farkından, voltundan bahsediyoruz aslında.
O halde indüksiyon akımını şuraya ifade edecek olursak manyetik akının zamanla değişiminden zamanla değişiminden indüksiyon akımı oluşur.
"Bu akımı oluşturan elektromotor kuvvetine de indüksiyon elektromotor kuvveti ya da kısacası EMK, indüksiyon EMK'sı denir" ifadesini kullanacağız.
O halde görmüş olduğunuz gibi ve bu ifadelerimizden yola çıkarak o halde burada oluşacak indüksiyon EMK'sını, görmüş olduğunuz şu indüksiyon elektromotor kuvveti, EMK'sı.
Yani aslında potansiyel farktan bahsediyoruz. "=" diyorum "/" çizgimi çekiyorum.
O zaman, zamanla neyin değişimiydi?
Manyetik akının değişimiydi ki manyetik akıyı nasıl gösteriyorduk?
Şöyle "ΔΦ"şeklinde, buradaki görmüş olduğunuz "ΔΦ" neydi manyetik akının değişimiydi.
Yani son manyetik akıdan ilk manyetik akıyı çıkarttığınız da zamanla indüksiyon EMK'sı olur.
Şuradaki bir de "-" ifademiz olacak.
"-" ifadenin olma sebebi, bunu kesinlikle unutmuyorsunuz, "Lenz Yasası" der ki: İndüksiyon EMK'sı her koşulda, her zaman kendisini oluşturan nedene karşı koyacak yöndedir.
Yani bu ne demek?
Manyetik akı artıyorsa sistem onu azaltıcı, manyetik akı azalıyorsa sistem onu artırıcı olacak.
Yani indüksiyon EMK'sı a oluşabilmesi için manyetik akı değişecekti ya manyetik akı azalırsa onu artıracak bir indüksiyon EMK'sı artarsa azaltacak bir şekilde olacak.
O yüzden bu eksiliğin sebebi Lenz Yasası'na göre ne demiştik?
indüksiyon EMK'sı her zaman kendini oluşturan nedene karşı koyacak yönde oluşur.
O halde, bu söylediklerimizi şekil 1 ve şekil 2' de ifade edecek olursak manyetik alan çizgileri "N" kutbundan çıkış yapmıyor muydu?
O halde görmüş olduğunuz gibi bu mıknatısımızı şu anda sabit tuttuğumuzu varsayalım, manyetik alan çizgilerinden sadece bu çizgi bobinimizin içinden geçiyor gördüğünüz gibi.
Yani diğerleri dışarı çıkıyor.
O halde biz bobinimizi ok yönünde yaklaştırırsak bu manyetik alan çizgileri de bobinin içine girecek yani görmüş olduğunuz gibi bu bobinin içinde manyetik alan çizgisi artacak. Bobin Lenz Yasası gereği artan manyetik akıyı azaltacak yönde kendi içinde bir manyetik alan oluşturmak zorunda çünkü içeri giren manyetik alan çizgi sayısı artmış durumda.
O halde bu şekilde bir manyetik alan oluşturmak zorunda kalıyor.
Bunu oluşturabilmesi de için de görmüş olduğunuz gibi sağ el kuralını hatırlayalım: Dört parmak akımın yönü olacaktı.
Akımı bu şekilde oluşturursa ancak manyetik alanı başparmak yönünde oluşturabilir diyoruz.
Çünkü manyetik alanı görmüş olduğunuz gibi sol tarafa oluşturmak zorunda.
O zaman dört parmağımız nereyi gösterecek?
Akım yönü bu şekilde olsun ki başparmak manyetik alanı göstermiş olsun.
İşte biz bu akıma ne dedik?
İndüksiyon akımı dedik çünkü içine giren manyetik alan çizgilerini arttırdık. Peki etkinlik 2'ye bakacak olursak manyetik alan çizgileri görmüş olduğunuz gibi "N" kutbundan "S" kutbuna doğru oluşuyordu, öyle değil mi?
Şöyle ifade ediyorduk, manyetik alan çizgilerinin varlığını böyle ifade ediyorduk.
Bu sefer görmüş olduğunuz gibi ok yönünde manyetik alan çizgilerimizi bobinimizden uzaklaştırıyoruz. Bobinden uzaklaştırdığımız anda görmüş olduğunuz gibi, bakın.
Bu çizgiler şu anda bu bobinin içindeydi ama uzaklaştırdığımızda artık bu çizgiler olmayacak.
Yani görmüş olduğunuz bobinimizin içinde manyetik alan çizgileri yani manyetik akı azaldı.
O halde bu bobin bunları artırıcı yönde kendi içinde manyetik alan oluşturmak zorunda kalıyor.
Bunu oluşturabilmesi için de kendi içinde indüksiyon akımı oluşturması gerekiyor.
Bu indüksiyon akımı nasıl olmak zorunda o zaman?
Sağ el kuralı gereği dört parmağımız akımın yönünü gösterecek ki demi?
Arkadan sarılacak ki akım, baş parmağımız sağ tarafa doğru olsun. O halde indüksiyon akımımız nasıl oldu?
Görmüş olduğunuz gibi.
Yani ampermetrede şekil 1'de akım, indüksiyon akımı sol tarafa doğru oluşurken görmüş olduğunuz gibi bu ampermetremizde indüksiyon ters yönde oluşmuş oldu.
