Manyetizma: çalışma rehberi

Temel fikirler

Manyetik alanları hareketli yükler oluşturur ve hareketli yüklere etki eder. Kuvvet her zaman hem alana hem hıza diktir; bu yüzden hareketin yönünü değiştirir, sürati değiştirmez.

• Bir yüke etkiyen kuvvet F = qvB sin θ, bir tele etkiyen F = BIL sin θ’dır. Hareket alan boyunca ise sıfırdır.
• Düzgün bir alana dik hareket eden yüklü parçacık r = mv ÷ (qB) yarıçaplı bir çember çizer.
• Uzun düz bir tel B = μ₀I ÷ (2πr) alanı oluşturur; bir selenoidin içinde B = μ₀nI’dır, burada n metre başına sarım sayısıdır.
• İki paralel tel, akımlar aynı yönde ise çeker, zıt yönde ise iter.

Temel denklemler

• F = qvB sin θ
• F = BIL sin θ
• B = μ₀I ÷ (2πr)
• B = μ₀nI (solenoid)
• r = mv ÷ (qB)
• F ÷ L = μ₀I₁I₂ ÷ (2πd)
• Φ = BA cos θ

Çözümlü örnek

Bir proton (q = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, m = 1,67 × 10⁻²⁷ kg) 0,10 T’lık bir alana dik olarak 1,0 × 10⁶ m/s ile hareket eder. F = qvB = 1,6 × 10⁻¹⁹ × 1,0 × 10⁶ × 0,10 = 1,6 × 10⁻¹⁴ N. Yarıçap r = mv ÷ (qB) = 1,67 × 10⁻²⁷ × 1,0 × 10⁶ ÷ (1,6 × 10⁻¹⁹ × 0,10) = 0,10 m’dir.

Sık yapılan hatalar

• Alan yönünde hareket eden yüke kuvvet etkidiğini beklemek. Orada kuvvet sıfırdır.
• Sağ el kuralında negatif yük için yönü ters çevirmeyi unutmak.
• Manyetik kuvvetin parçacığı hızlandırdığını sanmak. İş yapmaz, bu yüzden sürat sabit kalır.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Manyetizma