Online Kolej
Kayıt Ol

11. Sınıf Fizik · Ünite 2

Barajlardan Prizlere: İndüksiyon Akımı ve Elektrik Üretimi

Türkiye'nin dev barajlarında mekanik enerjinin nasıl elektriğe dönüştüğünü ve manyetik akı değişiminin indüksiyon akımını nasıl oluşturduğunu keşfedin.

Kazanım FİZ.11.2.11 · 40 dk okuma

Büyük Barajların Sırrı

Atatürk ve Keban Barajı gibi devasa yapılar, ülkemizin elektrik ihtiyacının önemli bir kısmını karşılar. Peki, akan su nasıl oluyor da evlerimizi aydınlatan elektriğe dönüşüyor? Cevap, suyun mekanik enerjisinde ve manyetizmanın gizemli dünyasında saklı.

Barajlarda yüksekten düşen su, büyük türbinleri döndürür. Bu dönme hareketi (mekanik enerji), jeneratör adı verilen cihazlara aktarılır. Jeneratörlerin içinde dev mıknatıslar ve tel bobinler bulunur. Türbinler döndükçe, mıknatıslar veya bobinler hareket eder ve böylece elektrik üretilir.

Manyetik Akı ve Değişimi

Bu üretimin kalbinde 'manyetik akı' kavramı yatar. Manyetik akı, belirli bir yüzeyden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı olarak düşünülebilir. Bir mıknatısı kapalı bir tel halkaya (bobine) yaklaştırıp uzaklaştırdığınızda, halkanın içinden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı, yani manyetik akı değişir.

Kendi Elektriğimizi Üretelim: İndüksiyon Akımı

Siz de basit bir düzenek kurarak mekanik enerjiyi elektriğe dönüştürebilirsiniz. Bir karton borunun üzerine bakır teli defalarca sararak bir bobin elde edin. Telin iki ucunu hassas bir akım ölçere (galvanometre) veya küçük bir LED lambaya bağlayın. Güçlü bir neodyum mıknatısı bu borunun içine hızla sokup çıkardığınızda, mekanik enerjinizin elektrik enerjisine dönüştüğünü ve akım oluştuğunu göreceksiniz. İşte bu akıma 'İndüksiyon Akımı' diyoruz.

İndüksiyon Gerilimi (Elektromotor Kuvvet)

Akımın oluşabilmesi için devrede bir gerilim (potansiyel fark) olması gerekir. Manyetik akıdaki değişimin oluşturduğu bu gerilime 'İndüksiyon Elektromotor Kuvveti (EMK)' veya indüksiyon gerilimi denir. Faraday'ın İndüksiyon Yasası'na göre, indüksiyon geriliminin büyüklüğü birim zamandaki manyetik akı değişim hızıyla doğru orantılıdır.

ε=−NΔΦΔt\varepsilon = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}

Bu matematiksel modelde; epsilon indüksiyon gerilimini (Volt), N bobindeki sarım sayısını, delta fi manyetik akıdaki değişimi (Weber) ve delta t geçen süreyi (saniye) temsil eder. Formüldeki eksi işareti, oluşan akımın kendini var eden nedene (akı değişimine) karşı koyacak yönde oluştuğunu belirten Lenz Yasası'ndan gelir.

NSHiz (v)Tel Sarim (Bobin)

Yukarıdaki modelde, bir mıknatısın bobine doğru hareket etmesiyle manyetik akı zamanla değişir. Mıknatısı ne kadar hızlı hareket ettirirseniz (zaman aralığı küçülürse) veya sarım sayısını ne kadar artırırsanız, elde edeceğiniz indüksiyon gerilimi o kadar büyük olur.

auto_awesome

Barajlardan Prizlere: İndüksiyon Akımı ve Elektrik Üretimi: Alıştırma Soruları

  1. Soru 1

    1. Hidroelektrik santrallerinde elektrik üretiminin temel fiziksel ilkesi aşağıdakilerden hangisidir?

  2. Soru 2

    2. İndüksiyon akımı oluşturmak isteyen bir öğrenci, basit bir kapalı tel halka ve bir çubuk mıknatıs kullanmaktadır. Öğrenci aşağıdaki eylemlerden hangisini yaparsa tel halkada kesinlikle elektrik akımı oluşmaz?

  3. Soru 3

    3. Bir bobin içindeki manyetik akı 0,2 saniye içerisinde 15 Weber'den 35 Weber'e çıkmaktadır. Bobin tek bir tel sarımından (N=1) oluştuğuna göre, oluşan indüksiyon geriliminin büyüklüğü kaç Volt'tur?

  4. Soru 4

    4. Kendi elektrik jeneratörünü tasarlayan Ayşe, ürettiği indüksiyon akımının şiddetini artırmak istiyor. Buna göre Ayşe; I. Daha güçlü bir mıknatıs kullanmak, II. Bobindeki sarım sayısını azaltmak, III. Mıknatısı bobin içinde daha hızlı hareket ettirmek işlemlerinden hangilerini tek başına yapmalıdır?

  5. Soru 5

    5. 50 sarımlı bir bobinde indüksiyon geriliminin büyüklüğü 25 Volt olarak ölçülmektedir. Bu gerilimin oluştuğu zaman aralığı 0,4 saniye olduğuna göre, bobinin içinden geçen manyetik akı değişimi kaç Weber'dir?

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Barajlardan Prizlere: İndüksiyon Akımı ve Elektrik Üretimi testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol