close

Enter

Log in using OpenID

11.Ders

embedDownload
FİZ121
FİZİK
Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi
2013-2014
2013
2014 Bahar Yarıyılı Ders
Ders-11
11
14.05.2014 Ankara
Aysuhan OZANSOY
Bölüm 9: Faraday Yasası
1. İndüksiyon (Etkileme) Deneyleri
2 Faraday Yasası
2.
3. Lenz Kuralı
4 Jeneratörler
4.
5. Elektromanyetik Dalgalar
2
A.Ozansoy
14.05.2014
1 İndüksiyon (Etkileme) Deneyleri
1.
¾ Günlük
Gü lük hayatta
h
tt kullandığımız
k ll d ğ
bütü teknolojik
bütün
t k l jik aletlerde
l tl d (çamaşır
(
makinasından alarmlara kadar) hepsinde elektrik devreleri yer
almaktadır.
¾ Elektrik devrelerinde elektrik akımının sürekliliğini sağlamak için emk
ya ihtiyaç olduğunu daha önce görmüştük.
¾Tüm teknolojik cihazlar için elektrik üretim santralleri olarak bilinen
emk kaynaklarına ihtiyaç duyulur. Bu santraller farklı enerji türlerini
kullanarak elektrik enerjisi üretirler. Bu farklı enerji türlerine örnekler;
su barajlarında yerçekimi potansiyel enerjisi,
enerjisi termik santrallerde
kimyasal enerji (yanma enerjisi) ve nükleer santrallerde nükleer
enerjidir.
Î Peki,
P k böyle
b l bir
b enerji dönüşümü
d
nasıll sağlanır?
ğl
?
Cevap: Elektromanyetik indüksiyon (etkileme) olayıdır. Elektromanyetik
indüksiyon, elektrik gücü üretimdeki belirleyici rolü nedeniyle günümüz
indüksiyon
teknolojisinin temelini oluşturur.
3
A.Ozansoy
14.05.2014
Î İngiliz kimyacı ve fizikçi Michael Faraday(1791-1867) ve ABD’ li
J
Joseph
hH
Henry (1797-1878)
(1797 1878) manyetik
tik iindüksiyonla
dük i
l il
ilgili
ili ilk deneyleri
d
l i
yapmışlardır.
Şekil Kaynak [1]’
Şekil,
[1] den alınmıştır
alınmıştır.
4
A.Ozansoy
14.05.2014
Bazı deneysel gözlemler;
Bu kesim, Kaynak [2]’ den alınmıştır.
2
1
5
A.Ozansoy
14.05.2014
2. Faraday Yasası
Michael Faraday
(1791-1867)
Î Elektromanyetik indüksiyon ilkesinin odağı ve bu bölümün ana konusu
Faraday Yasası ‘ dır.
Î İndüksiyon ile ilgili incelediğimiz olayların tümünde ortak kavram,
bir devreden geçen manyetik akının değişimidir.
Manyetik akı: Bir yüzeyi dik olarak kesen
manyetik alan çizgisi sayısı ile ilgili bir
niceliktir. Manyetik
y
akının SI birimi Weber
(Wb)’ dir.
1 Wb
= 1 T .m
2
r r
Φ B = ∫ B ⋅ dA = ∫ B cosθ dA
(Bir yüzeyden geçen manyetik akı).
6
A.Ozansoy
14.05.2014
Faraday’ ın İndüksiyon Yasası:
İletken çerçeveyle çevrelenmiş bir
yüzeyden
y
y
geçen
g
ç
manyetik
y
akının zamanla değişimi,
ğ ş , bu ç
çerçevede
ç
bir
indüksiyon emk’ sı oluşturur. Bu emk, devreden geçen manyetik akının
zamanla değişiminin negatifine eşittir.
dΦ B
ε =−
dt
ÎManyetik akıdaki değişimi göz önüne aldığımızda;
- B manyet
manyetik
k alan değ
değişebilir.
şeb l r.
- Yüzey alanı A değişebilir.
- Yüzeyle
y manyetik
y
alan arasındaki açı
ç değişebilir.
ğş
- Yukarda sıralanan bu üç değişimden birkaçı birlikte değişebilir.
Î Bu
B d
denklemdeki
kl d ki ((-)) işareti
i
ti Lenz
L
K l ile
Kuralı
il açıklanır.
kl
7
A.Ozansoy
14.05.2014
3. Lenz Kuralı
Bu kesim, Kaynak [2]’ den alınmıştır.
8
A.Ozansoy
14.05.2014
4. Jeneratörler
Bu kesim, Kaynak [2]’ den alınmıştır.
9
A.Ozansoy
14.05.2014
r r
ΦB = B ⋅ A
10
Î Sabit manyetik alanda A yüzeyinden geçen
manyetik
tik akı
k
Bu kesim, Kaynak [2]’ den alınmıştır.
A.Ozansoy
14.05.2014
5. Elektromanyetik Dalgalar
Î Elektromanyetik indüksiyon, zamana bağlı olarak değişen bir
manyetik alanın bir elektrik alan kaynağı olduğunu gösterir.
gösterir Ayrıca
zamana bağlı olarak değişen bir elektik alan da bir manyetik alan
kaynağı gibi davranır.
Î “Böylelikle elektrik ya da manyetik alandan bir tanesi değişmeye
ş y
etrafını etkiler ve bir tür etkileme alanı y
yaratır. Bu olguları
g
başlayınca,
birleştiren Maxwell, bir bölgede zamanla değişen elektrik ve manyetik
alanlar nedeniyle elektromanyetik bozulmanın uzayda bir bölgeden
diğerine ilerleyebilmesinin mümkün olduğu fikrini öne sürdü” (Bknz.
Kaynak[1]). Î Dalga özelliğiÎ Elektromanyetik dalga
11
A.Ozansoy
14.05.2014
•Elektrik + manyetizmaÎElektromanyetizma
•Elektromanyetik
El kt m
tik k
kuramın
m kurucusu
k
s
İskoç bilim adamı James Clerk Maxwell(1831-1879)
•Maxwell, ışığın bir elektromanyetik dalga olduğu görüşünü benimsedi.
Elektrik ve manyetizmanın temel kanunları Maxwell denklemleri olarak
bilinen bir dizi diferansiyel denklemdir.
Maxwell denklemleri
r r Qic
Gauss Kanunu
∫ E ⋅ dA =
ε0
İntegral
formda
Maxwell denklemleri
r r
∂Φ B
E
d
l
Faraday Kanunu
⋅
=
−
∫
∂t
r r
∫ B ⋅ dA = 0 Manyetik monopol yoktur
r r
∂Φ E
⋅
=
+
B
d
l
μ
(
I
ε
)
ic
0
0
∫
∂t
12
Ampere − Maxwell Kanunu
A.Ozansoy
14.05.2014
Yayılma
y m
doğrultusuna
ğ
dik olarak
titreşen dalgalar enine dalgalardır.
13
A.Ozansoy
14.05.2014
Elektromanyetik spektrum:
14
A.Ozansoy
14.05.2014
Kaynaklar
1. “ Üniversite Fiziği”, Young & Freedman, 12. Baskı, Pearson Education
Yayıncılık, 2010.
2. http://www.seckin.com.tr/kitap/413951887 (“Üniversiteler için
Fizik”, B. Karaoğlu, Seçkin Yayıncılık, 2012).
15
A.Ozansoy
14.05.2014
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
2
File Size
782 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content