Elektromanyetik indüksiyon: çalışma rehberi

Temel fikirler

Bir halkadan geçen manyetik akı değişirse bir emk indüklenir. Faraday yasası büyüklüğünü, Lenz yasası yönünü verir; aynı fikir üreteçleri, transformatörleri ve bobinleri açıklar.

• Faraday yasası ε = −N ΔΦ ÷ Δt’dir; akı Φ = BA cos θ’dır. Yalnızca akıdaki değişim emk indükler.
• Lenz yasası (eksi işareti), indüklenen akımın kendisini doğuran değişime karşı koyduğunu söyler.
• L uzunluğunda bir iletken bir alanı v süratiyle keserek hareket ederse hareket emk’si BLv’dir.
• Bir bobin manyetik alanında ½LI² enerji depolar ve akımdaki değişimlere karşı koyar.

Temel denklemler

• ε = −N ΔΦ ÷ Δt
• Φ = BA cos θ
• ε = BLv (motional)
• ε = NBAω sin ωt (generator)
• U = ½LI²
• L = μ₀N²A ÷ ℓ (solenoid)

Çözümlü örnek

0,50 m uzunluğunda bir çubuk, 2,0 Ω’luk bir devre oluşturan raylar üzerinde 0,20 T’lık alana dik olarak 4,0 m/s ile kayar. Emk BLv = 0,20 × 0,50 × 4,0 = 0,40 V, akım 0,40 ÷ 2,0 = 0,20 A’dir. Harekete karşı koyan manyetik kuvvet BIL = 0,20 × 0,20 × 0,50 = 0,020 N olduğundan gereken güç 0,020 × 4,0 = 0,080 W’tır ve I²R’ye eşittir.

Sık yapılan hatalar

• Bobinin çok sarımı olduğunda sarım sayısı N’yi unutmak.
• Akının değişim hızı yerine akının kendisini kullanmak. Sabit akı hiçbir şey indüklemez.
• İndüklenen akımın yönünü bulurken Lenz yasasını göz ardı etmek.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Elektromanyetik indüksiyon