Elektromanyetik indüksiyon simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| ε | indüklenen EMK | değişen akının bobin boyunca sürdüğü gerilim; eksi işareti Lenz yasasıdır: sürdüğü akım değişime karşı koyar | |
|---|---|---|---|
| N | Bobindeki sarım N (ya da birincildeki) | her sarım aynı EMK’yı ekler | |
| Φ | bir sarımdan geçen manyetik akı | weber cinsinden; grafik ε'nin mıknatısın nerede olduğuna nasıl bağlı olduğunu gösterir |
Mevcut değerlerle:
| m | Mıknatıs gücü m (A·m²) | mıknatısın dipol momenti; 1 cm³'lük bir neodimyum mıknatıs yaklaşık 1 A·m² | |
|---|---|---|---|
| a | bobinin yarıçapı | 2 cm | |
| d | mıknatısın merkezinden sarıma uzaklık | mıknatıs nokta dipol olarak ele alınır; bobinin içindeyken bu kabadır |
Mevcut değerlerle:
| R | Yük direnci R (ohm) | bobinin kendi teli sarım başına 0,02 Ω ekler |
|---|
Mevcut değerlerle:
| B | Alan B (tesla, jeneratör) | kutuplar arasında düzgün | |
|---|---|---|---|
| A | Bobin alanı A (cm², jeneratör) | bobinden geçen akı N B A cos ωt’dir | |
| ω | açısal hız, 2πf | Frekans f (Hz, jeneratör ve transformatör) değerinden |
Mevcut değerlerle:
| V_p, V_s | birincil ve ikincil gerilim | ideal transformatör: kayıp yok, tüm akı iki bobine de bağlanır | |
|---|---|---|---|
| N_s | İkincildeki sarım N_s (transformatör) | birincilden fazla sarım gerilimi yükseltir, akımı düşürür |
Mevcut değerlerle:
Elektromanyetik indüksiyon simülatörü nasıl kullanılır
- «Bir mıknatıs ve bir bobin» ile mıknatıs bobine kendiliğinden girip çıkar, içinden geçer ya da «Elle, konum kaydırıcısıyla»yı seçtiğinde kaydırıcıyı izler. Galvanometre mıknatıs girerken bir yöne, çıkarken öbür yöne sapar ve mıknatıs dururken sıfırda kalır: akımı yalnızca değişen bir akı oluşturur. Bobinin üstündeki harfler indüklenen kutuplarını gösterir; bunlar hep değişime karşı koyar (Lenz yasası). Teldeki mavi noktalar elektronlardır: daha çok akım geçtiğinde daha hızlı hareket ederler; nokta ne kadar büyükse o noktadaki gerilim o kadar yüksektir.
- Hızı, mıknatısın gücünü ve sarım sayısını değiştir ve Faraday yasasının söylediği gibi EMK’nın her biriyle ölçeklendiğini izle. Akımı ters çevirmek için mıknatısı döndür. Grafik, ayarladığın hızda mıknatısın her konumda ürettiği EMK’yı gösterir: girerken bir tepe, çıkarken ters bir tepe ve merkezde sıfır.
- Düzgün bir alanda bir bobini döndürüp tepe ve RMS değerleriyle bir sinüs dalgasının çıktığını görmek için jeneratöre, sarım oranıyla gerilimi yükseltmek ya da düşürmek için transformatöre geç. Transformatörün hiçbir şey vermediğini görmek için «Transformatöre doğru akım ver»i işaretle. Ohm yasası hesaplayıcı yükteki akımı hesaplar.
Sık sorulan sorular
Faraday’ın indüksiyon yasası nedir?
Bir bobinden geçen değişen manyetik akı, sarım sayısı çarpı akının değişim hızına eşit bir EMK indükler: ε = −N dΦ ÷ dt. Mıknatısı daha hızlı hareket ettirmek, daha güçlü bir mıknatıs kullanmak ya da sarım eklemek gerilimi artırır. Bobinin içinde duran bir mıknatıs hiçbir şey indüklemez.
Lenz yasası ne anlama geliyor?
İndüklenen akım, ona yol açan değişime karşı koyan yönde akar; Faraday yasasındaki eksi işareti budur. İçeri itilen bir mıknatıs, yakın ucu aynı kutup olan ve onu iten bir bobinle karşılaşır; çekip çıkarılan bir mıknatıs geri çekilir. Bu kuvvete karşı iş yapmak zorundasın; elektrik enerjisi buradan gelir.
Jeneratör alternatif akımı nasıl üretir?
Manyetik alanda dönen bir bobinden N B A cos ωt akısı geçer; bu sürekli değişir, bu yüzden N B A ω sin ωt EMK’sı üretir. Gerilim her turda iki kez yön değiştirir. Santraller jeneratörlerini saniyede 50 ya da 60 kez döndürür; şebeke frekansını bu belirler. Türkiye’de şebeke 50 Hz’tir.
Transformatör neden doğru akımla çalışmıyor?
Transformatör, birincildeki alternatif akımın çekirdekte değişen bir akı oluşturması ve bunun ikincilde gerilim indüklemesiyle çalışır. Sabit doğru akım sabit bir akı oluşturur, bu yüzden açıldığı andan sonra değişim ve çıkış olmaz. Daha kötüsü, birincili o zaman yalnızca telinin direnci sınırlar ve aşırı ısınabilir.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.