ELEKTROMANYETİK TEORİ NEDİR ?
Elektromanyetik teori nedir ? Maxwell denklemleri nedir ? Maxwell yasaları ne işe yarar ? EM Dalga nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektromanyetik Teori nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Temel elektronik serisine devam ettiğimiz bu yazı ile Elektromanyetik teoriler ve özellikle maxwell denklemleri üzerinde duracağız.
Başlayalım.
ELEKTROMANYETİK TEORİ
Elektromanyetizma, bir elektrik alan ile manyetik alan arasındaki etkileşimle ilgilenen olgudur.Bir sistemdeki sabit yükler bir elektrik alanına ve bir sistemdeki hareketli yüklerin manyetik alana yol açmasına neden olur.
Elektrik alanın ve manyetik alanın yönü daima birbirine diktir ve dalga ışık hızında hareket eder.İskoç bilim adamı ve matematikçi James Clerk Maxwell, elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi Maxwell’in denklemlerini kullanarak ilk kez getirdi.
Maxwell’in dört (4) diferansiyel denklemi, Newton’un mevcut elektrik ve manyetizma yasalarını birleştirdi.
Yasa ; Faraday Yasası, Kelvin kanunu ve Ampere Kanunu ;
Maxwell’in Denklemlerini öğrenmeden önce, denklemlerin temel öğeleri olan 3 Matematiksel işlemi öğrenmeliyiz.Del operatörü, bir fonksiyonun kısmi farklılaşmasını ifade eder.
Onu Nabla olarak ifade ediyoruz. Grad f, bir fonksiyonun gradyanını verir, yani grad f = ∇f, yani bir fonksiyonun x, y ve z-eksenine göre 3 boyutlu bir alanda kısmi ayrımı anlamına gelir.
Degrade bir vektör miktarıdır.Bir vektör miktarının divergence operatörü bize, yoğunluğun belirli bir aralıktan çıktığı hızı temsil eden bir skaler varlık verir.Div v = ∇.v olarak temsil edilir.
Curl, bir vektörün üç boyutlu bir alanda dönüşünü temsil eder. Curl v = ∇ x v ile gösterilir.
4 temel Maxwell Denklemi aşağıdaki gibidir:
Gauss Yasası : ∇. E = p / ԑ0
Gauss Manyetizma Yasası : ∇xB = 0
Maxwell – Faraday Denklemi = ∇ x E = – (αB / αt)
Amper Yasası : ∇x B = u0 ( J + e0 x (αE / αt))
Burada ρ, yüzey içinde net yükü temsil eder, vacuum o ; vakumun geçirgenliğini, B manyetik alanı, E elektrik alanını ve J akım yoğunluğunu temsil eder.
Birinci yasa, kapalı bir yüzey boyunca oluşan elektrik akısının, kapalı olan şarjla orantılı olduğunu belirtmektedir.İkinci yasa, kapalı bir yüzey boyunca indüklenen manyetik akının sıfır olduğunu belirtmektedir.
Üçüncü yasa, zamanla değişen manyetik alanların bir elektrik alanına yol açtığını belirtmektedir.Dördüncü yasa, zamanla değişen Elektrik alanlarının veya sabit akımların manyetik alana yol açtığını belirtmektedir.
Bu nedenle, yukarıdaki denklemlerin gösterdiği gibi, değişken bir elektrik alanın manyetik alana ve değişken bir manyetik alanın bir elektrik alanına yol açtığı kanıtlanmıştır.
Maxwell denklemlerinin çözümü, ışık hızında hareket eden bir dalgayı temsil eden üç boyutlu bir denklemdir.
Elektromanyetik enerji dalgaları boş alan boyunca enerji taşır ve bu enerji uzaktan algılama teknikleri, Radyo dalgaları, Ultraviyole (UV) ışınları ve daha birçok gibi çeşitli uygulamalar için kullanılır.
Maxwell Denklemlerine Giriş
Maxwell’in Denklemleri, elektromanyetik dünyasını tanımlayan 4 karmaşık denklem grubudur. Bu denklemler, elektrik ve manyetik alanların nasıl yayıldığını, etkileşimde bulunduğunu ve nesneler tarafından nasıl etkilendiğini tanımlar.
James Clerk Maxwell [1831-1879], bir dizi bilinen deneysel yasaları (Faraday Yasası, Ampere Yasası) ele geçiren ve onları Maxwell Denklemleri olarak bilinen simetrik bir denklemler kümesinde birleştiren bir Einstein/Newton seviyesinde dahiydi.
Elektromanyetik (EM) dalgaların yayılma hızını belirleyen ilklerden biri olan Maxwell, ışığın hızı ile aynıydı ve dolayısıyla EM dalgalarının ve görünür ışığın aslında aynı şey olduğu sonucuna vardı.
Dünyayı anlamak için, denklemlerin ne anlama geldiğini ve sadece matematiksel yapıları bilmediğinizi anlamalısınız.
Elektromanyetik ve Maxwell Denklemlerinin öğretme yöntemlerini kabul ettirme yöntemlerinin anlamadığını düşünüyorum. Ve bununla birlikte, bu denklemler hakkında bir şeyler söyleyelim.
Maxwell’in Denklemleri yasalardır ; yerçekimi yasası gibi.Bu denklemler, evrenin elektrik ve manyetik alanların davranışını yönetmek için kullandığı kurallardır.
Elektrik akım akışı manyetik alan üretecektir. Eğer akım akışı zamanla değişirse (herhangi bir dalga veya periyodik sinyalde olduğu gibi), manyetik alan bir elektrik alanına da yol açacaktır.
Maxwell’in Denklemleri, ayrılan yükün (pozitif ve negatif) bir elektrik alanına yol açtığını gösterir – ve bu zaman içinde değişiyorsa, yayılan bir elektrik alanına da yol açacak ve daha da ilerleyen bir manyetik alana yol açacaktır.
ELEKTROMANYETİK TEORİ NEDİR SONUÇ :
Bugünki yazımızda Elektromanyetik Teori Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Maxwell denklemleri ve anlamları , elektromanyetizma tanımı ile umarım birtakım faydalı bilgileri aktarabilmişizdir.
İyi Çalışmalar