Statik Manyetik Alan

Benzer belgeler
Statik Manyetik Alan

MANYETİK ALAN KAYNAKLARI Biot Savart Yasası

Manyetik Alan Şiddeti ve Ampere Devre Yasası

FARADAY YASASI Dr. Ali ÖVGÜN

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

FIZ Arasınav 9 Aralık 2017

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

TEMEL İŞLEMLER KAVRAMLAR

Diverjans teoremi ise bir F vektörüne ait hacim ve yüzey İntegralleri arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve. biçiminde ifade edilir.

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 6 Çözümler

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Manyetik Alan Kaynakları-1

Elektromanyetik Dalga Teorisi

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

ELEKTROMANYETIK ALAN TEORISI

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

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

İletken Düzlemler Üstüne Yerleştirilmiş Antenler

FIZ 102 Final Sınavı 8 Ocak 2018

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

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

Elektromanyetik Dalga Teorisi

ELEKTROMANYETIK DALGALAR

Fizik II Elektrik ve Manyetizma İndüktans

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

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTROMANYETİK TEORİ 7.2 ELEKTROMAGNETİK İNDÜKSİYON

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

Alternatif Akım Devreleri

Jeodezi

Bölüm 9 ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

6. Sunum: Manye-k Bağlaşımlı Devreler. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN-R. Mark NELMS, Nobel Akademik Yayıncılık

Elektromanyetik Dalga Teorisi Ders-3

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Elektriksel Potansiyel

MANYETIZMA. Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları

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

Elektrik ve Magnetizma

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTROMANYETİK TEORİ MAGNETOSTATİK. Hamit NEHİR B

7.DENEY RAPORU AKIM GEÇEN TELE ETKİYEN MANYETİK KUVVETLERİN ÖLÇÜMÜ

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

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER

FİZ 216 ELEKTRİK ve MANYETİZMA GRADİYENT DİVERJANS ROTASYONEL (KÖRL) KOORDİNAT SİSTEMLERİ HELMHOLTZ TEOREMİ

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

Faraday Yasası. 31. Bölüm

FİZ 216 ELEKTRİK ve MANYETİZMA GRADİYENT DİVERJANS ROTASYONEL (KÖRL) HELMHOLTZ TEOREMİ KOORDİNAT SİSTEMLERİ

A A = A 2 x + A 2 y + A 2 z (1) A A. Üç-boyutlu uzayda, iki tane vektörü kartezyen koordinatlarda dikkate alalım: A = Axˆx + A y ŷ + A z ẑ,

14. SİNÜSOİDAL AKIMDA DİRENÇ, KAPASİTE, İNDÜKTANS VE ORTAK İNDÜKTANSIN ÖLÇÜLMESİ

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Faraday Yasası

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

Diferansiyel denklemler uygulama soruları

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ FİZİK II LABORATUVARI DENEY 2 TRANSFORMATÖRLER

Bölüm 24 Gauss Yasası

3. V, R 3 ün açık bir altkümesi olmak üzere, c R. p noktasında yüzeye dik olduğunu gösteriniz.(10

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Silindirsel Elektrot Sistemi

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

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

İleri Diferansiyel Denklemler

HAFTA SAAT KAZANIM ÖĞRENME YÖNTEMLERİ ARAÇ-GEREÇLER KONU DEĞERLENDİRME

1. Sunum: Kapasitans ve İndüktans. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN- R. Mark NELMS

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

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

Hareket Kanunları Uygulamaları

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Eş Merkezli Küresel Elektrot Sistemi

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

Alternatif Akım Devre Analizi. Öğr.Gör. Emre ÖZER

III. BÖLÜM ELEKTRİK POTANSİYELİ

Alternatif Akım. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören. Alternatif Akım

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

Fizik 102-Fizik II /II

DOĞRU AKIM DEVRE ANALİZİ ELEKTRO MAĞNETİZMA VE ELEKTRO MAĞNETİK İNDÜKSİYON

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

İnce Antenler. Hertz Dipolü

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bahar Yarıyılı 10. Bölüm Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

DİNAMİK (3.hafta) EĞRİSEL HAREKET-2: Kutupsal /Polar Koordinatlar (r,θ) A-Polar Koordinatlarda (r,θ) Hareket Denkemleri

DİRENÇ VE REAKTANS (OMİK DİRENÇ, BOBİN VE KONDANSATÖR)

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-3 Doğru Akım Devreleri Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİNİN UYGULAMA ALANLARI

Doğru Akım Devreleri

TEMEL MEKANİK 5. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Elektrik. Manyetik alan içerisinde manyetik moment Manyetik Alan. Prensip: İhtiyacınız Olanlar:

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

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Aşağıdaki formülden bulunabilir. S16-Kesiti S1=0,20 mm²,uzunluğu L1=50 m,özdirenci φ=1,1 olan krom-nikel telin direnci kaç ohm dur? R1=?

Waveguide to coax adapter. Rectangular waveguide. Waveguide bends

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

FİZİK II - Final UYGULAMA

ELEKTROMANYETİK DALGALAR DERSİ YAZ DÖNEMİ

olduğundan A ve B sabitleri sınır koşullarından

VEKTÖRLER SORULAR 1.) 3.) 4.) 2.)

7 FARADAY IN İNDÜKSİYON KANUNU

BÖLÜM 3 ALTERNATİF AKIMDA SERİ DEVRELER

FIZ Arasınav 21 Ekim 2017

Elektrik Mühendisliği Elektrik Makinaları Güç Sistemleri (Elektrik Tesisleri) Kontrol Sistemleri

Prof.Dr.Ventsislav Dimitrov

Temel Devre Elemanlarının Alternatif Gerilim Etkisi Altındaki Davranışları

Transkript:

Statik Manyetik Alan Amper Kanunu Manyetik Vektör Potansiyeli Maxwell in diverjans eşitliği Endüktans 1

Amper Kanununun İntegral Formu 2

Amper Kanununun İntegral Formu z- ekseni boyunca uzanan çok uzun bir iletken tel düşünelim. Akım sayfa düzleminden içeriye doğru seçilsin. Manyetik akı yoğunluğunun büyüklüğü r ye bağlı olup telin çevresindeki daireye teğettir. r x I dl C μ 0. I 2. π. r. ı 3

B. dl = μ 0. I 2. π. r. ı. dl. ı = μ 0. I. dl 2. π. r B. dl = μ 0.I.dl 2.π.r = μ 0.I 2.π.r dl = μ 0.I.(2. π. r) 2.π.r B. dl=μ 0. I Manyetik dolanım 4

Herhangi bir halka için, dolanım sadece halkanın içinden geçen toplam akıma bağlıdır. x I 1 x I 2 C x I 3 B. dl=μ 0. (I 1 +I 2 ) 5

Örnek Sonsuz uzunlukta, düz, saf ve manyetik olmayan iletkenin R yarıçaplı dairesel bir dış yüzeyi vardır ve üzerinden I 0 akımı geçmektedir. İletkenin içinde ve dışında manyetik akı yoğunluğu vektörünü bulunuz. B. dl= B. ı. dl. ı B dl = B. 2.. r = μ 0.I 0 B = μ 0.I 0 2. π. r r R için I I 0 = π. r2 π. R 2 I = r2 R 2. I 0 B dl = B. 2.. r = μ 0.I=μ 0 r 2 B = μ 0. I 0 2. π. R 2. r r < R için R 2. I 0 6

B = μ 0.I 0 2. π. r r R için B = μ 0. I 0 2. π. R 2. r r < R için 7

Örnek 8

Örnek 9

Örnek (devam..) integrale B. dl= B. dl = B dl = B. l 1.yol 1.yol B. dl= B. l=μ 0. N. I B = μ 0. N l. I = μ 0. n. I 10

Örnek a r b ve r > c bölgelerinde manyetik akı yoğunluğunu bulunuz. I I c 2 c 1 11

Örnek (devam..) a r b bölgesinde oluşan manyetik dolanım yolunu c 1 ile gösterelim. Bu yol için Amper kanunu uygularsak; B. dl= B. dl = B dl = B. 2. π. r c 1 c 1 B. dl=b. 2. π. r=μ 0. I B = μ 0. I 2. π. r a r b r > c bölgesi için, c 2 yolu boyunca Amper kanunu uygulanırsa; B. dl=b. 2. π. r=μ 0. I I = 0 B = 0 r > c 12

Amper Dolanım Kanununun Diferansiyel Formu Amper kanunu J akım yoğunluğu vektörü kullanılarak aşağıdaki gibi yazılabilir. C B. dl = μ 0 s J. ds Stokes teoremi kullanılarak, birinci integral aşağıdaki gibi yazılabilir. S ( B). ds = μ 0 J. ds s B = μ 0. J Statik manyetik alan için Maxwell Denklemi veya Amper dolanım kanununun diferansiyel formu 13

Manyetik Vektör Potansiyeli Gradyen operatörü yardımıyla skaler potansiyel ile elektrik alan arasındaki bağıntı bulunmuştu. Benzer bir işlemle manyetik alan için bir bağıntı elde edilecektir. Üzerinden I akımı geçen iletkenin çevresindeki manyetik alan: B = μ 0 4π. (I. dl ı R ) R 2 c 1 R = 1 R 2. ı R B = μ 0 4π. dl 1 R c A V = V. A (V. A) Vektör özdeşliği kullanılarak B = μ 0. I 4π. 1 R c. dl dl R dl=0 olduğundan B = μ 0. I 4π. dl R c = μ 0 4π c I. dl R A B = A 14

Manyetik Vektör Potansiyeli A = μ 0 4π c I. dl R İletken tel A = μ 0 4π S J s. ds R İletken yüzey A = μ 0 4π v J v. dv R Hacimli iletken 15

Örnek Manyetik vektör potansiyeli A = r 2 /4. ı z [Wb/m] veriliyor. φ = π, 1 r 2m, 2 0 z 5m yüzeyinden geçen toplam akıyı bulunuz. z B = A = = A z z. ı φ = r 2. ı φ 5 ds = dr. dz. ıφ dr dz φ= B. ds = 1 2 5 z=0 2 r=1 r. dr. dz = 15 4 = 3.75 Wb 1 2 φ = π/2 y x 16

Maxwell in Diverjans Eşitliği. A = 0 Özdeşliğinden faydalanarak,. B = 0 Maxwell in diverjans eşitliği bulunur. B = μ 0. J. B = 0 Statik manyetik alanı tamamıyla belirler. 17

Maxwell in Diverjans Eşitliği B. ds =. B. dv = 0 Bulunur. s v Kapalı bir yüzeyden çıkan toplam manyetik akı sıfırdır. 0. B = 0. μ 0. J = 0 μ 0. J. J = 0 18

Manyetik Akı ve Akı Bağlaşımı B d uzunluklu, N sarımlı bir solenoid düşünelim. Her bir sarımında I akımı akacaktır. Her bir sarımın alanı S i olsun. Akı bağlaşımı ( ), her bir sarımdaki akıların toplamı şeklinde ifade edilir. N turns I d S i Akı bağlaşımının birimi, Weber-turns [Wb-t] Bütün sarımların çapı (dolayısıyla B ) eşit olsun. :

Endüktans Tanımı Akı bağlaşımı ve manyetik akı: B Bir devrenin indüktansı, birim akım başına akı bağlaşımı şeklinde tanımlanır. N turns I d S i Endüktans birimi : Henry [H].

Solenoidin Endüktansı Birim uzunluk başına sarım sayısı n olan solenoidin manyetik akı yoğunluğunu daha önce bulmuştuk. B N turns I d Akı bağlaşımı: S i Endüktans: Elde edilen sonucu, paralel plakalı kondansatörün kapasitans formülüyle karşılaştıralım

Örnek: Koaksiyel Hattın Endüktansı d uzunluklu koaksiyel hattın içindeki manyetik akı yoğunluğu: B = μ 0. I 2. π. r. ı φ a r b B d Şekilde gösterilen a ve b yarıçapları arasında yer alan düzlemden Geçen akıyı, manyetik akı yoğunluğunun bu düzlem içim yüzey integralini alarak bulabiliriz. Tek sarım söz konusu olduğu için, akı bağlaşımı akıya eşit olacaktır. λ = φ = s B. ds = d 0 d = 1 için, birim uzunluk başına endüktans; b 0 μ 0.I 2.π.r. ı φ. dr. dz. ıφ = μ 0. I.d 2.π ln b a

İki İndüktör Farklı özelliklere sahip iki solenoidimizin olduğunu varsayalım. Döngünün içinden geçen akı, kendi akımından kaynaklanıyorsa, bu durumda oluşan Akı bağlaşımına self (öz) bağlaşım, oluşan endüktansa ise self (öz) endüktans denir. B 22 Bobin 2 d 2 N 2 S 2 I 2 B 11 Bobin 1 d 1 N 1 S 1 I 1

İndüktörlerin Etkileşimi B 12 B 22 Her bir bobinin oluşturduğu akı, diğer bobinden de geçecektir. Bu durumda bulunacak olan endüktasn ortak (karşılıklı) endüktans olarak isimlendirilir. Kırmızı gösterilen manyetik akı yoğunluğu 1. bobinden, mavi gösterilen ise ikinci bobinden kaynaklanmaktadır. d 2 N 2 S 2 I 2 B i j B 11 B 21 i. Bobinden oluşan j. Bobinin içinden geçen d 1 N 1 i, j = 1, 2 S 1 I 1

Karşılıklı (ortak) Endüktans, M 12 B 12 Birinci ve ikinci bobin arasındaki ortak akı bağlaşımı: Bobin 2 d 2 N 2 S 2 I 2 = 0 Ortak endüktans ise aşağıdaki gibi tanımlanır. B 11 Bobin 1 d 1 N 1 S 1 I 1

Karşılıklı (ortak) Endüktans, M 21 B 22 Birinci ve ikinci bobin arasındaki ortak akı bağlaşımı: Coil 2 d 2 N 2 S 2 I 2 B 21 Ortak endüktans ise aşağıdaki gibi tanımlanır. Coil 1 d 1 N 1 S 1 I 1 = 0

Manyetik Enerji Başlangıçta akımı sıfır ve öz endüktansı L 1 olan tek bir kapalı döngüyü göz önüne alalım. Döngüye bir akım kaynağı bağlandığında, i 1 akımı sıfırdan I 1 değerine ulaşacaktır. Akım değişimine direnecek şekilde döngüde bir elektromotor kuvvet (emf) indüklenecektir. İndüklenen bu emf nin üstesinden gelmek için bir miktar iş yapılmalıdır. v 1 = L 1. di 1 gerilim olarak alalım. Gerekli olan bu iş; dt y i endüktans üzerindeki I 1 W 1 = v 1. i 1. dt = L 1 i 1. di 1 = 1 2. L 2 1. I 1 şeklinde tanımlanır ve manyetik enerji olarak depolanır. Alan nicelikleri cinsinden ise aşağıdaki gibi tanımlanabilir. 0 W m = 1 2 v H. Bdv [ J ] 27