Manyetik Alan ve Manyetik Kuvvet Ders Notu

Mıknatıs ve Manyetik Alan

Mıknatısların N ve S olmak üzere iki kutbu vardır.

Aynı kutuplar iter.

Zıt kutuplar çeker.

Tek kutuplu mıknatıs yoktur.

Manyetik alan:

B

Birim:

tesla (T)

1 G = 10⁻⁴ T

Manyetik Alan Çizgileri

Mıknatıs dışında:

N → S

Mıknatıs içinde:

S → N

Alan çizgileri:

• kapalıdır,
• kesişmez,
• yoğun olduğu yerde alan daha büyüktür,
• alan vektörü çizgiye teğettir.

Pusula

Pusulanın N kutbunun gösterdiği yön, bulunduğu noktadaki manyetik alan yönüdür.

Düz İletken Tel

B = 2K·i/d

B:

• akımla doğru,
• uzaklıkla ters,
• manyetik alan katsayısıyla doğru orantılıdır.

Yön sağ el kuralıyla bulunur.

Akım Makarası

İdeal selenoid:

B = 4Kπ·i·N/L

Alan:

• i ile artar,
• N ile artar,
• L ile azalır.

İdeal makaranın içi düzgün alan, dışı sıfır kabul edilir.

Elektromıknatıs

Akım makarası demir, nikel veya kobalt gibi çekirdeklerin çevresine sarıldığında elektromıknatıs oluşabilir.

Akım değiştirilerek manyetik alan kontrol edilebilir.

Yüklü Parçacığa Manyetik Kuvvet

F = B·q·v·sinθ

θ=90° → maksimum

θ=0° → sıfır

Pozitif yükte yön sağ el kuralıyla bulunur.

Negatif yükte kuvvet yönü tersidir.

Çembersel Hareket

Alanla dik hareket eden yükte:

Bqv = mv²/r

r = mv/(Bq)

T = 2πm/(Bq)

Akım Geçen Tele Manyetik Kuvvet

F = B·i·L·sinθ

θ=90° → maksimum

θ=0° → sıfır

Yön sağ el kuralıyla belirlenir.

Paralel Teller

Aynı yönlü akımlar: çeker.

Zıt yönlü akımlar: iter.

Döndürücü Etki

Manyetik alandaki akım geçen dikdörtgen tel çerçeveye etki eden kuvvetler dönme oluşturabilir.

Döndürme etkisi:

• akım,
• manyetik alan,
• çerçeve alanı,
• sarım sayısı

ile artar.

Kısa Özeti

Manyetik alan mıknatıslar ve elektrik akımları çevresinde oluşur. Düz tel için B=2Ki/d, ideal akım makarası için B=4KπiN/L kullanılır. Hareketli yüklü parçacığa F=Bqv sinθ, akım geçen tele F=BiL sinθ kuvveti etki edebilir. Manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralıyla bulunur ve tel çerçevelerde döndürücü etki oluşturarak elektrik motorlarının temel çalışma ilkesini sağlar.