BLM 9 MANYETK ALAN VE KAYNAKLARI 9 1

BÖLÜM 9 MANYETİK ALAN VE KAYNAKLARI

9. 1. MANYETİZMA VE ELEKTROMANYETİZMA Manyetizmanın başlangıcı insanoğlunun manyetit Fe 3 O 4 adı verilen bazı taşların demir tozlarını çekmesini gözlemi olarak alınabilir. Fe 3 O 4, demirin (Fe) oksijenle (O 2) oluşturduğu bileşiktir ve doğal bir mıknatıstır. Ayrıca demir, nikel, kobalt gibi elementlerin alaşımlarının mıknatıslandırılması ile elde edilen yapay mıknatıslar da vardır.

9. 2. MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ VE MANYETİK ALANI Manyetik alan, manyetik alan çizgileri şeklinde de ifade edilmektedir. Manyetik alan çizgileri elektrik alan çizgilerine benzerdir.

9. 2. MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ VE MANYETİK ALANI

9. 2. MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ VE MANYETİK ALANI Manyetik kuvvet nasıl oluşur? Bir sabit nokta yük tarafından oluşan elektrik alan aşağıdaki bağıntıyla verilir.

9. 2. MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ VE MANYETİK ALANI Manyetik kuvvet ve manyetik alanın tanımı Uzaydaki bir noktada m kütleli v hızıyla hareket eden +q noktasal yüküne etkiyen manyetik kuvvet ise, o noktadaki manyetik alan şöyle tanımlanır: Manyetik kuvvetin boyunu hesaplayalım.

9. 2. MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ VE MANYETİK ALANI Manyetik kuvvetin yönü

9. 3. MANYETİK ALAN İÇİNDE AKIM TELİNE ETKİYEN KUVVET I akımı taşıyan L uzunluklu ve A kesit alanlı düzgün bir iletken telin düzgün bir manyetik alanında (sayfa düzleminden dışarı doğru) olduğunu varsayalım. L uzunluklu kısımdaki tüm iletim elektronları A’ya t saniyede ulaşsın. vsürükleme Sürüklenme hızı

9. 4. MANYETİK MONOPOL, MAYETİK DİPOL VE MANYETİK DİPOL MOMENT Aslında Elektrik ve Manyetik dipol birbirlerinden büyük oranda farklıdır. Elektrik dipol kendine ait negatif ve pozitif yüklerden yani monopollerden ("tek kutup") oluşur ve bunlar birbirinden ayrılabilir. Benzer şekilde düşünürsek manyetik dipolün pozitif ve negatif manyetik dipollerden oluşması gerekir. Fakat bu doğru değildir. Çünkü bir manyetik monopol (manyetik tek-kutup) henüz bulunamamıştır. Bir mıknatısı ikiye bölelim. Buradaki beklentimiz iki adet manyetik monopol elde etmektir. Sonuçta ise sadece iki mıknatıs elde ederiz.

9. 4. MANYETİK MONOPOL, MAYETİK DİPOL VE MANYETİK DİPOL MOMENT

9. 5. DÜZGÜN MANYETİK ALANDAKİ AKIM TAŞIYAN KAPALI TEL -MANYETİK TORK Düzgün bir B manyetik alanı içindeki i akımı taşıyan kenar uzunlukları a ve b olan dikdörtgen biçimindeki veya kapalı teli(ilmek) ele alalım.

9. 5. DÜZGÜN MANYETİK ALANDAKİ AKIM TAŞIYAN KAPALI TEL -MANYETİK TORK

9. 6. MANYETİK ALANDA HAREKET EDEN YÜKLÜ PARÇACIK �� �manyetik alanda q yüküne sahip v hızıyla hareket eden parçacığa etkiyen manyetik kuvvet aşağıdaki bağıntıyla hesaplanır.

9. 6. MANYETİK ALANDA HAREKET EDEN YÜKLÜ PARÇACIK 9. 6. 1. Elektronun Bulunuşu (J. J. Thompson deneyi) Negatif yüke sahip parçacığın elektrik alan E �ve manyetik alan B �’de hareket ettiğini düşünelim.

9. 6. MANYETİK ALANDA HAREKET EDEN YÜKLÜ PARÇACIK 9. 6. 2. Hall Olayı Edwin Herbert Hall 1879 yılında iletken içinde hareket eden yüklerin manyetik alan ile de saptırılabileceğini göstermiştir. Bir �� akımı taşıyan, �� genişlikli bakır şerit düşünelim. Akımın yönü şekilde gösterildiği gibi yukarıdan aşağı doğrudur. Böyle bir iletkene sayfa düzleminden dışarı doğru dış manyetik alan uygulayalım. Bu bakır şerit iletkenin manyetik alanın bulunduğu düzlem içerisinde hareket ettiğini düşünelim. Böyle bir düzlemin herhangi bir r noktasında ve herhangi bir t anında elektrik alan şiddeti E (r, t) ve manyetik alan şiddeti B (r, t)’dir.

9. 7. BİOT - SAVART KANUNU Hareket eden yük manyetik alan üretir ve bu manyetik alanın yönü ve büyüklüğü " Biot. Savart yasası" ile hesaplanır.

ÖRNEKLER