Statik Manyetik Alan

Benzer belgeler
Statik Manyetik Alan

MANYETİK ALAN KAYNAKLARI Biot Savart Yasası

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

FIZ Arasınav 9 Aralık 2017

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Manyetik Alan Kaynakları-1

olduğundan A ve B sabitleri sınır koşullarından

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

FİZK Ders 8 MANYETIK ALAN. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

MANYETIZMA. Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Eş Merkezli Küresel Elektrot Sistemi

Q27.1 Yüklü bir parçacık manyetik alanfda hareket ediyorsa, parçacığa etki eden manyetik kuvvetin yönü?

Manyetik Alan Şiddeti ve Ampere Devre Yasası

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı 9.Bölümün Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Manyetizma. Manyetik alan çizgileri, çizim. Manyetik malzeme türleri. Manyetik alanlar. BÖLÜM 29 Manyetik alanlar

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Silindirsel Elektrot Sistemi

DİELEKTRİKLER 5.1 ELEKTRİK ALANI İÇİNDEKİ YALITKAN ATOMUNUN DAVRANIŞI

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

DENEY 5. Bir Bobinin Manyetik Alanı TOBB ETÜ A N K A R A P r o f. D r. S a l e h S U L T A N S O Y. D r. A h m e t N u r i A K A Y

Elektromanyetik Alan Kaynakları (1)

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ELEKTRİK YÜKÜ 1.1. ELEKTRİK YÜKÜ VE ÖZELLİKLERİ YALITKANLAR VE İLETKENLER...

7.DENEY RAPORU AKIM GEÇEN TELE ETKİYEN MANYETİK KUVVETLERİN ÖLÇÜMÜ

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 10. Hafta. Aysuhan OZANSOY

İMÖ 206 VİZE SINAVI - 18 NİSAN 2003

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Fizik 102-Fizik II /II

FARADAY YASASI Dr. Ali ÖVGÜN

Bölüm 24 Gauss Yasası

Küre Küre Üzerinde Hesap. Ders Sorumlusu Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA 2018

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Elektriksel Potansiyel

STATIK VE MUKAVEMET 4. Ağırlık Merkezi. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Uydu Yörüngelerine Giriş

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 2. yapılırsa bu durumda θ ya z nin esas argümenti denir ve Argz ile gösterilir. argz = Argz + 2nπ, n Z

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

YRD.DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL ELEKTRIK & ELEKTRO NIK Y Ü K. M Ü H.

YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİNİN UYGULAMA ALANLARI

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

İletken Düzlemler Üstüne Yerleştirilmiş Antenler

Elektrik ve Magnetizma

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

9. MANYETİK ALAN AMAÇLAR

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

SİLİNDİRİK ELEKTROT SİSTEMLERİ

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

FİZİK II - Final UYGULAMA

Bölüm 1 Elektrik Alanları. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

FİZK Ders 5. Elektrik Alanları. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

FIZ 102 Final Sınavı 8 Ocak 2018

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

ELEKTRİK VE ELEKTROSTATİK

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

elektrikle yüklenmiş

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26

1) Bir sarkacın hareketini deneysel olarak incelemek ve teori ile karşılaştırmak. 2) Basit sarkaç yardımıyla yerçekimi ivmesini belirlemek.

SIĞA VE DİELEKTRİKLER

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

LİSELERARASI ORTAK DENEME SINAVI

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

ELEKTROMANYETIK ALAN TEORISI

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

Faraday Yasası. 31. Bölüm

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

FIZ Arasınav 21 Ekim 2017

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTROMANYETİK DALGA TEORİSİ VİZE SORULARI :.. OKUL NO ADI SOYADI

STATİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

Pervane 10. PERVANE TEORİLERİ. P 2 v 2. P 1 v 1. Gemi İlerleme Yönü P 0 = P 2. Geliştirilmiş pervane teorileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 1 Çözümler

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Akım, Direnç ve Elektromotor Kuvvet

Adı ve Soyadı : Nisan 2011 No :... Bölümü :... MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ARA SINAV SORULARI

ELEKTROMANYETİK ALAN TEORİSİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Burulma (Torsion) Amaçlar

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Disk frenler, kuvvet iletimi, konstrüksiyon, kampanalı frenler, kuvvet iletimi, konstrüksiyon, ısınma, disk ve kampanalı frenlerin karşılaştırılması

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

T.C. ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI I DENEY FÖYLERİ

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu 2011 Seçme Sınavı

Saf Eğilme(Pure Bending)

FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

DENGELEME HESABI-I DERS NOTLARI

4 ELEKTRİK AKIMLARI. Elektik Akımı ve Akım Yoğunluğu. Elektrik yüklerinin akışına elektrik akımı denir. Yük

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

Transkript:

Statik Manyetik Alan Noktasal Yüke Etki eden Manyetik Kuvvet Akım Elemanına Etki Eden Manyetik Kuvvet Biot-Savart Kanunu

Statik Manyetik Alan Statik manyetik alan, sabit akımdan veya bir sürekli mıknatıstan kaynaklanabilir Bu bölümde sabit akımların oluşturduğu manyetik alanlar incelenecektir.

E D Statik Elektrik Alan Elektrik Alan Vektörü [V/m] Elektrik Akı Yoğunluğu (Deplasman Vektörü) [C/m 2 ] H B Statik Manyetik Alan Manyetik Alan Şiddeti [A/m] Manyetik akı yoğunluğu [Wb/m 2 ],[Tesla] veya [Gauss] 1Tesla= 10 4 Gauss Eğer ortam homojen ve izotropikse (yönden bağımsız) ise elektrik alan şiddeti ve deplasman vektörü arasında aşağıdaki ilişki vardır D. E Eğer ortam homojen ve izotropik (yönden bağımsız) ise manyetik alan şiddeti ve manyetik akı yoğunluğu vektörü arasında aşağıdaki ilişki vardır B = μ. H

Noktasal Yüke Etkiyen Manyetik Kuvvet Noktasal q yüküne B manyetik alanı içinde etki eden manyetik kuvvet: F B q[ v B] Manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur.

F m qv B z v v x î v y ĵ B B x î B y ĵ F î ĵ ˆk v x v y 0 B x B y 0 v y 0 B y 0 î 0 v x 0 B x ĵ v x v y B x B y ˆk y F î ĵ ˆk v x v y 0 B x B y 0 (v x B y B x v y ) ˆk k j i x

Pozitif yük, Manyetik Alan içerisinde Hareket Ediyor. B, sayfadan içeri doğru F v B F m qv B = qvbsin90 o Kuvvetin yönü, sağ el kuralı ile bulunur

Yüke etki eden kuvvet: 2 mv F B qvb r Dairesel yolun yarıçapı: r mv qb Açısal Hız: v r qb m Hareketin periyodu: T 2r 2 2m v qb

Örnek: Bir proton, 0.4 Tesla lık manyetik akı yoğunluğu içerisinde 21 cm yarıçaplı yörüngede hareket etmektedir. Protonun hızını ve frekansını bulunuz. x x x v x x r x x x 1 v qbr m v 1.6 1019 C (0.4T ) 0.21m 1.67 10 27 kg v v 1.6 (0.4) 0.21 10 8 m s 1.67 8.1 106 m s 8.110 6 m s 2 f qb 2m f 1.6 1019 C (0.4T ) (2) 1.67 10 27 kg 1.6 (0.4) f (6.28) 1.67 108 Hz 6.1 10 6 Hz f 6.110 6 Hz

Akım Elemanı Üzerine Etki Eden Kuvvet Manyetik alan içerisinde hareket etmekte olan yüklü parçacığa etki eden kuvvet bağıntısı iletkenlerdeki akım için kullanışlı olmadığından; akım elemanı üzerine etki eden kuvvet bağıntısı çıkartılacaktır. I = dq dt olduğu hatırlanıp ; dl= v. dt alınabilir. dt çekilip yukarıdaki denklemde yazılırsa; I = dq dl. v elde edilir.

Diğer taraftan, akımı akım yoğunluğu cinsinden aşağıdaki gibi yazabiliriz. I = J. ds J = I ds = dq.v = ρ. v dl.ds v hızı ile hareket eden dq yük grubuna etki eden kuvvet aşağıdaki gibi bulunabilir. df=dq.v B df= dl. ds. ρ. v B df= J Bdv dq=ρ. dl. ds dv J F = v J Bdv

Üzerinden I şiddetinde akım geçmekte olan uzun bir tel için; df= dl. ds.j B df = I. dl B I F = Telin tümüne etki edecek olan manyetik kuvvet; (I. dl x B)=I tel (dl tel xb)

Amper in Kuvvet Kanunu Üzerinden akım geçen bir iletkenin çevresinde bir manyetik alan meydana gelir. Bu alana başka bir iletken sokulursa bunlar karşılıklı olarak birbirine etki ederler. Bu olay Amper tarafından deneysel olarak ispatlanmış ve şekildeki örnek için; F 21 = k. c1 c2 I 2. dl 2 (I 1. dl 1 R 21 ) R 21 3 eşitliği ile verilmiştir. k sabittir. k = μ 0 4π

ε 0 = 1 36π10 9 [F/m] μ 0 = 4π10 7 [H/m] Boşluğun dielektrik katsayısı Boşluğun manyetik geçirgenlik katsayısı Işık Hızı c = 1 μ 0.ε 0 = 1 4π10 7. = 3. 10 8 [m/sn] 1 36π10 9

Üzerinden Akım Geçen İletkenin Manyetik Alanı Manyetik alan içindeki, üzerindeki I akımı geçen tele etkiyen kuvvet aşağıdaki gibi tanımlanmıştı. df = I. dl B İki iletkenin Amper in kuvvet kanunu uyarınca uyguladıkları kuvvet ise aşağıdaki gibi yazılabilir. İki eşitlik karşılaştırıldığında; yazılabilir. df 21 = μ 0 4π. I 2. dl 2 (I 1. dl 1 R 21 ) R 21 3 I. dl 2 db 1 = μ 0 4π. I 2. dl 2 (I 1. dl 1 R 21 ) 3 R 21

Biot-Savart Kanunu I. dl 2 db 1 = μ 0 4π. I 2. dl 2 (I 1. dl 1 R 21 ) 3 R 21 Herhandi bir I. dl akım elemanının R kadar uzağında meydana getireceği manyetik akı yoğunluğu Biot-Savart kanunu olarak bilinen aşağıdaki denklemle hesaplanabilir; db = μ 0 4π. I.dl R R 3 = μ 0 4π. (I.dl ı R) R 2 ı R : R doğrultusundaki birim vektördür

Akım Elemanının Manyetik Alanı dl ır R P Üzerinden akım geçen bir telin çevresinde meydana getireceği manyetik akı yoğunluğu vektörü aşağıdaki formül ile hesaplanır. I B = μ 0 4π. c (I. dl ır) R 2

Örnek Z ekseni boyunca uzanan bir tel üzerinden I şiddetinde akım akmaktadır. z=-a ve z=+a arasında uzanan iletken parçasının meydana getireceği manyetik akı yoğunluğu vektörünü bulunuz. P(r, Φ, z) z a I. dz. ı z z α 2 α ır z y α 1 r x -a I

db = μ 0 4π. (I.dl ı R) R 2 = μ 0 4π. I.dz.sinα [r 2 + z z 2 ]. ı φ a B = db z = a = μ 0 4π a I. dz. sinα [r 2 + z z 2 ]. ı φ a z z = r. cotα B = μ 0.I 4πr dönüşümü yapılırsa; a z = a sinα. dα. ıφ= μ 0.I 4πr (cosα 1 cosα 2 ). ıφ B = μ 0.I 4πr (cosα 1 cosα 2 ). ıφ B = μ 0.I 2πr ı φ

Örnek Üzerinden I büyüklüğünde akım geçmekte olan a yarıçaplı iletken halkanın ekseni üzerindeki noktalar için manyetik akı yoğunluğu vektörünü bulunuz. db = μ 0 4π. (I. dl ı R) r 2 dl db x = db. cos B x = db. cos = μ 0. I 4π dl. cosθ x 2 + R 2 B x = μ 0. I. R 4π(x 2 +R 2 ) 3/2 dl x=0 için B = μ 0. I 2. R B x = μ 0. I. R 2 2. (x 2 +R 2 ) 3/2 2πR

Kapalı, düzlemsel bir akım devresinin sınırladığı yüzeyin alanı S ve bu devreden geçen akım şiddeti I ise, S.I çarpanına akım devresinin manyetik momenti denir. m = S. I. ın Manyetik moment tanımını, bir önceki örnekte bulduğumuz eşitlikte kullanabiliriz. B = μ 0. I 2. R B = μ 0. I. π. R 2 2. π. R 3 S B = μ 0. m 2. π. R 3

Örnek Üzerinden I büyüklüğünde akım geçmekte olan telin O noktasında oluşturacağı manyetik akı yoğunluğunu bulunuz. db = μ 0 4π. (I. dl ı R) R 2 ı r dl db = μ 0. I 4π. dl R 2 B = μ 0. I 4πR 2 0 dl= μ 0. I 4πR 2 0 R. d= μ 0. I. 4πR