Hazırlayanlar: Ali AKSAKARYA Orçun CAN CEVİZ Melih ÖZTEKİN Arman ÇAKAR Mert ÜRKMEZ Kemal GÜLTEKİN. Öğretmen: Ayşe Ruhşah Aşan

Transkript

1 Hazırlayanlar: Ali AKSAKARYA Orçun CAN CEVİZ Melih ÖZTEKİN Arman ÇAKAR Mert ÜRKMEZ Kemal GÜLTEKİN Öğretmen: Ayşe Ruhşah Aşan

2 İÇİNDEKİLER Teşekkürler... 3 Projeyi seçme nedenimiz Elektromıknatıs yapımı ile ilgili bilgiler Telgraf yapımı... 7 a) Araç ve gereçler b) Yapılışı 3.Telgraf hakkında bilgi Elektromıknatıslar... 9 A) Bir elektromıknatısın gücü B) Solenoit C) Elektromıknatıs çeşitleri 1. Taşıyıcı elektromıknatıslar 2. Mekanik denetim aygıtı olarak kullanılan elektromıknatıslar 3. Şiddetli indüklenme alanlarının oluşturulmasında kullanılan elektromıknatıslar 5.Elektromanyetizma Bir pusulanın ibresini etkileyen elektromanyetizma 6.Zil Fotoğraflar Sonuç Kaynakça

3 TEŞEKKÜRLER Neler yapacağımızı söylediği için fizik öğretmenimiz Ayşe Ruhşah Aşan a ve tüm Yaptıklarından dolayı arkadaşlarımıza teşekkür ederiz 3

4 PROJEYİ SEÇMEMİZİN NEDENİ Sene başında fizik öğretmenimiz bize konulardan bahsediyordu. Bir makine yapma konusundan bahsederken ilgimizi çekti. Mesela bir kağıt verme makinesi. Aklımıza yatınca doğru fen odasına gidip Ruhşan hocayla görüştük. Artık projeyi almıştık. Hemen makine için planlar yapmaya başladık. Asıl nedene gelince, tabii ki pek işe yaramasa da basit bir makine yapmak. 4

5 1.ELEKTROMIKNATIS YAPIMI İLE İLGİLİ BAZI FAYDALI BİLGİLER Bir çubuğun üzerine sarılmış iletken tellerin tümüne elektromıknatıs denir. Şimdi size elektromıknatıs yaparken daha iyi performans almanız için bazı bilgiler vereceğiz. 1. Elektrik tellerinin üst üste genelde yuvarlak şekilde makara usulü sarılması, eğer içine demir konursa yada demirin üzerine sarılırsa daha kuvvetli bir elektromıknatıs elde edilir. 2. Bobinin sarımlarının kapladığı kısmin boyu, bobinin yarıçapından küçük yada tam çapından büyük olduğu zaman enduktif reaktansi en güzel şekilde olur. 3. Bir bobinin binlerce değişik şekli olacağından enduktansi da binlerce farklı şekilde hesaplanabilir, ancak sık kullanılan bobinler için enduktans hesaplanmasında çeşitli formüller vardır.. tek sıra olarak tellerin yan yana aralık bırakmadan nüvesiz sarıldığı bobinin enduktansi; l=microhenry cinsinden enduktans, r=bobin yarıçapı, n=bobin sarım şayisi, b=bobinin boyu olmak üzere; l=(r²n²)/(23r+25b) formülü ile bulunabilir.. bu formülden n'yi çekersek n=sqr(l*(23r+25b))/r formülü ile bulunur.. ancak bobin enduktansini birçok diş etmen etkiler, en önemlisi demirden bir çekirdeğin bobinin içinde bulunup bulunmamasıdır çünkü böyle bir çekirdek enduktansi 20kat kadar bile etkileyebilir.. bobinin içine koyulabilecek anti-manyetik bir nuve ise enduktansi 20% oranında azaltabilir.. bobin enduktansini etkileyen diğer bir etmen de bobinin ekranlanmış olup olmadığıdır... 5

6 2.TELGRAF YAPIMI A)ARAÇ VE GEREÇLER: Pil 5 metre uzunluğunda yalıtılmış bakır tel Büyük başlı iki çivi, 3 veya 4 küçük çivi 3 parça 20 mm kalınlığında tahta İnce bir bakır teneke parçası Seloteyp 3 küçük vida B)YAPILIŞI: Bir anahtar yapmak için 2,5 x 7,5 cm boyutlarında, ince bir teneke kesin. Vidalardan birini kullanarak parçayı 50 x 100 cm lik tahtaya tutturun, ama vidayı sıkıştırmayın. Parça tahtanın üzerinde uzunlamasına yerleşmelidir. Tahtanın diğer ucuna yakın bir noktaya başka bir vidayı yarısına kadar gömün. Teneke parçasının serbest ucu bu vidanın üzerine kapanmalı. Anahtarı daha sonra kullanmak üzere kenara koyun. Sonra küçük çivileri kullanarak 10 x 10 cm lik tahtayı 10 x 12 lik tahtanın üzerine çakın. Büyük çivileri alttaki tahtaya birbirine 5 cm uzaklıkta çakın.telgrafın tellerini sarmadan önce telin 50 cm lik bölümünü bağlantılar için açıkta bırakın. Sonra sağdaki çividen sarmaya başlayın. Yaklaşık 20 tur sarın. Teli mümkün olduğu kadar sıkı sarın. Tepeye ulaştığınız zaman teli sıkıca tutarak soldaki çivinin altından sarmaya başlayın. Tellerle işiniz bitince seloteyp ile sargıları sağlamlaştırın. Böylece bir elektro mıknatıs yapmış oldunuz. Telin bir ucunu anahtarın vidalarından birine bağlayın ve sıkıştırın. Diğer vidadan başka bir teli pilin bir ucuna bağlayın. Elektromıknatıstan gelen diğer teli pilin öteki ucuna bağlayın. Tenekeden T şeklinde bir parça kesin. T nin başı iki çivinin birden üzerine gelecek uzaklıkta olmalıdır. T yi bükün böylece baş kısmı iki çivinin tam üstüne gelmiş olacaktır. 6

7 3.TELGRAF İki merkez arasında kararlaştırılmış işaretler yardımıyla yazılı haberlerin veya belgelerin iletimini sağlayan telekomünikasyon sistemi.telgraf iletilen bilgilerin iletim yolu sonunda grafik bir belge biçiminde kaydedildiği bir iletişim yöntemidir. Telgraf işaretleri, yazılı bir mesajın çeşitli harflerinin ikili düzende kodlanmasıyla gerçekleştirilir.mors kodu,her harfi belli sayıda noktalardan veya çizgilerden oluşan bir kodlama sistemi getirmiş, Baudot tarafından uygulamaya konulan Hughes'un yöntemindeyse,her harf ve sayı simgesi,moment denen beş ikili öğeyle (nokta ve çizgiler) karşılanmış,telgraf işaretleri o günden bu yana değişmemiştir.daha önce ''noktalar ve çizgiler'' diye adlandırılan ikili sistemin iki farklı durumu, elektriksel bakımdan iki olası moda dönüşmüştür: elektrik devresinin anahtarla her açılıp kapanması sırasında,yazıcıya kumanda eden terminal alıcının çekilip bırakılmasıyla sağlanan yalın akımlı mod;ikili işaret sisteminin,akımın bir veya öteki yönde geçişine denk düşen çift akımlı mod.ilk telgrafın günümüzdeki uygulamasında,akım değiştirilmesi yerine frekans değişmesi yerleştirilmiş, ayrıca ''taşıyıcı akımlar'' sayesinde telgraf hatlarının çok sayıda mesaj taşıması sağlanmış, elle çalıştırılan anahtarın yerini daktilo klavyesi,alıcının yerini de yazıcıdakine almıştır.tekniklerin gelişmesi de iletim hızlarının artmasını sağlamış,hız önceleri saniyede 50 momente ulaşırken (6 veya 7 harf)günümüzde momente çıkarılmıştır. Ayrıca,teleks şebekesi sayesinde abonelere,her an yazılı haberleşme olanağı sağlanmıştır.(alıcılar sürekli çalışır durumda olduğundan,abonenin yokluğunda da mesaj alınabilir). 7

8 4.ELEKTROMIKNATISLAR A)BİR ELEKTROMIKNATISIN GÜCÜ Elektromıknatıs, bir demir çubuğun etrafına sarılmış bir tel bobinidir. İstendiğinde kapatılıp açılabilmesi dışında tıpkı bir daimi mıknatıs gibi davranır. Aşağıda, bir elektromıknatısın yarattığı manyetik kuvvetin büyüklüğünün, mıknatısın kaldırdığı ataçların sayısı ile ölçülmesi gösteriliyor. Bir mıknatısın gücü, bobindeki sarım sayısına ve telden geçen akıma bağlıdır. B)SOLENOİT Akım taşıyan bir tel bobinin etrafındaki manyetik alan, normal bir çubuk mıknatısın etrafındaki alana benzer. Her bir telin alanı üst üste eklenerek toplam manyetik alanı oluşturur. İçinde demir bulunmayan bobine solenoit denir. C)ELEKTROMIKNATIS ÇEŞİTLERİ 1.TAŞIYICI ELEKTROMIKNATISLAR Bunlar, genellikle, mıknatıslı bobinlere s arılmış ve sabit bir boyun ile hareketli bir armatür aracılığıyla birbirine bağlanmış iki çekirdekten oluşur ; bobinler uyarıldığında çekirdeklerle güçlü biçimde temas halinde olan hareketli armatür, taşınacak cisimlere takılmış olan kaldırma aygıtlarını taşır.ferromagnetik malzemelerin yerini değiştirmek için, tek bir bobin içeren ve manyetik devresinde yaygın kutup kuşakları bulunan elektromıknatıslar kullanılır.akımın kesilmesi, bazen, süren indüklenme nedeniyle, taşınan cisimlerin ayrılması için yeterli olmaz;bu durumda, bobindeki akımın yönünü 8

9 değiştirmek gerekir.taşıyıcı bir elektromıknatısın temel özelliği, taşıyıcı kuvvetidir ;bu kuvvet çekirdek magnetik doymaya erişinceye kadar akımın şiddetiyle artar ve N yi bulur. 2.MEKANİK DENETİM AYGITI OLARAK KULLANILAN ELEKTROMIKNATISLAR Bunlarda, mıknatıslayıcı bobinleri beslediğinde bir öteleme ya da dönme hareketi yapabilecek, hareketli bir armatür içeren bir magnetik devre bulunur. Söz konusu hareketli armatür kesicilerin ya da kontaktörlerin (açma-kapama aygıtı) hareketli kutupları, uzaktan kumanda ve sinyalizasyon (işaret) düzenleri gibi çeşitli aygıtların çalıştırılmasında kullanılır. Röleler, elektromıknatısların önemli bir uygulama alanını oluştururlar. Kontaktör özel bir röledir. Bobini besleyen devrenin kapanması ve açılması, uzaktan gerçekleştirilebilir. 3.ŞİDDETLİ İNDÜKLENME ALANLARININ OLUŞTURULMASINDA KULLANILAN ELEKTROMIKNATISLAR Bunlarda, uzunluğu ve kesiti küçük olan bir demir aralığı bulunur ve mıknatıslayıcı Bobinler çok sayıda sarımdan oluşur; çünkü demir aralığındaki indüklenme, sarımların sayısına ve bobinlerden geçen akımın şiddetine bağlıdır. Yüksek şiddette akımın kullanılması, sarımların içinde, Joule olayı nedeniyle çok büyük yitimlere yol açar; dolayısıyla, çok güçlü bazı mıknatıslarda, içinde soğumayı sağlayan bir akışkanın dolaştığı oyuklu iletkenlerden oluşmuş bobinler kullanılır.aşırı-iletkenlik, bu alanda önemli iyileştirmeler getirir; böylece aygıtın yüksek şiddetli akımlarda ısınmaması sağlanır. 9

10 5.ELEKTROMANYETİZMA Her elektrik akımı, tıpkı bir daimi mıknatıs gibi,demir tozlarını ve pusulanın ibresini etkileyen bir manyetizma yaratır.elektrik akımı taşıyan bir telin etrafındaki kuvvet çizgilerinin düzeni,yani manyetik alanı daireseldir. Elektrik akımının manyetik etkisi, akım taşıyan telin bir bobin halinde getirilmesiyle artar.bir bobin, demir bir çubuğun etrafına sarılırsa, buna elektromıknatıs denir.bobinin yarattığı manyetik alan demir çubuğu mıknatıslandırarak genel manyetik etkiyi arttırır.bobindeki tellerin manyetik alanları bir çubuk mıknatısın manyetik alanı benzer bir alan yaratır.oluşturulan manyetik alanın şiddeti bobindeki sarım sayısına ve tellerden geçen akımın şiddetine bağlıdır.elektrik motorları da dahil çok sayıdaki makine ve cihaz, elektrik ile manyetizma arasındaki bağlantıdan yararlanılır.bir elektrik motorunda, elektromanyetik bobinler ve daimi mıknatıslar, elektromanyetik kuvvetlerin ortadaki bir milli döndürmesini sağlayacak şekilde yerleştirilmiştir.bu ilke, çok büyük kuvvetler oluşturmak için büyük ölçekte kullanılabilir. BİR PUSULANIN İBRESİNİ ETKİLİYEN ELEKTROMANYETİZMA Pusula ibresi, kendi etrafında serbestçe dönebilen küçük bir mıknatıstır.normalde Dünya nın manyetik alanı ile aynı doğrultuda, yani kuzey-güney doğrultusundadır. Ancak, yakındaki bir telden akım geçtiğinde ibre sallanarak, akımın yaratığı manyetik alanla aynı hizaya gelir. 10

11 6.ZİL Elektrik zilinde anahtar kapatılınca palet mıknatıslık özelliği kaybolduğunda palet eski yerine gelir. Anahtara bastığımız sürece bu işlem aynen devam eder.bir telefon devresi, mikrofon, batarya, kulaklıktan oluşur. Mikrofon sesleri elektrik sinyalleri şekline çevirir ve her saniye bu sinyaller binlerce kez azalıp çoğalan bir elektrik akımı meydana getirir. Oluşan bu akım telefon telleri ile binlerce kilometre uzağa iletilir. 11

12 12

13 13

14 14

15 SONUÇ Bir makine yapma hevesi ile girdiğimiz proje bize çok şey kazandırmıştı. Mesela bir elektromıknatısın tam olarak nasıl yapılacağı, Gücünün neye göre değiştiği, Hangi elementlerle daha yüksek performans alındırdığı... Daha çok şey sayabilirim. Sonuçta elektrostatik ile ne var ne yok öğrendik. 15

16 KAYNAKÇA Tubitak Popüler Bilim Kitapları FİZİK, AnaFen yayınları. 16