Faraday Yasası

Faraday Yasası
Manyetik Akı
Şekildeki
𝑑𝑨
yüzeyinin
bulunduğu
bölgede manyetik alan 𝑩 ise bu yüzeyden
geçen
manyetik
akı
𝑩 ∙ 𝑑𝑨
skaler
çarpımıyla hesaplanır. Burada tanımlanan
𝑑𝑨; yüzey eleman vektörü olup yönü her
zaman yüzeye diktir ve büyüklüğü ise 𝑑𝐴
dır. Böylece tüm yüzeyden geçen toplam
manyetik akı;
Toplam yüzey alanı 𝐴 olan bir düzlemde 𝐵 kadar manyetik alanı
bulunuyorsa bu düzlemden geçen manyetik akının değeri aşağıdaki gibi
hesaplanır. Manyetik akının birimi weber dir.
𝜃 = 90
olduğundan
akı sıfırdır.
derece
manyetik
𝜃=0
olduğundan
akı 𝐵𝐴 dır.
derece
manyetik
Faraday’ ın İndüksiyon Yasası
Bir tel halka bir ampermetreye bağlanmış
olsun. Bir mıknatıs bu tel halkaya doğru
yaklaştırılırsa,
ampermetrenin
ibresinin
saptığı gözlenir. Eğer mıknatıs halkadan
uzaklaştırılacak
olursa
ampermetrenin
ibresinin bu sefer ters yönde saptığı gözlenir.
Mıknatıs herhangi bir yöne hareket
ettirilmediğinde ise ibrede herhangi bir
sapma gözlenmez. (Benzer etkiler mıknatıs
sabit tutulup, tel halka hareket ettirilerek de
sağlanabilir). Bu gözlemlerden, halkanın
mıknatısın hareketinden dolayı manyetik
alanda meydana gelen değişikliği algıladığını
anlarız. Böylece akım ile değişen manyetik
alan arasında bir ilişkinin olduğu sonucunu
çıkarırız.
Burada hiçbir batarya olmamasına rağmen devrede bir akımın
başladığı görülmüştür. Bu akım indüklenmiş emk tarafından
oluşturulduğu için bu akıma indüklenmiş akım denir.
Faraday’ ın indüksiyon yasasını özetleyen genel ifade şu şekilde
özetlenebilir:
Bir devrede indüklenen emk, devreden geçen manyetik akının
zamanla değişimi ile doğru orantılıdır.
Faraday’ ın indüksiyon yasası şu şekilde formülüze edilebilir:
(-) işareti şu anlama gelir: Manyetik akıda herhangi bir değişiklik ile
üretilen indüklenmiş emk, kendisini üreten manyetik akı değişimine
karşı koyacak şekilde bir manyetik akı oluşturacak akımın yönündedir.
Buna Lenz kanunu adı verilir.
Şekildeki 𝐴 alanına sahip ilmek 𝐵 alanı içinde olsun:
Örnek: Bir bobin 200 sarımlı bir telden oluşmuştur. Her sarım, kenar
uzunluğu 18 cm olan bir karedir ve düzgün bir manyetik alan bobin
düzlemine dik olacak şekilde uygulanmıştır. Manyetik alan 0,8 saniye
içinde 0’dan 0,5 Tesla’ya düzgün olarak değiştirilirse bobinde oluşan
emk’nın değeri nedir.
Bobinin alanı 𝐴 = (0,18𝑚)2 = 0,0324𝑚2 dir. 𝑡 = 0 anında manyetik
alan sıfır olduğundan manyetik akıda sıfırdır. 𝑡 = 0,8 anında ise
manyetik alan 0,5 tesla olduğundan bu saniyedeki manyetik akı
𝐵𝐴 = 0,5 ∗ 0,0324 = 0,0162 weber dir.