Skip to main content

Hall Etkisi Sensörü Nedir | Elektromanyetizma Dersleri

HALL ETKİSİ SENSÖRÜ NEDİR ?

Hall etkisi sensör nedir ? Hall etkisi sensörü nasıl çalışır ve nerelerde kullanılır ? Hall etkisi sensörü uygulamaları nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Hall Etkisi Sensörü Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

HALL ETKİSİ SENSÖRÜ

Manyetik sensörler manyetik olarak kodlanmış bilgileri elektronik devreler tarafından işlenmek üzere elektrik sinyaline dönüştürürler.

Sensörler ve Dönüştürücüler ile ilgili yazılarımızda endüktif yaklaşım sensörlerine ve LDVT’ye, solenoid ve röle çıkış aktüatörlerini incelemiştik.

Manyetik sensörler, gittikçe daha popüler hale gelen katı hal cihazlarıdır, çünkü konumlandırma, hız veya yön hareketi gibi birçok farklı uygulama türünde kullanılabilirler.Ayrıca temassız ve aşınma gerektirmeyen kullanımları, düşük bakım ihtiyaçları, sağlam tasarımları ve mühürlü hall etkili cihazlar titreşime, toza ve suya karşı bağışık olduğu için elektronik tasarımcılar için popüler bir sensör seçimidir.

Manyetik sensörlerin ana kullanımlarından biri, konum, mesafe ve hızın algılanması için otomotiv sistemlerindedir.

Örneğin, krank milinin bujilerin ateşleme açısı için açısal konumu, hava yastığı kontrolü için araba koltuklarının ve emniyet kemerlerinin konumu veya kilitlenme önleyici fren sistemi için tekerlek hızı algılama sistemi (ABS) gibi.

Manyetik sensörler, çeşitli farklı uygulamalarda geniş bir pozitif ve negatif manyetik alan aralığına yanıt verecek şekilde tasarlanmıştır ve etrafındaki çıkış alanı manyetik alan yoğunluğunun bir fonksiyonu olan bir tür mıknatıs sensörüne, Hall Etkisi Sensörü adı verilir.

Hall Etkisi Sensörleri, harici bir manyetik alan tarafından etkinleştirilen aygıtlardır.Bir manyetik alanın akı yoğunluğu(B) ve kutupsallık (Kuzey ve Güney Kutupları) olmak üzere iki önemli özelliği olduğunu biliyoruz.

Bir Hall Etkisi sensöründen gelen çıkış sinyali, cihazın etrafındaki manyetik alan yoğunluğunun bir fonksiyonudur.Sensörün etrafındaki manyetik akı yoğunluğu önceden belirlenmiş bir eşiği aştığında, sensör bunu algılar ve Hall Voltajı, VH adlı bir çıkış voltajı üretir.

Hall Etkisi Sensör Prensipleri

Hall Etkisi Sensörleri temel olarak galyum arsenit (GaAs), indiyum antimonid (InSb) veya indiyum arsenit (InA’lar) gibi ince bir dikdörtgen p-tipi yarı iletken malzemeden oluşur.Cihaz manyetik bir alana yerleştirildiğinde, manyetik akı çizgileri, yarı iletken malzemenin üzerine, yük taşıyıcıları, elektronları ve delikleri yarı iletken levhanın her iki tarafına dağıtan bir kuvvet uygular.

Yük taşıyıcıların bu hareketi, yarı iletken malzemeden geçen manyetik kuvvetlerin bir sonucudur.

Bu elektronlar ve delikler yan korkaklar boyunca hareket ettikçe, yarı iletken malzemenin iki yanı arasında bu yük taşıyıcıların birikmesi ile potansiyel bir fark üretilir.

Daha sonra elektronların yarı iletken malzemeden geçmesi, kendisine dik açılı olan bir dış manyetik alanın varlığından etkilenir ve bu etki, düz, dikdörtgen biçimli bir malzemede daha büyüktür.

Manyetik alan kullanarak ölçülebilir bir gerilim üretmenin etkisine, Hall etkisinin altında yatan temel fiziksel ilke ile Lorentz kuvveti olan 1870’lerde bunu keşfeden Edwin Hall’dan sonra Hall Etkisi adı verilir.

hall etkisi sensörü nedir

Cihaz boyunca potansiyel bir fark yaratmak için, manyetik akı çizgileri, akımın akışına dik, (90 derece) ve doğru kutuplu, genellikle bir güney kutbu olmalıdır.

Hall etkisi, manyetik kutunun türü ve manyetik alanın büyüklüğü hakkında bilgi sağlar.Örneğin, bir güney kutbu, bir kuzey kutbu etkisiz olacak şekilde cihazın voltaj çıkışı üretmesine neden olur.Genel olarak, Hall Etkisi sensörleri ve anahtarları, manyetik alan olmadığında “Kapalı” (açık devre durumu) olacak şekilde tasarlanmıştır.

Yeterli mukavemet ve polariteye sahip bir manyetik alana maruz kaldıklarında, yalnızca “Açık”, (kapalı devre koşulu) olurlar.

Hall Etkili Manyetik Sensör

Temel Hall elemanının Hall voltajı (VH) olarak adlandırılan çıkış voltajı, yarı iletken malzemeden (çıkış ∝ H) geçen manyetik alanın gücü ile doğru orantılıdır.

Bu çıkış voltajı oldukça küçük olabilir, güçlü manyetik alanlara maruz kalsa bile sadece birkaç mikro voltajda olabilir, bu nedenle ticari olarak en uygun olan Hall etkili cihazları sensörlerin hassasiyetini, histerezisini ve çıktısını iyileştirmek için yerleşik DC amplifikatörleri, mantık anahtarlama devreleri ve voltaj regülatörleri ile üretilir.

Bu ayrıca Hall etkisi sensörünün daha geniş bir güç kaynağı aralığında ve manyetik alan koşullarında çalışmasına izin verir.

Hall Etkisi Sensörü

Hall Etkisi Sensörleri doğrusal veya dijital çıkışlarla mevcuttur.Doğrusal (analog) sensörler için çıkış sinyali doğrudan operasyonel amplifikatörün çıkışından alınır, çıkış voltajı Hall sensöründen geçen manyetik alanla doğru orantılıdır.

Burada çıkış Hall voltajı şu şekilde verilir:

Vh = Rh x [(I/t) x B]

Burada:

VH, volt cinsinden Hall Voltajıdır.

RH, Hall Etkisi katsayısıdır

I ;  sensördeki amper cinsinden geçen akımdır

t sensörün mm cinsinden kalınlığı

B, Tesla olarak Manyetik Akı yoğunluğu

Doğrusal veya analog sensörler, güçlü bir manyetik alan ile artan ve zayıf bir manyetik alan ile azalan sürekli bir voltaj çıkışı verir.

Doğrusal çıktıda Hall etkisi sensörleri, manyetik alanın gücü arttıkça, amplifikatörden gelen çıkış sinyali de güç kaynağı tarafından uygulanan sınırlarla doygunluğa kadar artacaktır.

Manyetik alandaki herhangi bir ilave artışın çıktı üzerinde bir etkisi olmayacak, ancak burada doygunluğa ulaşılmış olacaktır.

Diğer yandan dijital çıkış sensörlerinde op-amp’a bağlı histeresiz de yerleşik bir Schmitt-tetikleyici bulunur.Hall sensöründen geçen manyetik akı önceden belirlenmiş bir değeri aştığında, cihazdan çıkan çıkış, herhangi bir kontak sıçraması olmadan “Off” durumundan “On” durumuna hızlı bir şekilde geçer.

Bu yerleşik histerezis, sensör manyetik alana girip çıkarken çıkış sinyalinin salınımını engeller.O zaman dijital çıkış sensörlerinde sadece “On” ve “Off” olmak üzere iki durum bulunur.

Bipolar ve Unipolar olmak üzere iki temel dijital Hall etkisi sensörü vardır.Bipolar sensörler, onları çalıştırmak için pozitif bir manyetik alan (güney kutbu) ve onları serbest bırakmak için bir negatif alan (kuzey kutbu) gerektirirken, unipolar sensörler, manyetik olarak içeri ve dışarı hareket ettiklerinde onları çalıştırmak ve serbest bırakmak için sadece tek bir manyetik güney kutbu alanı gerektirir.

Çoğu Hall efekti cihazının, çıkış tahrik özellikleri 10 ila 20mA civarında çok küçük olduğu için büyük elektrik yüklerini doğrudan anahtarlayamaz.Büyük akım yükleri için çıkışa açık kollektör (akım sink olacak şekilde) NPN Transistör eklenir.

Bu transistör, doyum bölgesinde, uygulanan akı yoğunluğu, “On” ön ayar noktasınınkinden yüksek olduğunda çıkış terminalini toprağa kısa devre yapan bir NPN sink bağlantı anahtarı olarak çalışır.

Çıkış anahtarlama transistörü ya bir açık yayıcı transistör, açık kollektör transistör konfigürasyonu olabilir ya da her ikisi de, röleler, motorlar, LED’ler ve lambalar dahil olmak üzere birçok yükü doğrudan sürecek kadar akım alabilen bir push-pull çıkış tipi konfigürasyon sağlayabilir.

hall etkisi sensör uygulamaları

Hall Etkisi Uygulamaları

Hall etkisi sensörleri manyetik bir alan tarafından etkinleştirilir ve birçok uygulamada, cihaz hareketli bir şafta veya cihaza bağlı tek bir sabit mıknatısla çalıştırılabilir.“Başa Dönme”, “Yanlara”, “İtme” veya “Çekme” vb.

Algılama hareketleri gibi birçok farklı mıknatıs hareketi vardır.Her türlü konfigürasyonun kullanıldığı, maksimum hassasiyetin sağlanması için manyetik akı çizgileri daima cihazın algılama alanına dik olmalı ve doğru kutuplarda olmalıdır.

Ayrıca doğrusallığı sağlamak için, gerekli hareket için alan kuvvetinde büyük bir değişiklik yaratan yüksek alan kuvveti mıknatıslar gerekir.Manyetik bir alanı tespit etmek için birkaç olası hareket yolu vardır ve aşağıda, tek bir mıknatıs kullanan daha yaygın algılama konfigürasyonlarının ikisi yer almaktadır:

Head-on Detection ve Sideways Detection

Head-On Detection

Adından da anlaşılacağı gibi, “kafa üstü algılama”, manyetik alanın hall etkisinin algılama cihazına dik olmasını ve algılama için sensöre doğrudan aktif yüze doğru yaklaşmasını gerektirir.Bir çeşit “kafa kafaya” yaklaşım gibi düşünebilirsiniz.

Bu kafa kafaya yaklaşım, lineer cihazlarda manyetik alanın gücünü, manyetik akı yoğunluğunu, hall etkisi sensöründen uzak bir mesafe fonksiyonu olarak temsil eden bir çıkış sinyali üretir.Manyetik alan ne kadar yakın ve dolayısıyla manyetik alan o kadar güçlü olursa, çıkış voltajı o kadar yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir.

Doğrusal cihazlar ayrıca pozitif ve negatif manyetik alanlar arasında ayrım yapabilir.Konumsal algılamayı belirtmek için “Açık” çıktısını mıknatıstan uzakta önceden belirlenmiş bir hava boşluğu mesafesinden tetiklemek için doğrusal olmayan cihazlar yapılabilir.

Sideways Detection

İkinci algılama konfigürasyonu “yan algılama”dır.Bu, mıknatısı Hall etkisi elemanının yan tarafına doğru hareket ettirerek hareket ettirmeyi gerektirir.

Yana doğru veya kayarak saptama tespiti, örneğin dönme mıknatıslarını sayarak veya motorların dönme hızını sayarak sabit bir hava boşluğu mesafesi içerisinde Hall elemanının yüzü boyunca hareket ederken manyetik bir alanın varlığını tespit etmek için kullanışlıdır.

Manyetik alanın, sensörün sıfır alan merkez çizgisinden geçtiği pozisyona bağlı olarak, hem pozitif hem de negatif bir çıkışı temsil eden doğrusal bir çıkış voltajı üretilebilir.Bu, yatay ve dikey olabilen yönlü hareketi algılamayı sağlar.

Hall Etkisi Sensörleri için özellikle yakınlık sensörleri olarak birçok farklı uygulama vardır.Otomotiv uygulamalarında olduğu gibi su, titreşim, kir veya yağdan oluşan çevresel koşullar optik ve ışık sensörleri yerine kullanılabilir.Hall etkisi cihazları akım algılama için de kullanılabilir.

Önceki derslerden biliyoruz ki, bir akım bir iletkenden geçtiğinde, etrafında dairesel bir elektromanyetik alan meydana gelir.Hall sensörünü iletkenin yanına yerleştirerek, birkaç miliamperden binlerce ampere kadar olan elektrik akımları, büyük veya pahalı trafolara ve bobinlere ihtiyaç duymadan üretilen manyetik alandan ölçülebilir.

Mıknatısların ve manyetik alanların varlığını veya yokluğunu tespit etmenin yanı sıra, Hall efektif sensörler, demir ve çelik gibi ferromanyetik malzemeleri tespit etmek için cihazın aktif alanının arkasına küçük bir kalıcı ” biasing” mıknatısı yerleştirmek için de kullanılabilir.

Sensör artık kalıcı ve statik bir manyetik alana oturur ve bu manyetik alanda demir içeren bir malzemenin girmesi ile ilgili herhangi bir değişiklik veya etki, mV/G kadar düşük hassasiyetlerde algılanacaktır.

Hall etkisi sensörlerini dijital veya lineer olsun, cihazın türüne bağlı olarak elektrik ve elektronik devrelere bağlamak için birçok farklı yol vardır.Çok basit ve yapımı kolay bir örnek, resimde de  gösterildiği gibi bir Işık Yayan Diyot(LED) kullanmaktır.

Konumsal Dedektör

Kafa üstü konum detektörü, manyetik alan bulunmadığında “Off” olacaktır (0 gauss).Kalıcı mıknatıslar güney kutbu (pozitif gauss) Hall efekti sensörünün aktif alanına dik olarak hareket ettirildiğinde, cihaz “Açık” konuma geçer ve Led’i yakar.

“On” konumuna getirildiğinde Hall etkisi sensörü “On” konumunda kalır.

Cihazı ve dolayısıyla LED’i “Kapalı” duruma getirmek için, manyetik alan tek kutuplu sensörler için serbest bırakma noktasının altına düşürülmeli veya iki kutuplu sensörler için manyetik kuzey kutbuna (negatif gauss) maruz bırakılmalıdır.Daha büyük akım yüklerini değiştirmek için Hall Etkisi Sensörünün çıkışı gerekliyse, LED daha büyük bir güç transistörüyle değiştirilebilir.

HALL ETKİSİ SENSÖRÜ NEDİR SONUÇ :

Bugün Hall Etkisi Sensörü nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Elektromanyetik İndüksiyon Nedir ? | Elektromanyetizma Dersleri

ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON NEDİR ?

Elektromanyetik indüksiyon nedir ? Elektromanyetik indüksiyon nerelerde ve nasıl kullanılır ? Elektromanyetik İndüksiyon çalışma prensibi nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Elektromanyetik İndüksiyon Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON

Eğer tel bir bobine sarılırsa, manyetik alan büyük ölçüde yoğunlaşır ve çevresinde kuzey ve güney kutbuna farklı bir çubuk mıknatısı şeklini oluşturan statik bir manyetik alan oluşturur.

Bobin çevresinde gelişen manyetik akı, resimde de gösterildiği gibi bobin sargılarındaki akan akım miktarıyla orantılıdır.Eğer aynı akım üzerine kendilerinden akan aynı bobin üzerine ilave tel katmanları sarılırsa, statik manyetik alan kuvveti artar.

Bu nedenle, bir bobinin manyetik alan kuvveti, bobinin amper dönüşleri ile belirlenir.Bobin içinde daha fazla tel dönüşü olduğunda, etrafındaki statik manyetik alanın gücü artar.

Fakat elektrik akımını bobin ile ayırarak bu fikri tersine çevirirsek ve içi boş bir çekirdek yerine tel bobinin çekirdeğinin içine bir çubuk mıknatıs yerleştiririz.Bu çubuk mıknatısı bobinin “girişine” ve “dışına” hareket ettirildiğinde, içindeki manyetik akının fiziksel hareketi ile bobinde bir akım indüklenir.

Aynı şekilde, çubuk mıknatısını sabit tutarsak ve bobini manyetik alan içinde ileri ve geri hareket ettirirsek, bobinde bir elektrik akımı oluşacaktır.Sonra, teli hareket ettirerek veya manyetik alanı değiştirerek, bobin içinde bir voltaj ve akımı indükleyebiliriz ve bu işlem Elektromanyetik İndüksiyon olarak bilinir ve transformatörlerin, motorların ve jeneratörlerin çalışma prensibidir.

Elektromanyetik İndüksiyon, ilk olarak 1830’larda Michael Faraday tarafından yeniden keşfedildi. Faraday, bir bobinin içine veya dışına bir sabit mıknatısı veya tek bir tel halkasını hareket ettirdiğinde, bir Elektromotor Kuvveti veya emf, diğer bir deyişle bir Gerilim ve dolayısıyla bir akım ürettiğini fark etti.

Yani Michael Faraday’ın keşfettiği şey, bir pilde manyetik bir alan kuvveti kullanarak bir devrede elektrik akımı üretmenin bir yoluydu.Bu daha sonra Faraday’ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasası olan elektriği manyetizma ile ilişkilendiren çok önemli bir yasaya yol açıyor.Peki bu nasıl çalışmaktadır?

Resimde gösterilen mıknatıs bobine “doğru” getirildiğinde, temelde çok hassas bir merkez sıfır hareketli bobin ampermetre olan Galvanometrenin işaretçisi veya iğnesi, merkez konumundan yalnızca bir yönde sapacaktır.

Mıknatısın hareketi durduğunda ve bobine ilişkin olarak sabit tutulduğunda, galvanometrenin iğnesi, manyetik alanın fiziksel bir hareketi olmadığından sıfıra geri döner.

Benzer şekilde, mıknatıs bobinden diğer yönde “uzağa” hareket ettirildiğinde, galvanometrenin iğnesi, polaritede bir değişikliğe işaret eden ilke göre ters yönde sapar.Ardından mıknatısı bobine doğru ileri geri hareket ettirerek, galvanometrenin iğnesi, mıknatısın yön hareketine bağlı olarak, sağa veya sola, pozitif veya negatif yön değiştirecektir.

Hareketli Mıknatısla Elektromanyetik İndüksiyon

Benzer şekilde, eğer mıknatıs şimdi sabit tutulursa ve sadece bobin mıknatısa doğru ya da uzağa hareket ettirilirse, galvanometrenin iğnesi de her iki yönde sapacaktır.Daha sonra, bir bobini veya tel halkasını manyetik bir alan boyunca hareket ettirme hareketi, bobinde bir gerilime neden olur; bu indüklenmiş gerilimin büyüklüğü, hareketin hızıyla orantılıdır.

O zaman, manyetik alanın hareketi ne kadar hızlı olursa, bobinde indüklenen emk veya voltaj o kadar büyük olacağını görürüz, bu nedenle Faraday yasasının doğru olması için, bobin ve manyetik alan arasında “göreceli hareket” veya hareket olması gerekir ve manyetik alan, bobin veya her ikisi de hareket edebilir.

elektromanyetik indüksiyon

Faraday İndüksiyon Yasası

Yukarıdaki açıklamadan, Michael Faraday’ın ünlü elektromanyetik indüksiyon yasasının belirttiği, bir elektrik voltajı ile değişen bir manyetik alan arasında şu şekilde bir ilişki olduğunu söyleyebiliriz ; “bir iletken ile bir manyetik arasında bağıl hareket olduğunda, bir voltajın bir devrede indüklendiğini alan ve bu gerilimin büyüklüğünün akının değişim oranı ile orantılı olduğu“ söylenebilir.

Başka bir deyişle, Elektromanyetik İndüksiyon, voltaj üretmek için manyetik alanların ve kapalı bir devrede bir akımın kullanılması işlemidir.

Peki sadece manyetizma kullanarak bobine ne kadar voltaj (emf) indüklenebilir? Bu sorunun cevabı aşağıdaki 3 farklı faktör tarafından belirlenir.

1)Bobin içerisindeki telin dönüş sayısının arttırılması – Manyetik alan boyunca kesilen bireysel iletkenlerin miktarını artırarak, üretilen indüklenen emf miktarı, bobinin tüm bireysel döngülerinin toplamı olacaktır, yani 20 dönüş varsa bobin, bir tel parçasından 20 kat daha fazla indüklenmiş emk olacaktır.

2)Bobin ve mıknatıs arasındaki bağıl hareketin hızının arttırılması – Aynı tel bobini aynı manyetik alandan geçirir ancak hızı veya hızı artarsa, tel akı çizgilerini daha hızlı bir oranda keser, böylece daha fazla indüklenmiş emf üretilecek.

3)Manyetik alanın mukavemetinin arttırılması – Aynı tel bobini daha güçlü bir manyetik alan boyunca aynı hızda hareket ettirilirse, kesilecek daha fazla kuvvet çizgisi olduğundan daha fazla emf üretilecektir.

Mıknatısı resimdeki şemada olduğu gibi bobinin içine ve dışına sabit hızda ve mesafeden durmadan hareket ettirebilseydik, bir pozitif polarite ve bir alternatif veya AC çıkış üreten bir negatif polarite arasında değişen bir sürekli indüklenen voltaj üretecektik.

Gerilim ve bir elektrik jeneratörünün, dinamolarda ve araba alternatörlerinde kullanılanlara benzer şekilde çalışmasının temel prensibidir.

Bisiklet dinamosu gibi küçük jeneratörlerde, sabit bir bobin içindeki bisiklet tekerleğinin hareketi ile küçük bir kalıcı mıknatıs döndürülür.Alternatif olarak, her iki durumda da alternatif bir akım üreten büyük güç jeneratörlerinde olduğu gibi sabit bir bobin içinde dönmesi için sabit bir DC voltaj ile çalışan bir elektromıknatıs yapılabilir.

Manyetik İndüksiyon Kullanan Basit Jeneratör

Resimdeki basit dinamo tipi jeneratör, bu dönen manyetik alanın yanına yerleştirilmiş bir tel bobin ile merkezi bir şaftın etrafında dönen kalıcı bir mıknatıstan oluşur.Mıknatıs döndükçe, bobinin üst ve alt tarafındaki manyetik alan, kuzey ve güney kutbu arasında sürekli değişir.

Manyetik alanın bu dönme hareketi, Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasası tarafından tanımlandığı gibi bobine indüklenen bir alternatif emf ile sonuçlanır.

Elektromanyetik indüksiyonun büyüklüğü, akı yoğunluğu ile doğrudan orantılıdır, β iletkenlerin toplam uzunluğunu veren halkaların sayısı, metre cinsinden 1 metre ve iletken alan içindeki manyetik alanın metre/saniye(m/s) olarak değiştiği hız ,hareketsel emf ifadesi ise ;

Faraday’ın Hareketsel emf İfadesi

Ɛ = – B x L x V volt

Eğer iletken manyetik alana dik açılarda (90 °) hareket etmiyorsa, açı arttıkça düşürülmüş bir çıktı vererek yukarıdaki ifadeye θ ° açısı eklenecektir.

Ɛ = – B x L x V x sinθ volt

Lenz’in Elektromanyetik İndüksiyon Yasası

Faraday Kanunu, bir iletkeni bir gerilime indüklemenin, bir manyetik alandan geçirerek veya manyetik alanı iletkeni geçerek hareket ettirerek yapılabileceğini ve bu iletkenin kapalı bir devrenin parçası olması durumunda elektrik akımının akacağını söyler.

Bu gerilime, Faraday yasasında verilen negatif işaretli elektromanyetik indüksiyon nedeniyle değişen manyetik alan tarafından iletkene indüklendiği için indüklenen bir emf denir.

Ancak değişen bir manyetik akı, daha öncede gördüğümüz gibi kendi manyetik alanını üretecek olan bobin boyunca değişen bir akım üretir.Bu kendi kendine indüklenen emk, buna neden olan değişime karşı çıkar ve akımın değişim hızı ne kadar hızlı olursa, karşı emf o kadar büyük olur.

Bu kendi kendine indüklenen emk, Lenz yasasına göre, bobin içindeki akımdaki değişime karşı çıkar ve yönü nedeniyle bu kendi indüklenen emf genellikle geri emf olarak adlandırılır.

Lenz’in Yasası şunu belirtmektedir: “uyarılmış bir emf’nin yönü, ona neden olan değişime her zaman karşı çıkacak şekildedir”.Başka bir deyişle, indüklenen bir akım her zaman ilk başta indüklenen akımı başlatan hareketi veya değişikliğe karşıdır ve bu fikir Endüktansın analizinde bulunur.

Aynı şekilde, eğer manyetik akı azalırsa, indüklenen emk, orijinal akıya ekleyen manyetik akı üreterek ve bu azalmaya karşı çıkacaktır.

Lenz yasası, elektromanyetik indüksiyonda indüklenen akımların akış yönünü belirleyen temel yasalardan biridir ve enerjinin korunumu yasası ile ilgilidir.

Enerji evrendeki toplam enerji miktarının her zaman sabit kalacağını, enerjinin yaratılamayacağı veya yok edilemeyeceğini belirten enerjinin korunumu yasasına göre , Lenz’in yasası Michael Faraday’ın tümevarım yasasından türetilmiştir.

Lenz’in elektromanyetik indüksiyon hakkındaki yasası hakkında son olarak ; artık bir iletken ile manyetik alan arasında nispi bir hareket olduğunda, iletken içinde bir emf indüklendiğini biliyoruz.

Ancak iletken aslında bobinlerin elektrik devresinin bir parçası olmayabilir, ancak bobin demir çekirdeği veya sistemin bir başka metalik parçası, örneğin bir transformatör olabilir.Sistemin bu metalik kısmı içindeki indüklenmiş emf, dolaşımdaki bir akımın etrafında akmasına neden olur ve bu tür çekirdek akım, Girdap Akımı olarak bilinir.

Elektromanyetik indüksiyon tarafından üretilen girdap akımları, bobin çekirdeği çevresinde veya manyetik alan içindeki metalik bileşenleri birleştiren manyetik akım için tek bir tel halkası gibi davranır.

Girdap akımları sistemin yararına yönelik hiçbir şey yapmaz, bunun yerine çekirdekte dirençli ısıtma ve güç kaybı oluşturan negatif bir kuvvet gibi davranarak indüklenen akımın akışına karşı çıkarlar. Bununla birlikte, ferromanyetik metalleri ısıtmak ve eritmek için sadece girdap akımlarının kullanıldığı elektromanyetik indüksiyon ocağı uygulamaları vardır.

elektromanyetik indüksiyon nedir

Transformatörde Dolaşan Girdap Akımları

Resimdeki transformatörün demir çekirdeğindeki değişen manyetik akı, yalnızca birincil ve ikincil sargılarda değil, aynı zamanda demir çekirdekte de bir emf oluşturacaktır.Demir çekirdek iyi bir iletkendir, bu nedenle katı demir çekirdekte indüklenen akımlar büyük olacaktır.

Ayrıca, girdap akımları, Lenz yasasına göre birincil bobin tarafından oluşturulan akıyı hafifletmek için hareket eden bir yönde akar.Sonuç olarak, belirli bir B alanını üretmek için gereken birincil bobin içindeki akım artar, bu nedenle histerezis eğrileri H ekseni boyunca daha yağlı olur.

Girdap akımı ve histerezis kayıpları tamamen ortadan kaldırılamaz, ancak büyük ölçüde azaltılabilir. Transformatör veya bobinin manyetik çekirdeği malzemesi olarak katı bir demir çekirdeğe sahip olmak yerine, manyetik yol “lamine” edilmiştir.

Bu laminasyonlar, katı bir çekirdek üretmek için bir araya getirilmiş çok ince yalıtımlı (genellikle vernikli) metal şeritlerdir.Laminasyonlar demir çekirdeğin direncini arttırır, böylece girdap akımlarının akışına karşı toplam direnci arttırır, böylece çekirdekte indüklenen girdap akım güç kaybı azalır ve bu nedenle transformatörlerin manyetik demir devresinin nedeni budur.Ve elektrikli makinelerin hepsi lamine edilmiştir.

ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON NEDİR SONUÇ :

Bugün Elektromanyetik İndüksiyon Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur sizler adına.

İyi Çalışmalar

MANYETİK HİSTEREZİS NEDİR |ELEKTROMANYETİZMA DERSLERİ

MANYETİK HİSTEREZİS NEDİR ?

Manyetik histerezis nedir ? Manyetik histerezis eğrisi nedir ? Manyetik histerezis nerelerde ve nasıl kullanılır ? Manyetik histerezisin çalışma prensibi nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Manyetik Histeresiz Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

MANYETİK HİSTEREZİS

Elektromanyetik bir bobin tarafından üretilen manyetik akının, belirli bir alanda üretilen manyetik alan veya kuvvet çizgilerinin miktarı olduğunu ve daha yaygın olarak “Akı Yoğunluğu” olarak adlandırıldığını biliyoruz. Tesla(T)  akı yoğunluğunun biriminin de B sembolü olduğunu biliyoruz.

Daha önceki derslerden, bir elektromıknatısın manyetik gücünün bobinin sarım sayısına, bobinden geçen akıma veya kullanılan çekirdek malzemenin türüne bağlı olduğunu ve akımın veya dönüşlerin sayısının artmasının manyetik alan gücünü artırabildiğini biliyoruz.

Daha öncesinde, göreceli geçirgenlik, μr sembolü, mutlak geçirgenliğin μ ve boş alanın geçirgenliği μo  (vakum) oranı olarak tanımlanmış ve bu bir sabit olarak verilmişti.Bununla birlikte, akı yoğunluğu, B ve manyetik alan kuvveti, H arasındaki ilişki, göreceli geçirgenlik, μr’nin sabit olmadığı, manyetik alan yoğunluğunun bir fonksiyonu olduğu ve dolayısıyla manyetik akış yoğunluğunun aşağıdaki gibi verildiği ile tanımlanabilir:

B = μ H

Malzemedeki manyetik akı yoğunluğu, malzeme için vakumdaki, akış içindeki manyetik akı yoğunluğuna kıyasla nispi geçirgenliğinin bir sonucu olarak, daha büyük bir faktörle artacak ve bir hava-sarmal bobini için bu ilişki şöyle verilmektedir:

B = ɸ/A ve B/H = μo

Bu nedenle ferromanyetik malzemeler için akı yoğunluğunun alan kuvvetine oranı (B/H) sabit değildir ancak akı yoğunluğuna göre değişir.Bununla birlikte, hava çekirdekli bobinler veya ahşap veya plastik gibi herhangi bir manyetik olmayan orta çekirdek için bu oran sabit olarak kabul edilebilir ve bu sabit, boş alanın geçirgenliği olarak bilinir

(μo = 4.π.10-7 H/m)

Akı yoğunluğu (B) ‘nin alan kuvvetine (H) karşı değerlerini çizerek, resimde gösterildiği gibi kullanılan her bir çekirdek malzeme türü için Mıknatıslanma Eğrileri, Manyetik Histerezis Eğrileri veya daha yaygın olarak B-H Eğrileri adı verilen bir dizi eğri üretebiliriz.

Mıknatıslanma veya B-H Eğrisi

Mıknatıslanma eğrileri kümesi, yukarıdaki M, yumuşak demir ve çelik çekirdekler için B ve H arasındaki ilişkinin bir örneğini ifade eder, ancak her çekirdek malzeme türü kendi manyetik histerezis eğrileri kümesine sahip olacaktır.

Akı yoğunluğunun, alan kuvveti ile orantılı olarak arttığını, belli bir değere ulaşana kadar arttığını, alan kuvveti artmaya devam ettikçe, neredeyse düz ve sabit hale gelmeyecek şekilde artacağını fark edebilirsiniz.

manyetik histerezis nedir

Bunun nedeni, demirdeki tüm alanlar mükemmel bir şekilde hizalandığından, çekirdek tarafından üretilebilecek akı yoğunluğu miktarında bir sınırın olmasıdır.Başka bir artışın M değeri üzerinde bir etkisi olmayacak ve akı yoğunluğunun sınırına ulaştığı grafikteki noktaya Çekirdek Doygunluğu olarak da adlandırılan Manyetik Doyma denir ve çelik eğrinin doyma noktasının üzerindeki basit örneğimizde metre başına yaklaşık 3000 amper-dönüşle başlar.

Weber’in teorisinden de hatırladığımız gibi, doygunluk cereyan eder, çekirdek materyal içindeki molekül yapısının rastgele tesadüf düzenlemesi, materyal içindeki minik moleküler mıknatıslar “sıralanır” hale geldikçe değişir.

Manyetik alan kuvveti (H) arttıkça, bu moleküler mıknatıslar maksimum akı yoğunluğu üreten mükemmel hizalamaya ulaşana kadar gittikçe daha fazla hizaya girerler ve bobin içinden akan elektrik akımındaki bir artış nedeniyle manyetik alan kuvvetindeki herhangi bir artış az ya da etkisiz olacaktır..

Kalıcılık

içinden akan akım nedeniyle yüksek bir alan kuvvetine sahip bir elektromanyetik bobimiz olduğunu ve ferromanyetik çekirdek malzemesinin doyma noktasına, maksimum akı yoğunluğuna ulaştığını varsayalım.

Şimdi şalterİ açarsak ve bobinden akan mıknatıslanma akımını kaldırırsak, bobin etrafındaki manyetik alanın, manyetik akı sıfıra düştüğünde kaybolmasını bekleriz.

Bununla birlikte, elektromanyetik çekirdek malzemesi, akım bobinde akışı durduğunda bile manyetik alanın bir kısmını koruduğundan manyetik akı tamamen kaybolmaz.Bir bobinin, mıknatıslama işlemi durduktan sonra çekirdek içindeki bazı mıknatıslıklarını tutma kabiliyetine, Kalıcılık veya geri kalma denir, oysa hala çekirdekte kalan akı yoğunluğu miktarı , Kalan Mıknatıslanma, BR olarak adlandırılır.

Bunun nedeni, küçük moleküler mıknatısların bazılarının tamamen rastgele bir desene dönmemesini ve hala orijinal mıknatıslanma alanının yönünü göstererek onlara bir tür “bellek” vermesidir.Bazı ferromanyetik malzemeler, kalıcı mıknatıslar üretmek için mükemmel olmalarını sağlayan yüksek manyetikliğe (manyetik olarak sert) sahiptir.

Diğer ferromanyetik malzemeler, düşük manyetikliğe (manyetik olarak yumuşak) sahipken, onları elektromanyetik, selonoid veya rölelerde kullanım için ideal kılar.Bu artık akı yoğunluğunu sıfıra indirmenin bir yolu, bobin içinden akan akımın yönünü tersine çevirerek H’ın değerini manyetik alan kuvveti negatif yapmaktır.Bu etki bir Zorlayıcı Kuvvet, HC olarak adlandırılır.

Bu ters akım daha da artırılırsa, ferromanyetik çekirdek tekrar doygunluğa ulaşana kadar, fakat daha önce ters yönde doyma noktasına gelinceye kadar akı yoğunluğu, ters yönde de artacaktır. Mıknatıslanma akımını azaltmak, bir kez daha sıfıra benzer miktarda artık manyetizma üretecektir ancak ters yönde olacaktır.

Ardından, bobin içinden mıknatıslama akımının yönünü, bir AC kaynağında olduğu gibi pozitif bir yönden negatif bir yöne sürekli olarak değiştirerek, ferromanyetik çekirdeğin bir Manyetik Histerezis halkası üretilebilir.

Manyetik Histeresiz Döngüsü

Yukarıdaki Manyetik Histerezis döngüsü, B ve H arasındaki ilişki doğrusal olmadığından ferromanyetik bir çekirdeğin davranışını grafiksel olarak gösterir.Manyetik olmayan bir çekirdekten başlayarak, hem B hem de H, mıknatıslanma eğrisinde 0 noktasında olacaktır.

Mıknatıslanma akımı, i, bazı değerlere pozitif bir doğrultuda arttırılırsa, manyetik alan kuvveti H, i ile doğrusal olarak artar ve akış yoğunluğu B, doygunluğa doğru yöneldiği zaman 0 noktasından A noktasına kadar olan eğri tarafından gösterildiği gibi artacaktır.

Şimdi eğer bobindeki mıknatıslama akımı sıfıra düşürülürse, merkezin etrafında dolaşan manyetik alan da sıfıra düşer.Bununla birlikte, bobinlerin manyetik akısı, çekirdek içinde mevcut olan artık manyetizma nedeniyle sıfıra ulaşmayacak ve bu, a noktasından b noktasına eğride gösterilmektedir.

B noktasındaki akı yoğunluğunu sıfıra indirmek için bobinden geçen akımı tersine çevirmemiz gerekir.Artık akı yoğunluğunu boşaltmak için uygulanması gereken mıknatıslanma kuvveti “Zorlayıcı Kuvvet” olarak adlandırılır.

Bu zorlayıcı kuvvet, çekirdek c noktasında manyetik hale gelene kadar moleküler mıknatısları yeniden düzenleyen manyetik alanı tersine çevirir.

Bu ters akımdaki bir artış, çekirdeğin zıt doğrultuda mıknatıslanmasına neden olur ve bu mıknatıslanma akımının arttırılması, çekirdeğin doyma noktasına ancak tam tersi yönde eğri üzerinde d noktasına ulaşmasına neden olur.

Bu nokta b noktasına simetriktir.Eğer mıknatıslama akımı tekrar sıfıra düşürülürse, çekirdekte mevcut olan kalıntı mıknatıs değeri önceki değere eşit olacaktır, ancak e noktasında tersi olacaktır.

Yine bu sefer bobin içinden akan mıknatıslama akımının pozitif bir yöne doğru geri döndürülmesi, manyetik akının sıfıra, eğri üzerinde f noktasına ve mıknatıslama akımının pozitif bir doğrultuda daha da arttırılmasından önce çekirdeğin a noktasında doygunluğa ulaşmasına neden olacaktır

Sonra B-H eğrisi, a-b-c-d-e-f-a’nın yolunu izler çünkü bobin içinden akan mıknatıslama akımı, bir AC voltajının döngüsü gibi pozitif ve negatif bir değer arasında değişir.

Bu yola Manyetik Histerezis Döngüsü denir.

Manyetik histerezisin etkisi, bir ferromanyetik çekirdeğin mıknatıslanma işleminin ve dolayısıyla akı yoğunluğunun, ferromanyetik çekirdeğin hangi kısmının mıknatıslandığı eğrinin hangi kısmına bağlı olduğunu gösterir; çünkü bu, çekirdeğe bir “bellek” şekli veren geçmiş devrelere bağlıdır.Daha sonra ferromanyetik malzemeler bir belleğe sahiptir çünkü harici manyetik alan çıkarıldıktan sonra mıknatıslanmış halde kalırlar.

Bununla birlikte, demir veya silikon çeliği gibi yumuşak ferromanyetik malzemeler çok dar manyetik histerezis döngülerine sahiptir, bu da çok az miktarda artık manyetizma ile sonuçlanmakta ve bunları kolayca mıknatıslanabildikleri ve manyetiklerinden arındırılabildikleri için röleler, selonoid ve transformatörlerde kullanım için ideal kılmaktadır.

Bu artık manyetizmanın üstesinden gelmek için zorlayıcı bir kuvvet uygulanması gerektiğinden, histerezis döngüsünün kapatılması için, kullanılan enerjinin manyetik malzemede ısı olarak dağıtılmasıyla çalışmak gerekir.Bu ısı histerezis kaybı olarak bilinir, kayıp miktarı malzemenin zorlayıcı kuvvet değerine bağlıdır.

Silisyum gibi demir metaline katkı maddeleri ekleyerek, çok dar bir histerezis döngüsüne sahip olan çok küçük bir zorlayıcı kuvvete sahip malzemeler yapılabilir.Dar histerezis döngülerine sahip malzemeler kolayca mıknatıslanır ve manyetikleştirilir ve yumuşak manyetik malzemeler olarak bilinir.

Yumuşak ve Sert Malzemeler İçin Manyetik Histerezis Döngüleri

Manyetik histerezis, boşa harcanan enerjinin ısı şeklinde dağılmasıyla sonuçlanır ve enerji israfı, manyetik histerezis döngüsünün alanı ile orantılıdır.Histerezis kayıpları, akımın sürekli yön değiştirdiği AC transformatörlerinde her zaman bir problem olacak ve böylece çekirdekteki manyetik kutuplar, sürekli yönünü değiştirdikleri için kayıplara neden olacaktır.

DC makinelerde dönen bobinler, alternatif olarak güney manyetik direklerin kuzeyinden geçerken histerezis kayıplarına da neden olacaktır.Daha önce belirtildiği gibi, histerezis döngüsünün şekli, kullanılan demirin veya çeliğin yapısına bağlıdır ve büyük mıknatısın tersine çevrilen demir durumunda, örneğin transformatör çekirdeği gibi, BH histerezis döngüsünün mümkün olduğu kadar resimdeki gibi küçük olması önemlidir.

MANYETİK HİSTEREZİS NEDİR SONUÇ :

Bugün Manyetik Histerezis nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur sizler adına.

Elektromanyetizma ile ilgili bir sonraki derste, Faraday’ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasasına bakacağız ve bir tel iletkeni sabit bir manyetik alan içinde hareket ettirerek iletkende basit bir jeneratör üreten bir elektrik akımı indüklemenin mümkün olduğunu göreceğiz.

İyi Çalışmalar

Elektromıknatıs Nedir | Elektromanyetizma Dersleri

ELEKTROMIKNATIS NEDİR ?

Elektromıknatıs nedir ? Manyemotor kuvveti nedir ? Elektromıknatısın manyetik gücü nedir ? Manyetik alan gücü nedir ? Elektromıknatıs nasıl çalışır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektromıknatıs nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

ELEKTROMIKNATIS

Şimdi, önceki derslerden düz akım taşıyan bir iletkenin, uzunluğu boyunca tüm noktalarında kendi etrafında dairesel bir manyetik alan ürettiğini ve bu manyetik alanın dönme yönünün, iletkenden, sol el kuralına göre de bulabileceğimiz, geçen akım yönüne bağlı olduğunu biliyoruz.

Elektromanyetizma ile ilgili son derste, iletkeni tek bir ilmek halinde bükersek, akımın saatin tersi bir alan ve yan yana saat yönünün tersine bir alan üreten ilmek boyunca akımın ters yönde akacağını gördük.

Elektromıknatıs bu prensibi, tek bir bobin üretmek için manyetik olarak birleştirilmiş birkaç ayrı ilmeğe sahip olarak kullanır.

Elektromıknatıslar temel olarak, bir elektrik akımı bobinden geçtiğinde belirgin bir kuzey ve güney kutbuna sahip çubuk mıknatıslar gibi davranan tel bobinleridir.Her bir bobin halkası tarafından üretilen statik manyetik alan komşusu ile birlikte, bobinin ortasındaki son derste baktığımız tek tel halkası gibi konsantre olan birleşik manyetik alan ile toplanır.

Bir ucunda kuzey kutbu ve diğer ucunda güney kutbu ile sonuçlanan statik manyetik alan tekdüzedir ve bobinin merkezinde dış çevresinden çok daha güçlüdür.

Bir Elektromıknatıs Çevresindeki Kuvvet Hatları 

Burada üretilen manyetik alan, kendine özgü kuzey ve güney kutbuna sahip olan bir çubuk mıknatıs şeklinde gerilir ve akı, bobinde akan akım miktarıyla orantılıdır.Eğer aynı akım akan ve aynı bobin üzerine ilave tel katmanları sarılırsa, manyetik alan kuvveti artacaktır.

Bu nedenle, herhangi bir manyetik devredeki mevcut akı miktarının, içinden geçen akım ve bobin içindeki tel dönüşlerinin sayısı ile doğru orantılı olduğu görülebilir.

Bu ilişki manyetomotor kuvveti veya m.m.f olarak adlandırılır ve şöyle tanımlanır:

Manyetomotor Kuvveti (m.m.f) = I x N

Manyetomotor kuvveti bir akım olarak ifade edilir, N kadar dönüş ile bobinden akar.Bu nedenle, bir elektromıknatısın manyetik alan kuvveti, bobinin amper dönüşleri ile bobin içindeki tel dönüşleri arttıkça manyetik alanın kuvveti artar.

Elektromıknatısın Manyetik Gücü

Artık iki bitişik iletkenin akım taşıdığını biliyoruz, mevcut akımın yönüne göre manyetik alanlar belirlenmekte.

İki alanın sonuç olarak ortaya çıkan etkileşimi, iki iletken tarafından mekanik bir kuvvetin yaşanacağı şekildedir.

Akım aynı yönde (bobinin aynı tarafı) akarken, iki iletken arasındaki alan zayıftır, resimde gösterildiği gibi bir çekim kuvvetine neden olur.Benzer şekilde, akım ters yönlerde akarken, aralarındaki alan yoğunlaşır ve iletkenler itmeye başlar.

Bu alanın iletken etrafındaki yoğunluğu, iletkenlerin yanında bulunan en güçlü noktası ve kademeli olarak iletkenlerden daha da zayıflayacak şekilde, onunla olan mesafeyle orantılıdır.Tek bir düz iletken olması durumunda, akan akım ve ondan olan uzaklık, alanın yoğunluğunu düzenleyen faktörlerdir.

Bu nedenle “Manyetik Alan Gücü” nü hesaplamak için kullanılan formül, bazen uzun düz akım taşıyan bir iletkenin “Mıknatıslanma Kuvveti” olarak adlandırılır ve içinden geçen akımdan ve uzaklıktan elde edilir.

Elektromıknatıslar için Manyetik Alan Gücü

Burada:

Telin bobini için : H = (I x N)/L

Düz iletken için : H = I / (2πr)

H – Amper-tur / metre, At/m cinsinden manyetik alanın kuvvetidir.

N – bobinin dönüş sayısı

I – Bobin içinden amper olarak geçen akımdır, A

L – Bobinin metre cinsinden uzunluğu, m

Daha sonra özetlemek gerekirse, bir bobin manyetik alanının gücü veya yoğunluğu aşağıdaki faktörlere bağlıdır.

Bobin içindeki telin dönüş sayısı.

Bobinde akan akımın miktarı.

Çekirdek materyalin türü.

Elektromıknatısın manyetik alan kuvveti, çekirdeğin ana amacı olarak kullanılan çekirdek malzemenin türüne de bağlıdır, manyetik akıyı iyi tanımlanmış ve tahmin edilebilir bir yolda konsantre etmek. Şimdiye kadar sadece hava çekirdekli (içi boş) bobinler göz önüne alındı, ancak diğer malzemelerin çekirdeğe (bobinin merkezi) sokulması, manyetik alanın gücü üzerinde çok büyük bir kontrol etkisine sahiptir.

Malzeme örneğin ahşap gibi manyetik değilse, hesaplama amacıyla çok düşük geçirgenlik değerlerine sahip oldukları için boş alan olarak kabul edilebilir.Bununla birlikte, çekirdek malzemesi demir, nikel, kobalt veya alaşımlarının herhangi bir karışımı gibi bir Ferromanyetik malzemeden yapılırsa, bobin etrafındaki akı yoğunluğunda önemli bir fark gözlenir.

Ferromanyetik malzemeler mıknatıslanabilir ve genellikle yumuşak demir, çelik veya çeşitli nikel alaşımlarından yapılmışlardır.Bu tür bir malzemenin bir manyetik devreye girmesi, manyetik akıyı daha konsantre ve yoğun hale getirecek şekilde yoğunlaştırma ve bobin içindeki akım tarafından oluşturulan manyetik alanı büyütme etkisine sahiptir.

Bunu, bir tel bobini büyük bir yumuşak demir çivinin etrafına sararak ve bir aküye gösterildiği gibi bağlayarak kanıtlayabiliriz.Bu basit deney, çok sayıda klips veya pim almamızı sağlar ve bobine daha fazla dönüş ekleyerek elektromıknatısı daha güçlü hale getirebiliriz.Manyetik alanın bu derece yoğunluğuna ya içi boş bir hava çekirdeği ya da çekirdeğe ferromanyetik maddeler sokmak suretiyle Manyetik Geçirgenlik denir.

Elektromıknatısların Geçirgenliği

Elektromıknatısta aynı fiziksel boyutlara sahip farklı malzemelerin çekirdekleri kullanılıyorsa, mıknatısın gücü kullanılan çekirdek malzemeye göre değişecektir.Manyetik kuvvetteki bu değişiklik, merkezi çekirdekten geçen akı çizgilerinin sayısı nedeniyledir.Eğer manyetik malzeme yüksek geçirgenliğe sahipse, akı çizgileri kolayca yaratılabilir ve merkezi çekirdek ve geçirgenlikten (μ) geçer ve çekirdeğin mıknatıslanabileceğinin bir ölçüsüdür.

Bir boşluğun geçirgenliği için verilen sayısal sabit şöyledir:

µo = 4.π.10-7 H/m

Boş alan geçirgenliği (vakum), genellikle bir değer ile verilir.Geçirgenlikle ilgili tüm hesaplamalarda referans olarak kullanılan bu değerdir ve tüm malzemelerin kendi geçirgenlik değerleri vardır.

Sadece farklı demir, çelik veya alaşımlı çekirdeklerin geçirgenliğini kullanmadaki problem, söz konusu hesaplamaların çok büyük olabilmesidir, bu nedenle malzemeleri göreceli geçirgenlikleriyle tanımlamak daha uygun olur.

Göreceli Geçirgenlik, sembol μr ->  μ(mutlak geçirgenlik)’nun bir ürünüdür ve µo boş alan geçirgenliğidir ve şu şekilde verilir.

Göreceli geçirgenlik

μr = μ/μo  = (Materyal akı yoğunluğu) / (Vakum akı yoğunluğu)  

Boşluk alanından biraz daha az geçirgenliğe (vakum) sahip olan ve manyetik alanlara karşı zayıf, negatif bir duyarlılığa sahip olan malzemelerin doğada diamanyetik olduğu söylenir ; su, bakır, gümüş ve altın gibi.

Serbest alandan biraz daha büyük bir geçirgenliğe sahip olan ve kendilerini manyetik bir alan tarafından sadece hafifçe çeken bu malzemelerin, doğada olduğu gibi Paramanyetik olduğu söylenir; gazlar, magnezyum ve tantal.

Elektromıknatıs Örneği 1

Yumuşak bir demir çekirdeğin mutlak geçirgenliği 80 mili-henry m (80.10-3) olarak verilir.

Eşdeğer göreceli geçirgenlik değerini hesaplayın.

μr = μ/μo   = 80×10-3 / 4xπx10-7 => 63,654 ya da 64×103

Çekirdekte ferromanyetik malzemeler kullanıldığında, alan kuvvetini tanımlamak için nispi geçirgenliğin kullanılması, kullanılan farklı malzeme türleri için manyetik alanın gücü hakkında daha iyi bir fikir verir.

Örneğin, bir vakum ve hava herhangi birisinin nispi geçirgenliğine sahiptir ve bir demir çekirdek için yaklaşık 500’dür, bu nedenle bir demir çekirdeğin alan kuvvetinin eşdeğer bir içi boş hava bobininden 500 kat daha güçlü olduğunu ve bu ilişkinin çok fazla olduğunu söyleyebiliriz.

0.628×10-3 H/m’den daha kolay anlaşılır (500.4.π.10-7).

Hava yalnızca bir geçirgenliğe sahip olabilirken, bazı ferrit ve permalloy malzemelerinin geçirgenliği 10.000 veya daha fazla olabilir.Bununla birlikte, manyetik akı arttıkça çekirdek yoğun bir şekilde doygun hale geldiğinden, tek bir bobinden elde edilebilecek manyetik alan kuvveti miktarında sınırlamalar vardır ve bu, B-H eğrileri ve histerezis ile ilgili bir yazımızda bahsedilecektir.

ELEKTROMIKNATIS NEDİR SONUÇ :

Bugün Elektromıknatıs nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Elektromanyetizma Nedir ? | Elektromanyetizma Dersleri

ELEKTROMANYETİZMA NEDİR

Elektromanyetizma nedir ? Sol el kuralı nedir ? Elektromanyetizma nasıl çalışır ve nasıl oluşur ? Elektromanyetizma ile ilgili önemli noktalar nelerdir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Elektromanyetizma Nedir adlı yazımızla karşınızdayız

Başlayalım.

ELEKTROMANYETİZMA

elektromanyetizma

Kalıcı mıknatıslar iyi ve bazen çok güçlü bir statik manyetik alan üretirken, bazı uygulamalarda bu manyetik alanın kuvveti hala çok düşüktür veya mevcut manyetik akı miktarını kontrol edebilmemiz gerekir.

Bu yüzden çok daha güçlü ve daha kontrol edilebilir bir manyetik alan üretmek için elektrik kullanmamız gerekmektedir.

Demir çekirdekler gibi yumuşak bir manyetik malzemenin etrafına sarılmış veya sarılmış tel bobinleri kullanarak, birçok farklı elektriksel uygulamada kullanım için çok güçlü elektromıknatıslar üretebiliriz.

Tel bobinlerinin kullanılması, bize elektromanyetizma denilen başka bir manyetizma şekli veren, manyetizma ile ilişki kurar.

Elektromanyetizma, bir elektrik akımı, bir tel veya kablo uzunluğu gibi basit bir iletken boyunca akarken ve akım iletken boyunca ilerlerken, iletkenin tamamı boyunca bir manyetik alan oluşturulur. İletken etrafında oluşturulan küçük manyetik alan, iletken boyunca akan elektrik akımının yönü ile belirlenen “Kuzey” ve “Güney” kutuplarıyla net bir yöne sahiptir.

Bu nedenle, iletken boyunca akan akım ile çevresinde meydana gelen manyetik alan ile bu akımın akışı ile ortaya çıkan manyetik alan arasında bir ilişki kurmak gereklidir.

Bir elektrik akımı bir iletkenden geçtiğinde, etrafındaki dairesel bir elektromanyetik alanın, iletkenin tüm uzunluğu boyunca birbirini kesmeyen tam döngüler oluşturan manyetik akı çizgileri ile üretildiğini tespit ettik.

Manyetik alanın dönme yönü iletken boyunca akan akımın yönü ile yönetilir ve üretilen manyetik alan mevcut taşıyıcı iletkenin merkezine yakındır.

Bunun nedeni, çizgilerin uzunluğunun iletkenden daha uzakta olması ve resimde gösterildiği gibi daha zayıf akı çizgilerinin oluşmasıdır.

elektromanyetizma nedir

Bir İletken Çevresindeki Manyetik Alan

İletken etrafındaki manyetik alanın yönünü belirlemenin basit bir yolu, sıradan bir ahşap vidayı bir kağıda vidalamayı düşünmektir.Vida kağıda girdiğinde, dönme hareketi saat yönündedir ve kağıdın üzerinde vidanın görünen tek kısmı vida başıdır.

Vidayı çıkarma işlemi saat yönünün tersidir.Akım üstten girdiği için, kağıdın altından çıkar ve alttan görünen ahşap vidanın tek kısmı vidanın ucu veya noktasıdır ve kağıttan “ve gözlemciye doğru” akan akımı göstermek için kullanılan nokta bu noktadır.

Ardından ahşap vidayı kağıdın içine ve dışına vidalamanın fiziksel etkisi iletkendeki akımın yönünü ve bu nedenle elektromanyetik alanın etrafındaki dönüş yönü resimde gösterildiği gibi gösterilebilir.

Bu kavram genel olarak Sağ El Hareketi olarak bilinir.

Manyetik alan, kuzey ve güney olmak üzere iki kutbun varlığını işaret eder.Akım taşıyan bir iletkenin kutupsallığı, S ve N büyük harflerini çizerek ve ardından manyetik alan yönünün görsel bir gösterimini veren, resimde de gösterildiği gibi harflerin serbest ucuna ok başları ekleyerek sağlanabilir.

Hem akım akışının yönünü hem de iletken etrafındaki manyetik akının sonuç yönünü belirleyen daha bilinen başka bir konsepte “Sol El Kuralı” denir.

Sol El Kuralı

Bir manyetik alanın bilinen yönü kuzey kutbundan güney kutbuna kadardır.Bu yön, akım taşıyan iletkeni sol elinizde tutarak baş parmağınız elektron akışı yönünde negatif yönde artıya doğru bakacak şekilde bulunabilir.

İletken boyunca ve etrafına yerleştirilen parmakların pozisyonu resimde de gösterilen şekilde oluşturulan manyetik kuvvet çizgilerinin yönünü gösterecektir.

İletken içinden geçen elektronun yönü tersine çevrilirse, sol elin, iletken elektron akımının yeni yönüne işaret eden baş parmağıyla iletkenin diğer tarafına yerleştirilmesi gerekecektir.

Akım tersine çevrildiğinde, iletken etrafında üretilen manyetik alanın yönü de tersine çevrilecektir, çünkü daha önce de söylediğimiz gibi, manyetik alanın yönü akımın akış yönüne bağlıdır.

Bu “Sol El Kuralı”, elektromanyetik bir bobin içindeki kutupların manyetik yönünü belirlemek için de kullanılabilir.Bu kez, parmaklar elektronun yönünü işaret eder, uzatılmış başparmak kuzey kutbunun yönünü gösterirken negatiften  pozitife akış gösterir.

Bu kural üzerinde konvansiyonel akım akışına dayanan “sağ el kuralı” olarak adlandırılan bir değişiklik vardır (pozitiften negatife).

Tek bir düz tel parçasının resimde de gösterildiği gibi tek bir ilmek şeklinde büküldüğünü düşünün. Elektrik akımı, tel iletkenin tüm uzunluğu boyunca aynı yönde aksa da, kağıt boyunca ters yönlerde akacaktır.

Bunun nedeni, akımın kağıdı bir tarafa bırakması ve diğer tarafa kağıda girmesidir, bu nedenle saat yönünde bir alan ve saat yönünün tersine bir alan kağıdın karşısında yan yana üretilir.

Bu iki iletken arasındaki sonuçta ortaya çıkan boşluk, kesişme noktasında belirgin bir kuzey ve güney kutbu oluşturan bir çubuk mıknatıs şeklini alacak şekilde yayılan kuvvet çizgileri ile “yoğunlaştırılmış” bir manyetik alan haline gelir.

elektromanyetizma çalışma prensibi

Bir Döngü Çevresinde Elektromanyetizma

Döngünün iki paralel iletkeni boyunca akan akım, döngünün içinden geçen akım sol taraftan çıkan ve sağ tarafa geri döndüğü için zıt yönlerdedir.

Bu, ilmek içindeki her iletkenin etrafındaki manyetik alanın birbirine “aynı” yönde olmasına neden olur.

Döngü boyunca akan akımın ortaya çıkardığı ortaya çıkan kuvvet çizgileri, iki benzer kutbun birleştiği iki iletken arasındaki boşlukta birbirlerine karşı durur, böylece gösterildiği gibi her iletken etrafındaki kuvvet çizgilerini deforme eder.

Bununla birlikte, iki iletken arasındaki manyetik akının bozulması, orta alandaki birleşimde manyetik alanın yoğunluğuyla sonuçlanır, kuvvet çizgileri birbirine yaklaşır.İki benzer alan arasında ortaya çıkan etkileşim, iki iletken arasında birbirlerinden uzaklaşmaya çalıştıkları zaman mekanik bir kuvvet üretir. Bir elektrikli makinede bu iki manyetik alanın püskürtülmesi sonucu, hareket üretilir.

Bununla birlikte, iletkenler hareket edemediğinden, iki manyetik alan, bu etkileşim hattı boyunca kuzey ve güney kutbu oluşturarak birbirlerine yardımcı olur.

Bu, manyetik alanın iki iletken arasında ortada daha güçlü olmasıyla sonuçlanır.İletken etrafındaki manyetik alanın şiddeti, iletkenle olan mesafeyle ve içinden geçen akımla orantılıdır.

Sabit bir uzunlukta bir akım taşıyan tel etrafında oluşturulan manyetik alan, içinden geçen yüksek akımda bile çok zayıftır.Bununla birlikte, telin birkaç halkası, bir tel bobini üreten aynı eksen boyunca birbirine sarılırsa, ortaya çıkan manyetik alan, yalnızca tek bir ilmeğinkinden daha konsantre ve daha güçlü hale gelecektir.

Bu daha yaygın olarak selonoid adı verilen bir elektromanyetik bobin üretir.

Daha sonra, her tel uzunluğu, içinden bir elektrik akımı geçtiğinde elektromanyetizma etkisine sahiptir.Manyetik alanın yönü, akımın akış yönüne bağlıdır.

Telin uzunluğunu bir bobine oluşturarak üretilen manyetik alanın gücünü artırabiliriz.

ELEKTROMANYETİZMA NEDİR SONUÇ :

Bugün Elektromanyetizma nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum faydalı bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Manyetizma & Manyetik Akı Nedir | Elektromanyetizma Dersleri

MANYETİZMA ve MANYETİK AKI NEDİR?

Manyetizma nedir ? Manyetizma nasıl oluşur ? Manyetik akı nedir ? Manyetik akı kuralları ve çalışma prensibi nedir ? Manyetik alan ve büyüklüğü nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Manyetizma & Manyetik akı nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

MANYETİZMA & MANYETİK AKI

Bir iletken etrafında akan akımın yönü ile belirlenen “Kuzey” ve “Güney” kutuplarıyla , manyetik alanın yönü belirlenir ve iletken etrafında küçük bir manyetik alan oluşur.

Manyetizma, Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinde önemli bir rol oynar çünkü röleler, solenoidler, indüktörler, bobinler, bobinler, hoparlörler, motorlar, jeneratörler, transformatörler ve elektrik sayaçları gibi bileşenler, manyetizma yoksa işe yaramazlar.

Sonra her tel bobini, içinden bir elektrik akımı geçtiğinde elektromanyetizma etkisini kullanır.Fakat Manyetizma ve özellikle Elektromanyetizmaya daha detaylı bakmadan önce, mıknatısların ve manyetizmanın nasıl işlediğine dair fizik kuramlarını hatırlamamız gerekiyor.

Manyetizmanın Doğası

Mıknatıslar, doğal bir durumda manyetik cevher biçiminde bulunabilir ki iki ana tür de “demir oksit”, (FE3O4) ve Lodestone olarak adlandırılan bir türdür.Bu iki doğal mıknatıs bir ip parçasından asılırsa, Dünya’nın manyetik alanına göre her zaman kuzeye dönük olacak şekilde dururlar.

Bu etkinin iyi bir örneği bir pusulanın iğnesidir.Pratik uygulamaların çoğu için, bu doğal olarak meydana gelen mıknatıslar, manyetizmaları çok düşük olduğundan ve günümüzde insan yapımı yapay mıknatıslar birçok farklı şekil, boyut ve manyetik güçte üretilebildiği için göz ardı edilebilir.

Tipik olarak uygulamasına bağlı olarak kullanılan “Daimi Mıknatıslar” ve “Geçici Mıknatıslar” olmak üzere iki çeşit manyetizma vardır.Demir, nikel, nikel alaşımları, krom ve kobalt gibi mıknatıslar yapmak için pek çok farklı malzeme türü vardır ve doğal hallerinde nikel ve kobalt gibi bu elementlerin bazıları kendi başına çok zayıf manyetik miktarlar gösterirler.

Bununla birlikte, demir veya alüminyum peroksit gibi diğer malzemelerle birlikte karıştırıldığında veya “alaşımlı” olduklarında, “alcomax”, “hycomax”, “alni” ve “alnico” gibi çok güçlü mıknatıslar haline gelirler.

Manyetik olmayan durumdaki manyetik malzeme moleküler yapısına, gevşek manyetik zincirler veya rastgele bir düzende gevşek biçimde düzenlenmiş bireysel küçük mıknatıslar şekline sahiptir.

Materyal manyetize edildiğinde, moleküllerin bu rasgele düzenlemesi değişir ve minik hizalanmamış ve rastgele moleküler mıknatıslar, bir seri manyetik düzenleme üretecek şekilde “sıralı” hale gelir. Ferromanyetik malzemelerin moleküler hizalanması fikri, Weber’in Teorisi olarak bilinir ve resimde de gösterilmiştir.

Bir Demir Parçası ve Mıknatısın Manyetik Molekül Hizalaması

Weber’in teorisi, atom elektronlarının dönme etkisinden dolayı tüm atomların manyetik özelliklere sahip olduğu gerçeğine dayanmaktadır.Atom grupları, manyetik alanlarının hepsi aynı yönde dönecek şekilde biraraya gelir.

Manyetik malzemeler, atomların etrafındaki moleküler seviyede küçük mıknatıs gruplarından oluşur ve mıknatıslanmış bir malzeme, bir kuzey yönünde ve diğer yönde bir güney kutbu üretmek için bir yönde sıralanan küçük mıknatısların çoğuna sahip olacaktır.

Aynı şekilde, her yönde minik moleküler mıknatıslarına sahip olan bir malzeme, komşu mıknatısı tarafından nötrleştirilmiş moleküler mıknatıslarına sahip olacak ve böylece herhangi bir manyetik etkiyi etkisiz hale getirecektir.

Moleküler mıknatısların bu alanlarına “domain” denir.

Herhangi bir manyetik malzeme, yörünge ve dönen elektronlar tarafından oluşturulan malzemedeki manyetik alanların hizalanma derecesine bağlı olan bir manyetik alan üretecektir.Bu hizalama derecesi, mıknatıslanma : M, olarak bilinen bir miktar ile belirtilebilir.

Manyetikleştirilmemiş bir malzemede, M = 0’dır, ancak manyetik alan giderildikten sonra alanların bazıları malzemedeki küçük bölgeler üzerinde hizalı kalır.Malzemeye bir mıknatıslama kuvveti uygulamanın etkisi, sıfır olmayan bir mıknatıslanma değeri üretmek için bazı alanların hizalanmasıdır.

Mıknatıslanma kuvveti alındıktan sonra, malzemenin içindeki manyetizma kullanılan manyetik malzemeye bağlı olarak ya hızlı bir şekilde stabil kalacaktır ya da azalacaktır.Bir malzemenin manyetizmasını koruma yeteneğine, Kalıcılık denir.

Manyetizmalarını korumak için gerekli olan malzemeler oldukça yüksek bir dayanıklılığa sahip olacak ve bu şekilde kalıcı mıknatıslar yapmak için kullanılacak, röle ve solenoidler için yumuşak demir çekirdekler gibi manyetizmalarını hızlı bir şekilde kaybetmesi gereken malzemeler çok düşük bir dayanıklılığa sahip olacaktır.

Manyetik Akı

Tüm mıknatıslar, şekilleri ne olursa olsun, etrafında manyetik akıların etrafında ve çevresinde manyetik bir kutup içinde ve çevresinde görülen, görünmez akıcı çizgilerden oluşan belli bir organize ve dengeli desen zinciri üreten manyetik kutup olarak adlandırılan iki bölgeye sahiptir.

Bu akı çizgileri topluca mıknatısın “manyetik alanı” olarak adlandırılır.Bu manyetik alanın şekli, bazı kısımlarda “mıknatıs” olarak adlandırılan ve mıknatıs alanı “kutup” olarak adlandırılan alandan daha yoğundur.Bir mıknatısın her iki ucunda bir kutup vardır.

Bu akı çizgileri (vektör alanı olarak adlandırılır) çıplak gözle görülemez, ancak bir kağıdın üzerine serpilen demir dolguları kullanarak veya bunları izlemek için küçük bir pusula kullanarak görsel olarak görülebilir.

manyetizma ve manyetik akı nedir

Manyetik kutuplar her zaman çiftler halinde bulunur, her zaman Kuzey kutbu adı verilen mıknatısın bir bölgesi vardır ve her zaman Güney kutbu olarak adlandırılan zıt bir bölge vardır.

Manyetik alanlar daima görsel olarak, akı çizgilerinin daha yoğun ve konsantre olduğu malzemenin her bir ucunda belirli bir kutup veren kuvvet çizgileri olarak gösterilir.Yönü ve yoğunluğu gösteren manyetik bir alan oluşturan hatlara Kuvvet Hatları veya daha yaygın olarak “Manyetik Akı” denir ve aşağıda gösterildiği gibi Yunanca sembolü Phi (Φ) verilmiştir.

Kuvvet Hatlarının Bar Mıknatıs Manyetik Alanı

Resimde de gösterildiği gibi, manyetik alan, mıknatısın kutuplarına en yakın olanıdır, akı çizgileri daha yakından yerleştirilmiştir.Manyetik akı akışı için genel yön Kuzey (N) ‘den Güney (S)’e kadardır.Ek olarak, bu manyetik çizgiler mıknatısın kuzey kutbunda bırakıp güney kutbuna giren kapalı döngüler oluşturur.Manyetik çizgiler her zaman çiftler halindedir.

Bununla birlikte, manyetik akı aslında kuzeyden güney kutbuna akmaz ya da manyetik akı, manyetik kuvvetin var olduğu bir mıknatısın etrafındaki statik bir bölge olduğu için ,herhangi bir yere akmaz. Başka bir deyişle, manyetik akı akmaz veya hareket etmez, sadece oradadır ve yerçekimi tarafından etkilenmez.Kuvvet çizgilerini çizerken bazı önemli gerçekler ortaya çıkar:

Kuvvet çizgileri ASLA kesişmez.

Kuvvet çizgileri SÜREKLİDİR.

Kuvvet çizgileri her zaman mıknatıs çevresinde ayrı bir Kapalı Döngü oluşturur.

Kuvvet çizgilerinin kuzeyden güneye olan kesin bir yönü vardır.

Birbirine yakın olan kuvvet çizgileri Güçlü bir manyetik alan gösterir.

Daha uzaktaki kuvvet çizgileri, weak (daha zayıf) manyetik alanı gösterir.

Manyetik kuvvetler elektrik kuvvetleri gibi çeker ve iterler ve iki kuvvet çizgisi bir araya getirildiğinde iki manyetik alan arasındaki etkileşim iki şeyden birinin gerçekleşmesine neden olur:

1.  Bitişik çizgiler aynı olduğunda, (kuzey-kuzey veya güney-güney) birbirlerini iterler.

2.  Bitişik çizgiler aynı olmadığında, (kuzey-güney veya güney-kuzey) birbirlerini çekerler.

Bu etki, “karşıtların birbirini çektiği” ifadesi ile kolayca hatırlanır ve manyetik alanların bu etkileşimi bir mıknatıs etrafındaki kuvvet çizgilerini göstermek için demir dolguları kullanarak kolayca gösterilebilir.Çeşitli kutup kombinasyonlarının manyetik alanları üzerindeki etkisi, benzer kutupların itici ve kutupların aksine çekmesi gibi resimde görülmektedir.

Benzer Olmayan ve Benzer Kutupların Manyetik Alanı

Manyetik alan çizgilerini bir pusula ile çizerken, kuvvet çizgilerinin, kuvvet çizgilerinin Kuzey kutbundan ayrıldığı ve tekrar girip Güney Kutbuna girdiği mıknatısın her bir ucunda belirli bir kutup verecek şekilde üretildiği görülecektir.

Manyetik materyal ısıtılarak veya baskı uygulanarak manyetizma zarar görebilir, ancak mıknatısı iki parçaya bölerek yok edilemez veya izole edilemez.

Yani normal bir çubuk mıknatısı alıp iki parçaya bölerseniz, iki yarı mıknatısa sahip değilsinizdir, bunun yerine her kırık parça bir şekilde kendi Kuzey kutbuna ve bir Güney kutbuna sahip olacaktır.

Bu parçalardan birini alıp tekrar ikiye bölerseniz, daha küçük parçaların her birinin bir Kuzey kutbu ve bir Güney kutbu olacak.

Mıknatısın parçaları ne kadar küçük olursa olsun, her bir parça hala bir Kuzey kutbuna ve bir Güney kutbuna sahip olacaktır.

Daha sonra, manyetik veya elektronik hesaplamalarda manyetizmadan faydalanmamız için, manyetizmanın çeşitli yönlerinin ne olduğunu tanımlamamız gerekir.

Manyetizmanın Büyüklüğü

Şimdi, kuvvet çizgilerinin ya da daha genel olarak bir manyetik malzemenin etrafındaki manyetik akının, Yunan sembolü olan Phi (Φ) olarak verildiğini biliyoruz, akı birimi, Wilhelm Eduard Weber’den gelir ve Weber’dir (Wb).

Ancak, belirli bir birim alandaki kuvvet hatlarına “Akı Yoğunluğu” denir ve akı (Φ) metre cinsinden (Wb) ve alan (A) cinsinden ölçüldüğü için (m2), bu nedenle Webers/M^2 veya (Wb/m^2) ve B sembolü ile verilir.

Bununla birlikte, manyetizmadaki akı yoğunluğuna atıfta bulunulduğunda, akı yoğunluğu Nikola Tesla’dan sonra Tesla birimi olarak verilmektedir, bu nedenle bir Wb/m2 = bir Tesla, 1Wb/m^2 = 1T’ye eşittir.

Akı yoğunluğu kuvvet çizgileriyle orantılıdır ve alanla ters orantılıdır, bu nedenle Akı Yoğunluğunu şu şekilde tanımlayabiliriz:

Manyetik akı yoğunluğu

Manyetik akı yoğunluğu = Manyetik Akı(weber) / Alan (m^2)

Manyetik akı yoğunluğu sembolü B’dir ve manyetik akı yoğunluğu birimi Tesla, T’dir.

Formül :   B = Φ/A

Akı yoğunluğu için tüm hesaplamaların aynı birimlerde yapıldığı unutulmamalıdır.

Manyetizma Örnek 1

Bir manyetik çubukta bulunan akı miktarı 0.013 weber olarak ölçülmüştür.Malzemenin çapı 12 cm ise, akı yoğunluğunu hesaplayın.

Manyetik malzemenin kesit alanı m2 cinsinden:

Çap : 12 cm

Alan : πr2

A = 3.142 x 0,062  = 0.0113 m2  

Manyetik akı 0.013 weber olarak verilir, bu nedenle akı yoğunluğu şu şekilde hesaplanabilir:

B = Φ/A  = 0.013 / 0.0113 = 1.15T

Böylece akı yoğunluğu 1.15 Tesla olarak hesaplanmış olur.

Elektrik devrelerinde manyetizma ile uğraşırken, bir Tesla’nın bir manyetik alanın yoğunluğu olduğu, manyetik alana 1 amper dik açılarda taşıyan bir iletkenin üzerinde bir Newton metre uzunluğunda bir kuvvet yaşadığı unutulmamalıdır.

MANYETİZMA & MANYETİK AKI SONUÇ :

Bugün Manyetizma ve Manyetik akı nedir adlı yazımızla karşınızdaydık.Umuyorum güzel bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar