Bölüm 5 Manyetizma. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Transkript

1 ölüm 5 Manyetizma Pof. D. ahadı OYACOĞLU

2 Manyetizma Manyetik Alanın Tanımı Akım Taşıyan İletkene Etkiyen Kuvvet Düzgün Manyetik Alandaki Akım İlmeğine etkiyen Tok Yüklü bi Paçacığın Manyetik Alan içeisindeki Haeketi i Akımın Manyetik Alanı iot-savat Yasası i Akım Çembeinin Manyetik Alanı Paalel Akımla aasındaki Kuvvet i Selonoidin Manyetik Alanı

3 Manyetik Alanın Tanımı Demi, Nikel gibi maddelei çeken maddelee mıknatıs deni. i mıknatısın iki kutbu vadı: N ve S Aynı kutupla ite; aklı kutupla çeke.

4 Manyetik Alanın Tanımı Manyetik Alan çizgilei: Mıknatıslık etkileinin göüldüğü bölgede manyetik alan vadı ve elektik alan çizgilei, yönü ve yoğunluğunda olduğu gibi tanımlanı ve vektöel bi nicelik olup sembolü ile gösteili. iimi Tesla (T) (S biim sisteminde) dı. Manyetik alan çizgilenin doğultusu pusula iğnesi ya da demi tozlaıyla belilenebili.

5 Manyetik Alanın Tanımı Elektik yükü benzei, bi manyetik yük" yoktu. Mıknatısı ikiye böldüğümüzde, he iki paça yeniden N -S kutuplu bie mıknatıs olu. Yani, Manyetik tek kutup yoktu. Yüklü paçacıkla haeketli veya haeketsiz olup olmamalaına bakılmaksızın, bi elektik alan içindeyken bi elektik kuvvetine mauz kalıla. Yüklü paçacıklaın, bi elektik alanı yokluğunda bile haeketinden dolayı kaşılaşabileceklei kuvvete Manyetik Kuvvet deni.

6 Manyetik Alan Tanımı İki faklı kutuplu çubuk mıknatıs aasında oluşan manyetik alan düzgün bi magnetik alandı. =sabit

7 Manyetik Alanın Tanımı Manyetik bi alandaki v hızı ile haeket eden bi q yüküne etki eden kuvvet Ԧ = q Ԧv = qvsinθ olaak tanımlanı. Paçacığa uygulanan manyetik kuvvet büyüklüğü, q yükü ve paçacığın v hızı ile oantılıdı. Yüklü bi paçacık manyetik alan vektöüne paalel haeket ettiğinde, paçacığa etki eden manyetik kuvvet sıfıdı. Paçacık hız vektöü alanla hehangi bi açı oluştuduğunda, kuvvet hem hız hem de alana dik doğultuda etki ede. Pozitif yük üzeine uygulanan manyetik kuvvet, aynı yönde haeket eden negatif bi yük üzeinde uygulanan manyetik kuvvetin tesi yönündedi

8 Manyetik Alanın Tanımı Sağ-El Kualı: v v Ya da

9 Akım Taşıyan bi İletkene Etkiyen Kuvvet Manyetik bi alana yeleştiilen bi akım taşıyan telin üzeinde bi kuvvet oluşu. Akım, haeket halindeki biçok yüklü paçacıkladan oluşan bi toplamdı. Kuvvetin yönü sağ el kualına göe belileni. 1) Akım yoktu, bu nedenle hehangi bi kuvvet yoktu. u nedenle, tel dikey olaak kalı 2) Manyetik alan sayfa düzleminden içe doğu giiyo. Akım yukaı doğu. Kuvvet sola doğudu. 3) Manyetik alan sayfa düzleminden içe doğu giiyo. Akım aşağı doğu. Kuvvet sola doğudu. = Manyetik alan sayfa düzleminden içe doğu Manyetik alan sayfa düzleminden dışa doğu

10 Akım Taşıyan bi İletkene Etkiyen Kuvvet Akım geçen tel manyetik alan içine konulduğunda: L uzunluğundaki kısmına etki eden kuvvet; L L, ye dik ise = L

11 Akım Taşıyan bi İletkene Etkiyen Kuvvet Şekilde göüldüğü gibi akım taşıyan bi tele etki eden kuvvetin sağ el kualına göe belilenmesi

12 Düzgün Manyetik Alandaki Akım İlmeğine etkiyen Tok Dikdötgen ilmek, düzgün bi manyetik alanda bi akımı taşıdığını düşünelim. 1 ve 3 taaflaında manyetik kuvvet: = 0 2 ve 4 taaflaında manyetik kuvvet: = b Kuvvetle O noktası çevesinde bi tok üeti. O noktasına göe tok; τ = 1 a A=ab dikdötgen ilmeğin alanı a 2 = A a/2 a/2 1 2

13 Yüklü bi Paçacığın Manyetik Alan içeisindeki Haeketi Alana dik v hızıyla dış bi manyetik alanda haeket eden bi paçacığı düşünün. Kuvvet daima daiesel yolun mekezine yönlendii. Manyetik kuvvet, paçacık hızının yönünü değiştieek, mekezcil bi ivmeye neden olu. Manyetik ve mekezcil kuvvetle eşitlenise: için çözüm: qv mv q mv 2 yaıçapı, paçacığın doğusal momentumuyla doğu ve manyetik alanla tes oantılıdı

14 i Akımın Manyetik Alanı iot-savat Yasası Akım Manyetik Alan o 2 Manyetik alan sayfa düzleminden dışa doğu Manyetik alan sayfa düzleminden içe doğu o sabiti boşluğun manyetik geçigenliği ve değei o = 4 x 10-7 T. m / A

15 i Akım Çembeinin Manyetik Alanı Akım taşıyan bi çembein mekezinde oluşan manyetik alan = μ 0 2

16 Paalel Akımla aasındaki Kuvvet Aalaında uzaklığı bulunan paalel iki doğusal telde, aynı ve zıt yönde 1 ve 2 akımlaı geçtiği zaman tellede oluşan kuvvet; = K l akımla aynı yönlü ise bibileine çekele, zıt yönlü ise itele.

17 i Selonoidin Manyetik Alanı Ampe yasasını kullanaak manyetik alan hesaplanısa l n = N / l, biim uzunluğuna göe saım sayısıdı.