Manyetik alanın akım üzerindeki etkisinin açıklaması (elektromanyetik kuvvet formülü ve yön belirleme yönteminin sol el kuralı)
Makale Rehberi
-
Elektromanyetik kuvvet formülü
-
Elektromanyetik kuvvet yönü belirleme yöntemi: sol el kuralı
-
Manyetik alanın akım taşıyan iletken üzerindeki etkisi
-
Deneyler, enerji verilen iletkenin bir manyetik alana yerleştirildiğinde manyetik alanın kuvvetine maruz kaldığını göstermiştir.Bu kuvvete elektromanyetik kuvvet denir.
Elektromanyetik kuvvet formülü
Manyetik alanın elektromanyetik kuvvetinin büyüklüğü, manyetik indüksiyon yoğunluğu, iletkendeki akım, iletkenin uzunluğu ve akım ile manyetik alanın yönü arasındaki açı ile ilgilidir. Tek tip bir manyetik alanda, aralarındaki ilişki F = BILsina olarak ifade edilebilir:
Yukarıdaki formül, elektromanyetik kuvvet formülüdür. Formüldeki her parametre tablosunun anlamı:
-
F: iletkenin manyetik alanda yaşadığı elektromanyetik kuvveti gösterir, birim (N)
-
B: Manyetik alanın manyetik indüksiyon yoğunluğunu temsil eder, birim (T, "özel" olarak anılır)
-
I: İletkendeki akımı gösterir, birim (A)
-
L: manyetik alandaki iletkenin uzunluğunu gösterir, birim (m)
-
: manyetik indüksiyon yönü ile akım yönü arasındaki açıyı gösterir, "teta" olarak telaffuz edilir
Yukarıdaki elektromanyetik kuvvet formülünden, manyetik indüksiyonun yönü akımın yönüne dik olduğunda ( = ÷ 2), bu sırada enerjili iletkenin manyetik alandaki en büyük elektromanyetik kuvveti aldığı görülebilir.Manyetik indüksiyonun yönü akımın yönüne paralel ise, ( = 0 ° veya = 180 °), manyetik alandaki enerjili iletkenin elektromanyetik kuvveti sıfırdır.
Motorun enerjili bobininin manyetik alanda dönebilme sebebi akım taşıyan iletkenin elektromanyetik kuvvete maruz kalmasıdır.
Elektromanyetik kuvvet yönü belirleme yöntemi: sol el kuralı
Manyetik bir alanda enerjili iletkenin maruz kaldığı şey Elektromanyetik kuvvet yönü karşı Akım yönü ile Manyetik alan yönü ilişkili. Üçü arasındaki ilişki, sağda gösterildiği gibi sol el kuralıyla belirlenebilir. Sol el kuralını belirleme yöntemi aşağıdaki gibidir:
Sol elinizi uzatın ve manyetik alan çizgilerinin avucunuzun içinden geçmesine izin verin. Dört parmak akımın yönünü temsil eder ve açık baş parmak noktaları elektromanyetik kuvvetin yönünü gösterir.
Sol el kuralını kullanırken, sol elin başparmağı ve diğer dört parmağının birbirine dik ve bir düzlemde olmasına dikkat edilmelidir.
Manyetik alanın akım taşıyan iletken üzerindeki etkisi
Akım taşıyan bir iletkene etki eden manyetik alana bir örnek olarak, iki düz akım taşıyan tel birbirine paralel olarak yerleştirilir.Deney, iki düz çizgide akan akımın aynı yönde olması durumunda birbirlerini çekeceklerini gösterir.Aksine akım taşıyan iki tel akarsa Mevcut yön ters ise, birbirlerini iterler.
Bu fenomenin nedeni, akım taşıyan iki düz telin birbirinin elektromanyetik kuvvetini alması gerektiğidir ve bu elektromanyetik kuvvetin yönü sol el kuralıyla (sağdaki resimde gösterildiği gibi) belirlenebilir.
Yukarıdaki fenomen pratik öneme sahiptir: Elektrik santralleri, trafo merkezleri ve fabrikaların güç dağıtım odalarındaki baralar (baralar) paralel akım taşıyan düz tellerdir. Baranın yeterli mekanik mukavemete sahip olmasını sağlamak için, bir kısa devre meydana geldiğinde aşırı kısa devre akımının ürettiği büyük elektromanyetik kuvvetin neden olduğu hasarı önlemek için genellikle belirli bir mesafeye bir yalıtım sütunu monte edilir. Ayrıca elektrikli ölçüm cihazı, enerjili iletkenin manyetik alanda elektromanyetik kuvvet alması prensibine göre de çalışır.
