Online Kolej
Kayıt Ol

11. Sınıf Fizik · Ünite 2

Akım Makarasının (Bobinin) Manyetik Alanı

Düz telin ötesine geçerek, bir akım makarasının (bobin) merkezinde oluşan manyetik alanın yönünü ve büyüklüğünü keşfedeceğimiz, kendi elektromıknatısımızı tasarlayacağımız heyecan verici bir ders.

Kazanım FİZ.11.2.6 · 40 dk okuma

Akım Makarası (Bobin) Nedir?

Düz bir telin etrafında oluşan manyetik alanı daha önce incelemiştik. Peki bu teli bir silindirin, örneğin boş bir kalem gövdesinin veya bir çivinin etrafına sıkıca sararsak ne olur? Elde ettiğimiz bu yapıya akım makarası, bobin veya solenoid adını veriyoruz. Üzerinden elektrik akımı geçtiğinde, bu sıradan tel sarımları birleşerek çok güçlü bir elektromıknatısa dönüşür!

Manyetik Alanın Yönü: Sağ El Kuralı

Bobinin oluşturduğu manyetik alanın yönünü bulmak için düz telde kullandığımız sağ el kuralını ufak bir değişiklikle uyguluyoruz. Haydi elinizi hazırlayın!

BAkim (I)NS

Sokratik Sorgulama: Manyetik Alanın Büyüklüğünü Neler Etkiler?

Diyelim ki laboratuvardayız ve elimizdeki elektromıknatısın daha fazla ataş çekmesini istiyoruz. Öğrenci gruplarına ayrıldınız ve şu sorular üzerine hipotezlerinizi test ediyorsunuz:

  • Akımı artırırsak manyetik alan güçlenir mi? Evet! Sisteme daha fazla pil ekleyip akımı artırdığınızda elektromıknatısın çekim gücü de artar.
  • Sarım sayısını artırırsak ne olur? Aynı uzunluktaki çiviye ne kadar çok tel sararsanız, manyetik etki o kadar katlanarak büyür.
  • Makaranın uzunluğu ile ilişki nedir? Eğer sarımları gevşetip bobini uzatırsanız (sarımlar arası boşluğu açarsanız), manyetik alan seyrekleşir ve merkezdeki büyüklüğü zayıflar.

Matematiksel Modelimiz

Yaptığımız testler sonucunda ulaştığımız verileri birleştirdiğimizde, akım makarasının merkezindeki manyetik alan büyüklüğü için şu modele ulaşırız:

B=4πKN⋅IℓB = 4\pi K \frac{N \cdot I}{\ell}

Burada K manyetik sabit, N sarım sayısı, I akım şiddeti ve L (veya küçük l harfi) makaranın uzunluğudur. Formüldeki N/L kısmı 'birim uzunluğa düşen sarım sayısı' olarak bilinir ve bobinin ne kadar sıkı sarıldığını ifade eder.

Günlük Hayattan Örnekler

Eski tip kapı zillerinin tokmağını zile vurduran mekanizma, hurdalıklarda dev arabaları bir oyuncak gibi kaldıran vinçler ve hatta hastanelerdeki o devasa MR (Manyetik Rezonans) cihazları temel olarak birer akım makarasıdır. Elektriği kontrol ederek istediğimiz an açıp kapatabildiğimiz bu dev mıknatıslar, modern teknolojinin kalbinde yer alır.

auto_awesome

Akım Makarasının (Bobinin) Manyetik Alanı: Alıştırma Soruları

  1. Soru 1

    1. Bir akım makarasının (bobin) merkezinde oluşan manyetik alanın yönünü bulmak için sağ el kuralı kullanılır. Bu kural doğru bir şekilde uygulandığında, yana açılan başparmak aşağıdakilerden hangisini gösterir?

  2. Soru 2

    2. Laboratuvarda kendi yaptığı elektromıknatısın daha fazla toplu iğne çekmesini (manyetik alanının güçlenmesini) isteyen bir öğrenci, aşağıdaki değişikliklerden hangisini yapmalıdır?

  3. Soru 3

    3. L uzunluğundaki bir makaraya N sarım yapılıp I akımı geçirildiğinde bobinin merkezindeki manyetik alan büyüklüğü B olmaktadır. Başka bir makaraya 2L uzunluğunda 4N sarım yapılıp 2I akımı geçirilirse merkezindeki manyetik alan büyüklüğü kaç B olur?

  4. Soru 4

    4. Bir akım makarasının üzerinden sabit bir akım geçmektedir. Öğretmen, öğrencilerinden manyetik alanın büyüklüğünü yarıya düşürmelerini ister. Buna göre öğrenciler; I. Sarım sayısını yarıya indirmek, II. Bobinin boyunu (uzunluğunu) iki katına çıkarmak, III. Akım şiddetini iki katına çıkarmak işlemlerinden hangilerini tek başına yapabilir?

  5. Soru 5

    5. Çok uzun, yalıtılmış iletken bir teli ortadan ikiye bölerek iki eşit parça elde ediyoruz. Birinci parçayı L uzunluğundaki bir makaraya sararak N sarımlı bir bobin yapıyoruz ve I akımı geçiriyoruz. İkinci parçayı ise sarım çapı aynı olan L/2 uzunluğundaki başka bir makaraya sıkıca sarıyoruz ve 2I akım geçiriyoruz. İkinci makaranın merkezindeki manyetik alan büyüklüğü, birinci makaraya göre nasıl değişir?

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Akım Makarasının (Bobinin) Manyetik Alanı testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol