eğitim fakültesi - Hacettepe Üniversitesi Fizik Eğitimi Anabilim Dalı

eğitim fakültesi - Hacettepe Üniversitesi Fizik Eğitimi Anabilim Dalı

EĞİTİM FAKÜLTESİ
OFMA FİZİK EĞİTİMİ
FİÖ 214 FİZİK LAB II
LABORATUVAR FÖYÜ
İÇİNDEKİLER
DENEY 1 COULOMB KANUNU
DENEY 2 ELEKTROSTATİK ALAN, EŞ POTANSİYELLER
DENEY 3 OHM YASASI ve KIRCHHOFF KURALLARI
DENEY 4 WHEATSTONE KÖPRÜSÜ
DENEY 5 KONDANSATÖR ve DİELEKTRİK
DENEY 6 YERİN MANYETİK ALANI
DENEY 7 BİR AKIM MAKARASININ ÖZİNDÜKSİYON KATSAYISININ
BULUNMASI
DENEY 8 DEĞİŞEN MANYETİK ALANDA İNDÜKSİYON
DENEY 9 MANYETİK ALAN İÇERİSİNDE HAREKET EDEN İLETKEN İLMEKTE
İNDÜKSİYON VOLTAJININ ÖLÇÜLMESİ
DENEY NO: 1
DENEYİN ADI: COULOMB KANUNU
DENEYİN AMACI: Yüklenen küreler arasındaki kuvvetin küreler arası uzaklık ve yük
miktarına bağlı olarak değişiminin incelenmesi, Coulomb kanunun deneysel olarak
doğrulanmaya çalışılması.
DENEY BİLGİSİ:
Bir yünlü kumaşa sürtülen bir ebonit çubuk, bir dolma kalem, bir tarak veya plastik bir
cetvelin, yakınındaki hafif cisimleri kendisine doğru çektiği görülür. Bu özelliği kazanan
cismin sürtünme ile elektrik yükü ile yüklendiğini söyleriz. Elektriklenme özelliği yalnız
yukarıda saydığımız cisimlere ait bir özellik değildir. Bütün cisimleri sürtünme ile elektrik
yükleriyle yüklemek mümkündür. Elektrik yükü ile yüklenmemiş nötr cisimleri elektrik yükü
ile yüklü cisimlere dokundurmak yoluyla da yükleyebiliriz. Buna da dokunma yoluyla
elektriklenme deriz.
Yapılan araştırmalar doğada iki cins elektrik yükünün bulunduğunu ortaya koymuştur. Artı
(pozitif) elektrik yükü ve eksi (negatif) elektrik yüküdür. Sürtünme ile elektriklenmiş cam
çubuğun kazandığı elektrik yükü pozitif, ebonit çubuğunki ise negatiftir. Aynı cins elektrik
yüklü cisimler birbirini iterler, farklı cins elektrik yükü ile yüklü cisimler birbirini çekerler.
Benzer yüklerin birbirini ittikleri, farklı yüklerin birbirlerini çektiklerini tanımlayan
matematiksel ifade 1785 yılında Charles Auqustin de Coulomb tarafından keşfedilmiştir ve bu
ifadeye Coulomb Yasası adı verilmiştir. Çok hassas bir terazi yardımıyla, Coulomb iki küçük
yüklü cisim arasındaki elektriksel kuvveti ölçmeyi başarmıştır. Aralarındaki r mesafesiyle
karşılaştırıldığında nokta kabul edilebilecek kadar küçük +qı ve – q2 yükünü taşıyan iki küçük
top seçilmiştir. Coulomb, bir çok deney sonucunda, birinci topun üzerindeki kuvvetin, iki yük
miktarının çarpımı ile doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğu
sonucuna ulaşmıştır.
Fα qı q2 / r2
F = sabit qı q2 / r2
Burada F nin birimi Newton, r nin birimi metredir. k orantı sabitinin değeri genellikle 9x109
Nm2/C2 olarak alınır. k sabiti bazen de ¼ π ε0 olarak da yazılır. Buradaki ε0 boşluğun
elektriksel geçirgenliği adını alır ve
ε0 = 8.85x10-12 C2/Nm2
değerine eşittir.
KULLANILAN ARAÇLAR: Coulomb terazisi, aynı yapıda iki küre, elektrometre, Faraday
kafesi.
DENEYİN YAPILIŞI:
ŞEKİL 1.1 Coulomb deney düzeneği
Şekil 1.1 ‘de Coulomb deney düzeneği görülmektedir. Coulomb deney düzeneği, yüklenen
küreler arasındaki kuvveti incelemek için kullanılan bir düzenektir. Düzenekte, burulma teline
dik olarak asılmış bir çubuğun ucuna yüklenecek olan kürelerden biri monte edilmiştir. Bu
kürenin tam karşısında, ray üzerinde çeşitli uzaklıklarda kayarak hareket edebilen başka bir
çubuğa monte edilmiş ve ilk küreyle aynı yapıda olan, ikinci bir küre monte edilmiştir. Deney
iki aşamadan oluşmaktadır.
A) UZAKLIĞA BAĞLI OLARAK KUVVETİN BULUNMASI
Ray üzerinde kayabilen küreyi, asılı olan küreden mümkün olduğu kadar uzağa
yerleştiriniz.
1)
Kürelerin yükünün tamamen boşaldığından emin olunuz (Kilovolt güç kaynağının
toprak ucuna bağlı propuyla, iki küreye de dokunarak kürelerin deşarj olmalarını sağlayınız).
2)
3)
Burulma sarkacını 0° ye ayarlayınız.
Küreler maksimum uzaklıkta iken her iki küreyi de güç kaynağını kullanarak 6-7 kV'
lık bir potansiyele şarj ediniz. Böylece her iki kürede aynı yükle, eşit miktarda yüklenmiş
olacaktır. Küreleri şarj edildikten hemen sonra, yüksek voltaj etkilerini önlemek içiıı güç
kaynağını kapatınız.
4)
Hareketli küreyi 20 cm' lik bir uzaklığa kaydırarak yerleştiriniz ( Bu işlem yapılmadan
önce iki küre arasındaki uzaklığın sıfır noktası belirlenmelidir. Bunun için iki küre hemen
hemen birbirine değecekmiş gibi yakınlaştırılır ve hareketli kürenin bu andaki uzaklığı,
üzerinde kaydırıldığı skalalı raydan okunur. Okunan bu değer artık sıfır noktası seçilecektir ve
5)
bundan sonraki uzaklıklar bu noktadan itibaren 20 cm, 18 cm, olarak alınacaktır). Bu
uzaklıkta kürelerin birbirini itmeye başladığını göreceksiniz. Asılı kürenin denge
konumundan sapmış olması gerekir. Kuvvetleri dengelemek için burulma telini gerektiği
kadar çevirip, sarkacı tekrar sıfır pozisyonuna getiriniz.
6)
Burulma sarkacı üzerinden sapma açısını derece cinsinden kaydediniz.
Deneyi hareketli kürenin farklı uzaklıklara yerleştirilmiş konumları için tekrarlayınız.
( 18 cm, 14 cm, 10 cm, 9 cm, 8 cm, 7 cm, 6 cm )
7)
ÖNEMLİ NOT: Hareketli kürenin değiştirilen her uzaklığı için, kürelerin her ikisinin de her
defasında deşarj ve şarj işlemlerinin tekrarlanması gerekir. Deşarj ve şarj işlemleri yapılırken
küreler maksimum uzaklığa getirilmelidir.
Uzaklığı (R) cm ve açıyı (θ) derece alarak, elde ettiğiniz verileri Tablo 1.1’e
kaydediniz.
8)
B) YÜKE BAĞLI OLARAK KUVVETİN BULUNMASI
I. Aşama: Her iki kürede pozitif (+) yüklü iken
1) Küreler arası mesafe (R) sabit bir değerde iken (7 ile 10 cm arasında bir değer seçilmelidir)
küreleri 2. basamakta verildiği gibi farklı değerlere şarj ediniz ve kuvveti ölçünüz.
2) Asılı küre üzerindeki şarjı sabit utup ( + 6 kV değerinde ), hareketli küre üzerindekini
değiştiriniz. Hareketli küre 7, 6, 5, 4 ve 3 kV lık farklı potansiyellere şarj edilecektir.
( Küreler şarj edilirken daima maksimum uzaklıkta olmaları gerekir.)
Değişen kV değerlerine karşılık yük miktarlarını Tablo 1.2.’ye hesaplayarak kaydediniz. Yük
hesaplarında q = CV bağıntısından yararlanılacaktır. C kapasitans değeri C = 4πε0 r
bağıntısından bulunabilir. ε0 = 8,85x10-12 C2 /Nm2 boşluğun elektriksel geçirgenliği, r
kürelerin yarıçapıdır. (r = 1,9 cm)
II. Aşama: Kürelerden biri pozitif (+) diğeri negatif (-) yüklü iken
Küreler arası mesafe (R) sabit bir değerde iken (7 cm ile 10 cm arasında bir değer
seçilmelidir) küreleri 2. basamakta verildiği gibi farklı değerlere şarj ediniz ve kuvveti
ölçünüz.
1)
Deney sorumlunuza danışarak asılı küreyi +3kV' a, hareketli küreyi -3kV' a şarj ediniz.
(Bu durumda kürelerin birbirini çektiğini göreceksiniz). Kuvveti gözlemleyiniz.
2)
Asılı küre üzerindeki şarjı sabit tutup (+3kV ta) hareketli küre üzerindeki şarjı -2kV ve
-1kV değerlerine ayarlayınız. Kuvveti gözlemleyip, yorum kısmında bulgularınızı
yorumlayınız.
3)
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı:
Numarası:
Deney Adı:
Deney Arkadaşları:
DENEY VERİLERİ:
Tablo 1.1 Uzaklığa Bağlı olarak Kuvvet
R( )
θ
B=1-4a3/R3
θdüzeltilmiş= θ*1/B
Log R
Log θdüz.
1/R2
18
14
10
9
8
7
6
Not: B düzeltme faktörü için, B=1-4a3 / R3 eşitliği söz konusudur. Her bir θ değeri, 1/B ile
çarpılarak düzeltilmiş θ değeri bulunur. B düzeltme faktörünün bulunmasında kullanılan
eşitlikte a kürelerin yarıçapını, R ise küreler arasındaki mesafeyi ifade etmektedir. Deneye
yönelik grafik çizimlerinde, düzeltilmiş θ değerleri kullanılacaktır.
HESAPLAMALAR VE GRAFİKLER:
Grafik 1.1 Tablo 1. 1’deki verileri kullanarak, θ-R grafiğini çiziniz. Elde ettiğiniz grafiğe
yönelik bulgularınızı yorum kısmında belirtiniz.
Grafik 1. 2 Tablo 1.1.’deki verileri kullanarak, θ - R2 grafiğini çiziniz. Elde ettiğiniz grafiğe
yönelik bulgularınızı yorum kısmında belirtiniz.
Grafik 1.3 Tablo 1.1’deki verileri kullanarak θ-1/R2 grafiğini çiziniz. Elde ettiğiniz grafiğe
yönelik bulgularınızı yorum kısmında belirtiniz.
Grafik 1.4 Tablo 1.1’deki verileri kullanarak, log R-log θ grafiğini çiziniz. Elde ettiğiniz
grafiğe yönelik bulgularınızı yorum kısmında belirtiniz.
Grafik 1.4 ‘in eğimini alınız. Bulduğunuz değer size neyi vermektedir? Yorum kısmında
tartışınız.
Tablo 1.2 Yüke Bağlı Olarak Kuvvet
V( )
Q( )
θ0
7
6
5
4
3
Grafik 1.5 Yüke bağlı olarak θ grafiğini çiziniz (Q- θ grafiği). Elde ettiğiniz grafiğe yönelik
bulgularınızı yorum kısmında belirtiniz.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
(
) Deney düzeneğinizin Coulomb kanununu doğruladığını neye dayanarak
söyleyebilirsiniz? Deneyde içi boş yüklü kürelerin kullanılması sonucunuzu nasıl
etkileyecektir?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
) Deneyde neden B düzeltme faktörü kullanılmıştır?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
) Coulomb kanununa göre 1 C luk iki yük aralarında 1 m varken birbirlerine
etkiyen kuvvet 9×109 N dur. Bu kuvveti oluşturan bir cismin kütlesini bulabilirmisiniz
(Örneğin dünya için).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
(
) Çekirdek içindeki iki protonun etkileşmesi olan nükleer kuvveti ve Coulomb
kuvvetini, iki yük arasındaki uzaklık, kuvvetin büyüklüğü, yüke bağımlılık, ters kare
yasası kavramlarına göre karşılaştırınız.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
( ) YORUM
DENEY NO: 2
DENEYİN ADI: ELEKTROSTATİK ALAN, EŞ POTANSİYELLER
DENEYİN AMACI: Elektrik alan ve kuvvet çizgileri arasındaki ilişkiyi anlamak,
eşpotansiyel çizgileri yorumlayabilmek, farklı geometrideki elektrodların çevresinde
oluşturduğu elektrik alanını yorumlamak.
DENEY BİLGİSİ:
Alan kavramı, parçacıklar yada cisimler arasındaki etkileşimleri anlatımda çok yararlıdır.
Yüklü parçacıkların etkileşimlerine ilişkin elektriksel alanlarla ilgili olan bu deneyde elektrik
alanının ölçümü, potansiyel değişimi ölçümlerinden türetilerek gerçekleştirilecektir.
Potansiyel uzaysal konumun skaler bir fonksiyonu olup, elektrostatik olayların elektriksel
alandan daha basit olarak açıklanmasında yararlı olur.Bir elektrik devresinin iki noktası
arasında ölçülen voltaj bu noktalar arasındaki potansiyel farkını ifade eder.
Hep aynı potansiyele sahip olan noktaların geometrik yerine eşpotansiyelli yüzey adı
verilmiştir. Bu kavram uygulamaların kolaylaştırılması için keyfi olarak geliştirilmiştir.Bir
eşpotansiyelli yüzeyin her noktasında elektrik alan şiddetinin doğrultusu (kuvvet çizgileri) bu
yüzeye diktir.
ŞEKİL 2.1. Eş potansiyel yüzeyler
Bir deneme
yükünü bir kuvvet etkisinde elektrik alan içinde bir A nokrasından bir B
noktasına gitmesinde yapılan iş, alınan yola bağlı değildir. VB - VA potansiyel farkı, kinetik
enerjide bir değişme olmaksızın bir deneme yükünü bir dış etken tarafından A dan B ye
götürmek için bir yük başına yapılması gerken işe eşittir. Elektrik alanda yapılan iş,
∫
VB - VA =
veya
=-∫
A noktası sonsuz uzakta alınırsa ( rA = ∞ ) ve sonsuzdaki VA potasiyeli
seçilirse, B noktasındaki V potansiyeli aşağıdaki gibi verilebilir.
V=-∫
VA= 0 olarak
veya
E=-
E = -grad V
(2.1)
Soru: Buradaki (-) işareti nin anlamı nedir?
Bu ifadelerden uzayın bir noktasındaki V bilinirse yani V (x, y, z) fonksiyonu belli olursa E
bileşenleri kısmi türev alınarak bulunur veya bir elektrik alanın çeşitli noktalarında E alanı
biliniyorsa, iki nokta arasındaki potansiyel farkı hesaplanabilir.
YÜKLÜ PARALEL ELEKTRODLAR ARASINDAKİ POTANSİYEL
Zıt yüklü iki paralel levha arasındaki E elektrik alanı simetrik yapı nedeniyle düzgün olup
plakalara diktir.
ŞEKİL 2.2. Paralel elektrodlar
Elektrodlar arasındaki uzaklık d ve iç yüzeylerin üzerindeki A ve B noktalarındaki
potansiyeller V A ve VB ise elektrik alanı şiddeti E=(VA-VB)/d olarak verilir.
EŞ MERKEZLİ -FARKLI YARIÇAPLI İKİ SİLİNDİRİK İLETKEN
Aynı merkezli, yarıçapları a ve b olan iki silindirik (dairesel olarak alınabilir-neden) elektrod
arasındaki potansiyel farkı ve elektrik alanının değişimlerini incelemeye yönelik bu sistemde,
potansiyel merkezden olan uzaklığın bir fonksiyonu olarak aşağıdaki gibi verilebilir.
r
V (r ) V aVm ln( )
a
(2.2)
Burada a iç elektrodun yarıçapı, Va ise a daki potansiyeldir. Vm sabittir. Yukarıdaki eşitlik
Vm için çözülerek bu sabitin değeri bulunabilir.
Soru: Vm nin nelere bağlı olduğunu bulunuz.
Elektrodlar arasındaki elektrik alan değerini veren
Vm
r
( a  r  b)
E
(2.3)
Eşitlik (2.3) kullanılarak iç elektrodtan r uzaklıkta, elektrik alan değeri bulunabilir
ZIT İŞARETLİ ÖZDEŞ İKİ NOKTA YÜK
Aralarındaki uzaklık a olan çok küçük eşit ve zıt iki yükün oluşturduğu sisteme elektrik
dipolü adı verilir.
ŞEKİL 2.3 Bir dipolün elektrik alanı
Şekil 2.3’ de r uzaklığında bulunan P noktasında dipolün oluşturacağı bileşke elektrik alan
vektörleri gösterilmiştir.
Bir P noktasında potansiyel aşağıda verilen Eşitlik (4) ile tanımlanabilir.
(
V= V+ + V- =
V=
= Qa
)
r a
⃗⃗⃗ ̂
=
dipol moment
(2.4)
İKİ ÖZDEŞ DAİRESEL DİSK
Şekil 2.4 de gösterilen sistemde a iletken elektrodların yarıçapı d aralarındaki uzaklık 2Vo
iletkenler arasında uygulanan potansiyel farkı olmak üzere xy düzlemindeki herhangi bir P
noktasının potansiyelini bulmak istiyoruz.
ŞEKİL 2.4
Yarıçapları a olan iki dairesel disk için r»a ise disklerin içinde V=O olacaktır. P
noktasındaki toplam potansiyel aşağıdaki gibi yazılabilir.
( ⁄ )
( ⁄ )
r1 ,r2 « d yani θ açısının çok küçük olması durumunda
r1
r-
d sinϑ
r2
r+
d sinϑ
P noktasındaki potansiyel
Vp =V0
( ⁄ )
(2.5)
olarak verilir.
KULLANILAN ARAÇLAR:
Farklı geometrilerde elektrodlar, su kabı, çubuk prob, voltmetre, güç kaynağı (3-12V),
bağlantı kablosu, milimetrik kağıt (en az 4 tane)
DENEYİN YAPILIŞI:
Deney üç aşamada yapılacaktır.
1). PARALEL ELEKTRODLAR
Güç kaynağı kapalı iken kabın içerisini su ile doldurunuz ( Su miktarı en fazla 1 cm
yüksekliğinde olmalıdır). ŞEKİL 2.5 deki düzeneği kurunuz. Kurulan devre deney
sorumlusu tarafından kontrol edilmeden kaynağı açmayınız.
Not: Öncelikle milimetrik kağıt üzerinde elektrodları koyarak iki adet sanal paralel
elektrod sistemi hazırlayınız. Bunlardan birini su kabının altına yerleştiriniz. Elektrodları
alttaki kağıtta çizdiğiniz yerleşme geometrisine gelecek şekilde su kabı içine koyunuz.
Diğer kağıdı deney verilerini kaydetmek için kullanınız. (Bu işlem diğer elektrod
sistemleri içnde tekrarlanacaktır)
Not: Su içinde elektrodlar yarıya kadar suya batmış olarak ve birbirine paralel olarak
yerleştirilmelidir (neden?)
ŞEKİL 2.5
ŞEKİL 2.6
Güç kaynağını açarak, bir elektrod sıfır volt diğeri 12V olacak şekilde ayarlama yapınız. İki
elektrod arasında aynı doğrultuda (x veya y) hareketli çubuk probu gezdiriniz ve voltmetreden
potansiyel fark değişimini gözlemleyiniz (Şekil 2.6).
Elektrodun merkezini referans alarak (başlangıç noktası) –y ve +y doğrultusunda
voltmetreden 2 Volt değerini gördüğünüz toplam 6 nokta belirleyiniz. Belirlediğiniz bu 6
farklı noktanın geometrik yerini daha önce hazırladığınız milimetrik kağıt üzerinde
işaretleyiniz. Daha sonra bu işlemi 4V, 6V, 8V ve 10 V için tekrarlayınız.
2. EŞ MERKEZLİ -FARKLI YARIÇAPLI İKİ SİLİNDİRİK ELEKTRODLAR
ŞEKİL 2.7
Çaplan farklı iki elektrodu merkezleri çakışık olacak şekilde yerleştiriniz (Şekil 2.6) . Yeni
düzenek kurulurken güç kaynağının kapalı olduğundan emin olunuz. İlgili kontroller deney
sorumlusu tarafından yapıldıktan sonra güç kaynağını açınız ve bir elektrod sıfır volt diğeri
12V olacak şekilde ayarlama yapınız.
Referans plakası olarak büyük halkayı mı alırsınız?
a) Büyük yarıçaplı (b) elektrodun dışında yer alan P noktalarındaki (secilen dort nokta)
potansiyel fark değerlerini voltmetreden okuyunuz. Okuduğunuz değerleri ve yerlerini
milimetrik kağıt üzerine yerleştiriniz. Daha sonra a yarıçaplı elektrod içindeki iki noktada
aynı işlemi yapınız.(Tablo 2 ye bu değerleri yazınız)
Bu sistem için; probu iç elektroda mümkün olan en kısa mesafede ve dik olarak tutunuz.
b) Elektrodlar arasındaki potansiyel farkları iç elektrodun hemen dışındaki bir noktadan
başlayarak dış elektroda doğru, aynı doğrultuda küçük aralıklarla giderek ölçtüğünüz
potansiyel değerlerini Tablo 3 e yazınız Not: iç elektrottan r=1.5 cm uzakta başlarsanız ve r
=x-x0 alınırsa xo= x-0.015m olacaktır.
3.) İKİ DAİRESEL DİSK
ŞEKİL 2.8
Yarıçapları aynı iki dairesel elektrodu Şekil 2.8 deki gibi aralarındaki uzaklık d olacak
şekilde yerleştiriniz. İlgili kontroller deney sorumlusu tarafından yapıldıktan sonra güç
kaynağını açınız.
a) Her iki elektrodun potansiyeli eşit ve zıt olacak şekilde (-V diğeri +V ) ayarlama
yapınız. İki elektrod arasındaki uzaklığın tam orta noktası olan O noktasında
potansiyel farkını ölçünüz . Verinizi Tablo 4 e yazınız
b) Aynı sistem için orta dikme boyunca P1 ve P2 noktalarında potansiyeli ölçüp Tablo 4
e yazınız. Bu tabloya r uzaklık değerlerini de kaydediniz
c) Elektrodlardan biri diğerinin iki katı olacak şekilde potansiyelleri ayarlayınız. İki elektrod
arsı potansiyel farkı 2Vo olmalıdır. (örneğin 0 V ve 2V ). Şekil 2.4 de gösterilen P
noktasındaki potansiyel farkını ölçünüz. ( açı değerlerini θ= 0o, 45o 90o ve 120 o alarak
bulduğunuz dort P noktası için)
Ölçtüğünüz potansiyel fark ve r değerlerini Tablo 5 e kaydediniz.
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı
Numarası :
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
DENEY VERİLERİ VE GRAFİKLER
Her üç kısımdan elde etiğiniz grafik kagıtlarını işlemleri bittikten sonra
arkasına isimlerinizi yazarak ekleyiniz.
raporun
1) PARALEL ELEKTRODLAR
a) Milimetrik kağıda işaretlediğiniz noktaları birleştirip eş potansiyel çizgileri elde ediniz.
elektrik alan çizgilerini belirleyiniz. x ve V değerlerini Tablo 2.1 e kaydediniz. eşitlik (1) i
kullanarak E alan şiddet değerlerini bulunuz
Tablo 2.1
x( )
V(x) ( )
E(x) ( )
0
2
4
6
8
10
12
b) Elektrodlar arası konumun fonksiyonu olarak V-x grafiğini çiziniz.
Eğer E-x grafiğini çizerseniz E ile x rasında nasıl bir ilişki beklersiniz?
2) EŞ MERKEZLİ -FARKLI YARIÇAPLI İKİ SİLİNDİRİK ELEKTROD
Milimetrik kağıda işaretlediğiniz noktaları birleştirip eş potansiyel çizgileri elde ediniz.
Elektrik alan çizgilerini belirleyiniz.
Çizdiğiniz grafikteki elektrik alan çizgilerin yönünü nasıl tanımlarsınız??
……………………………………………………………………………
a) a yarıçaplı elektrod içinde ve b yarıçaplı elektrod dısındaki noktalarda ölçtüğünüz
potansiyel fark değerlerini Tablo 2.2 ye kaydediniz.
Tablo 2.2
Konum
İç
P1
İç
P2
Dış
P1
Dış
P2
Dış
P3
Dış
P4
V( )
b) Eşitlik (2) i ve Eşitlik (3) ü kullanarak hesapladığınız V ve E değerlerini Tablo 2.3 e
yazınız. Elektrodlar arası konumun fonksiyonu olarak V-ln(r/a) grafiğini çiziniz.
Tablo 2.3 Eş merkezli elektrodlar arasındaki potansiyel farkları
r( )
Vm =
V(r) ( )
?
V(r) teorik
E(r) (
)
3)
İKİ ÖZDEŞ DAİRESEL DİSK
a) Elektrod 1 V1=
Elektrod 2
V2=
Tablo 2.4
r( )
VO ( )
VP1 (
)
VP2 (
)
Bu sistem için eşitlik (4) ü kullanarak teorik V değerlerini belirleyebilirmisiniz??
Bulduğunuz ve ölçtüğünüz değer arasında çok fark olurmu ? Varsa neden??
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b) Elektrod 1 V1=
Elektrod 2
V2 =
Tablo 2.5
θ( )
r( )
VP ( )
VP ( ) teorik
0
45
90
120
VP teorik: Eşitlik (5) i kullanarak hesapladığınız değerler
Hata %
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
( ) Bu deneyde çeşitli elektrod sistemlerini incelediniz. Bu sistemlerde potansiyel ve
elektrik alan bilinmesinin ne gibi yararları bulunmaktadır?
( ) Bu deneydeki 3. kısımda bulduğunuz sonuçlardan dairesel diskin yük değerini
bulabilirmisiniz
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
)Eş eksenli silindirik elektrod sisteminde maksimum elektrik alan şiddeti
bulunabilmesi için yarıçaplar oranı ne olmalıdır?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) YORUM
DENEY NO: 3
DENEYİN ADI: OHM YASASI ve KIRCHHOFF KURALLARI
DENEYİN AMACI:
 Ohm yasasının deneysel olarak incelenmesi. Devrelerde, ampermetre ve voltmetrenin
kullanımının öğrenilmesi.
 Dirençlerin seri, paralel ve karışık bağlantıları ile doğru akım devreleri
oluşturabilmek. Oluşturulan doğru akım devrelerinin Kirchhoff yasaları ile analizinin
yapılması.
DENEY BİLGİSİ:
Ohm Yasası: Gerilim kaynağına bağlı bir dirençten oluşan basit bir elektrik devresinin
analizinde ortaya çıkan iki durum vardır:
1. Direncin uçları arasındaki gerilim ne kadar artırılırsa, dirençten geçen
akım da o kadar artar. Direnç sabit değerlidir.
2. Direncin değeri artırılırsa, bu dirençten geçen akım azalır.
Bu sonuçlar aslında Ohm yasasını ortaya çıkarmaktadır. Yukarıdaki ifadeler matematiksel
olarak düşünüldüğünde akım, gerilim ve direnç arasında orantı (doğru-ters) olduğu görülür.
Buna göre Ohm yasası:
Ohm yasasından yararlanarak gerilim, akım ve direnç değerlerinden bilinmeyeni hesaplamak
mümkündür. Bu yasaya göre devreye uygulanan gerilim artarsa dirençten geçen akım da
artacaktır ya da gerilim azaltılırsa dirençten geçen akım da azalacaktır. Her iki durumda da
gerilim-akım oranı hep aynı sayıyı yani direncin değerini verecektir.
Dirençlerin Bağlanması: Dirençler devrede birbirlerine seri, paralel ve karışık olarak
bağlanabilirler.
1)
Seri bağlı devre: Bir akım devresi içinde arka arkaya bağlanmış dirençler, lambalar,
motorlar bir seri devre oluşturur. (Şekil 3.1)

Seri bir devreden geçen akım, bu devrenin her yerinde aynı değerdedir.

Seri bir devrede her bir devre elemanının uçları arasında gerilimlerin toplamı, o
devreye uygulanan toplam gerilime eşittir.

Seri bir devrenin eşdeğer direnci, o devreyi oluşturan direnç değerlerinin tek tek
toplamına eşittir.
ŞEKİL 3.1. Seri bağlı devre
2)
Paralel bağlı devre: Bir akım devresinde yan yana bağlanmış dirençler ve her türlü
elektrik aygıtları paralel bir devre oluşturur. (Şekil 3.2)

Bir akım devresinde birbirine paralel bağlanmış dirençlerin uçları arasında aynı
gerilim bulunur.

Paralel bir devrede kollardan geçen akımların toplamı, o devreden geçen toplam akıma
eşittir.
Paralel bağlı bir devrede, dirençleri uçarlı arasındaki potansiyel farkları aynı olduğu için,
eşdeğer direnç:
ŞEKİL 3.2 Paralel bağlı devre
3)
Karışık bağlı devre: Bir akım devresinde karışık bağlama yapabilmek için en az üç
devre elemanına gerek vardır. Karışık bağlı devrede hem seri hem de paralel bağlama
özelliklerine devre analiz edilir.
Seri, paralel ve karışık devreler, Kirchhoff kuralları uygulanarak analiz edilebilir.
a. Devre akım yönünde veya tersi yönünde dolanıldığında meydana gelen potansiyel
düşmelerinin toplamı, enerjinin korunumu ilkesine göre “sıfır” olmak zorundadır.
b. Devrede bir kesişim noktasına gelen akımların toplamı kesişim noktasından çıkan
akımların toplamına eşittir.(Yük korunumu)
KULLANILAN ARAÇLAR: DC güç kaynağı, ampermetre, voltmetre, dirençler, ampul ve
bağlantı kabloları.
DENEYİN YAPILIŞI
1. Şekil 3.3 deki gibi bir devre kurunuz. Deney sorumlusuna kontrol ettiriniz
ŞEKİL 3.3
0-10 V değerleri için 1 Volt aralıklarla I akımını ölçünüz ve Tablo 1’e kaydediniz. R 1
direncini çıkararak yerine ampul bağlayınız aynı şartlarda veri alınız.
Direnç ve ampul için V-I grafiklerini çiziniz.
2. Üç direnci Şekil 3.4’deki gibi seri bağlayınız.
ŞEKİL 3.4
Öncelikle ε ve I değerlerini ölçünüz ve aşağıya kaydediniz. Belirli bir potansiyel fark değeri
için her direncin uçları arasındaki potansiyel farkı ölçünüz ve Tablo 2’ye verilerinizi
kaydediniz.
3. Şekil 3.5 deki devreyi kurunuz.
ŞEKİL 3.5
Öncelikle ε ve I değerlerini ölçünüz ve aşağıya kaydediniz. Belirli bir potansiyel fark değeri
için her bir dirençten geçen akımı ölçünüz ve Tablo 3’e verilerinizi kaydediniz.
4. R2 ve R3 dirençleri paralel, R1 direnci bunlara seri olacak şekilde seri-paralel karışık devre
kurunuz. Bu devre için ε ve I değerlerini ölçünüz. Ayrıca, I1, I2, I3,Vı,V2 ve V3 değerlerini de
ölçüp verilerinizi Tablo 4’e kaydediniz.
NOT:
Yukarıdaki 2, 3, ve 4. maddeler için (seri, paralel ve karışık bağlı devreler);

Tablodaki verilerden yararlanarak her bir direncin değerini hesaplayıp devrenin eş
değer direncini bulunuz.

Ayrıca, Kirchhoff kurallarını devre üzerinde uygulayınız ve her bir tabloya yazdığınız
değerlerin Kirchhoff kuralları yardımıyla elde ettiğiniz eşitlik(ler) üzerinde sağlanıp
sağlanmadığını gösteriniz.
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ
FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II – ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…. /…. / 2013
Adı Soyadı:
Öğrenci No:
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
Deney Verileri
1. Direnç ve Ampul
a. 0-10 V değerleri için 1 Volt aralıklarla I akımını ölçünüz ve aşağıdaki tabloya
kaydediniz.
Tablo 3.1
R1
V()
Ampul
I()
V()
I()
b. Direnç ve ampul için V- I grafiklerini çiziniz.
İki grafik arasında herhangi bir benzerlik ya da fark var mıdır? Açıklayınız.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
2. Seri Bağlı Devre
a. Öncelikle ε ve I değerlerini ölçünüz ve aşağıya kaydediniz.
ε =…….Volt
I=……. Amper
b. Belirli bir potansiyel fark değeri için her direncin uçları arasındaki potansiyel farkı
ölçünüz ve aşağıdaki tabloya kaydediniz.
Tablo 3.2
Rı
V1
R2
I1
V2
R3
I2
V3
I3
c. Tablodaki verilerden yararlanarak her bir direncin değerini hesaplayıp devrenin eş
değer direncini bulunuz.
d. Kirchhoff kurallarını devre üzerinde uygulayınız ve yukarıdaki tabloda yazdığınız
değerlerin Kirchhoff kuralları yardımıyla elde ettiğiniz eşitlik(ler) üzerinde sağlanıp
sağlanmadığını gösteriniz.
3. Paralel Bağlı Devre
a. Öncelikle ε ve I değerlerini ölçünüz ve aşağıya kaydediniz.
ε =…… Volt
b.
I=……. Amper
Belirli bir potansiyel fark değeri için her bir dirençten geçen akımı ölçünüz ve
verilerinizi aşağıya kaydediniz.
Tablo 3.3
Rı
V1
R2
I1
V2
R3
I2
V3
I3
c. Tablodaki verilerden yararlanarak her bir direncin değerini hesaplayıp devrenin eş
değer direncini bulunuz.
d. Kirchhoff kurallarını devre üzerinde uygulayınız ve yukarıdaki tabloda yazdığınız
değerlerin Kirchhoff kuralları yardımıyla elde ettiğiniz eşitlik(ler) üzerinde sağlanıp
sağlanmadığını gösteriniz.
4. Karışık Bağlı Devre
a. Kurduğunuz devre için ε ve I değerlerini ölçünüz. Ayrıca, değerlerini de ölçüp
verilerinizi aşağıdaki tabloya kaydediniz.
ε =…….Volt
I=……. Amper
b. Belirli bir potansiyel fark değeri için her bir dirençten geçen akımı ve dirençlerin
uçları arasındaki potansiyel fark değerlerini ölçünüz (I1, I2, I3,V1,V2 ve V3) ve verilerinizi
aşağıya kaydediniz.
Tablo 3.4
Rı
V1
R2
I1
V2
R3
I2
V3
I3
c. Tablodaki verilerden yararlanarak her bir direncin değerini hesaplayıp devrenin eş
değer direncini bulunuz. Reş=?
d. Kirchhoff kurallarını devre üzerinde uygulayınız ve yukarıdaki tabloda yazdığınız
değerlerin Kirchhoff kuralları yardımıyla elde ettiğiniz eşitlik(ler) üzerinde
sağlanıp sağlanmadığını gösteriniz.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
( ) Ohm kanunu temel bir doğa kanunu mudur? Limitleri nelerdir?
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
( ) Ohm kanunu AC devreler için geçerli midir? Cevabınızı yorumlayınız
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………….
( ) Ohm- metre ile ölçtüğünüz direnç değerlerinde ne kadar hata payı olabilir?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
( ) Gümüşün öz iletkenliğini bulunuz. Niçin bakırdan daha büyük olduğunu
açıklayınız.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
( ) Süperiletken bir sistem için direnç sıfır ise akım için ne söyleyebilirsiniz?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………….
( ) Termistör direnci sıcaklığa bağlı değişen bir direnç çeşitidir ve sıcaklık
sensörü olarak çalışır.Ohm kanununun termistör için karşılığını bulunuz
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
( ) Kirchhoff kanunu ile Ohm kanunu arasındakı ilişkiyi nasıldır?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
YORUM
DENEY NO: 4
DENEYİN ADI: WHEATSTONE KÖPRÜSÜ
DENEYİN AMACI:
 Wheatstone köprüsü kullanılarak bilinmeyen direnç ölçümü.
 Wheatstone köprüsünün denge durumunun incelenmesi
DENEY BİLGİSİ:
Wheatstone Köprüsü Kullanarak Bilinmeyen Direnç Bulunması
Wheatstone köprüsü devresi, bilinmeyen dirençlerin ölçülmesinde kullanılır. Oldukça önemli
olan bu devre 1843 de Charles Wheatstone tarafından geliştirilmiştir. Ra, Rb ve R dirençleri
daha önceden bilinen ve ayarlanmış olan dirençlerdir. X bilinmeyen dirençtir.
ŞEKİL 4.1
a ve b arasındaki potansiyel sıfır olduğundan;
V = Il ( Ra + Rb ) = Ir ( R + X )
yazılabilir. Burada Il sol ve Ir sağ kısmın akımlarıdır.
Il Ra = Ir R
Il Rb = Ir X
Wheatstone köprüsünde direnç telin uzunluğu ile orantılı olarak yazılabilir.
=
Dirençler arasındaki oran;
B u bağıntıları kullanarak, bilinmeyen direnç aşağıdaki gibi bulunabilir.
Ölçümlerimiz bir ohmmetre gerektirmeden tel uzunlukları ve bilinen direnç yardımıyla
bilinmeyen direnç bulunması esasına dayanmaktadır.
Soru: Direnç ölçümünde başka birçok yöntemler olmasına rağmen Wheatstone köprüsü
yöntemini kullanmanın üstünlüğü veya dezavantajı var mıdır?
DENEYİN YAPILIŞI:
1. Devre elemanları R1= R2= R3= R4= R5= R olacak şekilde aşağıdaki devreyi kurunuz.
Her bir direnç üzerindeki potansiyel farkı ölçüp bulduğunuz değerleri yorumlayınız.
R1
ε
R2
R5
R3
ŞEKİL 4.2
R4
2. Wheatstone köprüsü yöntemi ile bilinmeyen direnç ölçümü için Şekil 3‘te verilen devreyi
kurunuz. Deney sorumlusuna kontrol ettiriniz.
ŞEKİL 4.3
Sürgüyü telin bir ucundan farklı uzaklıklarda hareket ettirerek galvanometredeki değişimi
gözleyiniz. Denge noktasında galvanometre sıfırı gösterecektir.
Not: Köprü telini bozacak şekilde kuvvetle bastırmayınız. Direnç telinin ısınacağı ve
genleşeceği gerilim farkları uygulamayınız.
Denge noktasını bulduktan sonra köprü telinin merkeze olan uzaklığını kaydediniz. Telin
uzunluğu 100 cm olarak alındığında;
olarak yazılabilir. Burada L bilinmeyen direncin bağlı olduğu noktadan denge noktasına olan
uzaklıktır.
10 farklı R direnç değeri için bilinmeyen direncin değerini bulunuz ve Tablo 1’e kaydediniz.
Bulunan 10 farklı Rbilinmeyen ‘nin ortalamasını alıp bu değeri multimetre yardımıyla ölçtüğünüz
Rbilinmeyen değeri ile karşılaştırınız.
3. Şekil 4’te verilen devreyi kurunuz. Devre üzerindeki bazı elemanların değerleri şu şekilde
olmalıdır: R1= 5kΩ , R2= 5kΩ, R3= 5kΩ, R4= 10 kΩ ε=12V
Devreyi kurduktan sonra voltmetrenin okuduğu değeri kaydediniz. Ayrıca, yukarıda verilen
değerleri kullanıp voltmetrenin göstereceği değeri hesaplayınız ve bulduğunuz bu iki değeri
karşılaştırıp hata hesabı yapınız. Her bir dirençten geçen akım değerini de hesaplayınız.
ŞEKİL 4.4
4. Şekil 5’te verilen devreyi kurunuz. Devre elemanlarından bazılarının değerleri şu şekilde
olmalıdır: R1= 10kΩ, R3= 10 kΩ, ε=30 V
Denge durumunda RX direncinin değerini bulmak için gerekli eşitlikleri yazınız. Ayrıca,
devredeki değerini de bulunuz.
ŞEKİL 4.5
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ
FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II – ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…. /…. / 2013
Adı Soyadı:
Öğrenci No:
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
Deney Verileri
1. Şekil 4.2’de kurduğunuz devrede her bir direnç üzerindeki potansiyel farkı ölçüp
bulduğunuz değerleri yorumlayınız.
2.
a. 10 farklı R direnç değeri için bilinmeyen direncin değerini bulunuz ve aşağıdaki tabloya
kaydediniz.
Tablo 4.1
R
Rbilinmeyen
b. Rbilinmeyen’ in ortalamasını hesaplayıp elde ettiğiniz değeri ohmmetre yardımıyla
ölçtüğünüz değerle karşılaştırınız.
3. Aşağıdaki devreyi kurunuz. R1= 5kΩ , R2= 5kΩ, R3= 5kΩ, R4= 10 kΩ ε=12V
Devreyi kurduktan sonra voltmetrenin okuduğu değeri kaydediniz. Ayrıca, yukarıda verilen
değerleri kullanıp voltmetrenin okuduğu değeri hesaplayınız ve bulduğunuz bu iki değeri
karşılaştırıp hata hesabı yapınız. Her bir dirençten geçen akım değerini de hesaplayınız.
4. Aşağıdaki devreyi kurunuz. Devre elemanlarından bazılarının değerleri şu şekilde
olmalıdır: R1= 10kΩ, R3= 10 kΩ, ε=30 V
Denge durumunda RX direncinin değerini bulmak için gerekli eşitlikleri yazınız. Ayrıca,
devredeki değerini de bulunuz.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
1. Wheatson köprüsü normal olarak galvonometreden sıfır akım geçtiğinde dengededir.
Dengeden hafifçe uzaklaşmasının (galvonometre sıfırdan saparsa) sebebi nedir?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………….......
2. Wheatson köprüsünü kullanılarak bulunduğunuz ortamın sıcaklığını ölçebilir
misiniz? Nasıl ?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………..
3. Yaşadığınız ortamda Wheatson köprüsünün kullanıldığı sistemler nelerdir?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….
4. Wheatson köprüsü ile potansiyometreler arasında bir ilişki var mıdır?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………..
5. Wheatson köprü sistemini DC ve AC kaynaklar kullanıldığında karşılaştırınız
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………..
YORUM
DENEY NO:5
DENEYİN ADI: KONDANSATÖR ve DİELEKTRİK
DENEYİN AMACI: Kondansatörler hakkında bilgi sahibi olmak. Kullanım yerleri ve
işlevlerini öğrenmek
DENEY BİLGİSİ:
Birbirinden dielektrik madde ile ayrılmış iki veya daha fazla iletken levhadan oluşan ve
üzerinde yük biriktirmeye yarayan devre elemanına kondansatör denir. Plakalar arasında
kullanılan yalıtkanın cinsi,çalışma ve dayanma gerilimleri ve depolayabildikleri yük
miktarına gore kondansatörler sınıflandırılabilir.
Üretece bağlanmış kondansatörde, iletken plakalar üzerindeki potansiyel, üreteç kutbunun
potansiyeline eşit oluncaya kadar elektronlar hareket eder ve sonucta Q/V oranı sabitlenir.
Bu oran kondansatördeki iletkenlerin şekline ve dizilişine yani geometrisine ve kullanılan
malzemeye bağlıdır ve sığa (sembol C) olarak isimlendirilir
C = Q/V
Farad, SI birim sisteminde sembolü F olan sığa (kapasitans) birimidir. Farad yüksek bir
sığa birimidir ve genel olarak uygulamalarda kondansatörlerin sığaları mikrofarat (μF),
pikofarat (pF), nanofarat (nF) olarak kullanılır.
Kondansatörler devrede ihtiyaç duyulacak özelliklere göre kullanılır.
Kutuplu (+ ve – ucu olan) elektrolit kondansatörler DC devreye bağlandığında kutuplara
dikkat edilmelidir aksi halde hasar oluşur. Kutuplu kondansatörlerin sığaları, mikro Farad
ve Farad arasında değişen yüksek sığalı kondansatörlerdir. Disk biçimindeki (Mercimek
tipi-seramik ve mika yalıtkanlı) kondansatörlere kutupsuz kondansatörler de denir.
Genellikle yüksek frekansli devrelerde küçük kapasiteli kondansatörler olarak kullanılır
Elektrolitik kondansatörlerde değer açık bir sekile üzerine yazılır. Mercimek
kondansatörlerde rakam kodlamaları kullanılabilir. Bazılarında ise 4n7, 3p3 gibi değerler
yazılır. Buradaki harfler kondansatörün birimini verir, p = pikofarat, n = nanofarat gibi.
100n = 100 nF. Eğer bu harfler rakamların arasına yazılmış ise o zaman bu harf hem
birimini hem de ondalık değere sahip olduğunu gösterir. 8n2 =8.2nF
Bir diğer kodlama türü de .47, .0056 gibi kodlamalardır. Burada sayıların bas tarafında
bulunan nokta (.) işareti ondalık değer taşır ve gerçekte .47 = 0.47 anlamındadır.
.0056 = 0.0056 mF = 5.6 nF olarak okunur.
Paralel plakalı Kondansatörler
Geometriye bağlı olarak (paralel plakalı, silindirik, küresel) sığa kolayca hesaplabilir.
Şekilde paralel plakalı bir kondansatör gösterilmiştir. A plakaların alanı ve d plakalar
arasındaki uzaklık olmak üzere böyle bir kapasitörün sığası;
ŞEKİL5.1 Paralel plakalı kondansatör
Cp= εo A/d
(5.1)
olarak tanımlanır. Burada εo boşluğun dielektrik sabiti veya mutlak
elektrik geçirgenliği (permivite) olarak isimlendirilir. Birim: Farad/m veya C2 / N-m2
Küresel kondansatörler
Küresel kondansatörler iki metal kürenin içiçe konulup aralarına bir yalıtkanın
yerleştirilmesiyle oluşturulur.
İç küre yarıçapının r1, dış küre yarıçapının r2 olduğu kabul edilirse, sığa
Yarı çapı r ve üzerindeki yükü Q olan yalıtılmış tek bir iletken kürenin sığası
C=4πεor
(5.2)
olarak verilir.
Örneğin dünya yarıçapı r=6400km olarak alınırsa sığası 711 microfarad olacaktır bu
değer oldukça yüksektir. Bu sonuçtan dünyanın çok büyük bir yük taşıdığını
söyleyebilir miyiz?
Dielektrik
Bir elektrik akımı taşıyabilecek serbest elektronları olmayan, bir elektrik alanıyla
kutuplanma özelliği taşıyan, elektrik iletkenliği sıfır veya çok zayıf olan cisim veya
maddelere dielektrik (yalıtkan) denir. Bir kondansatörün sığası Co iken, iletkenler
arasında dielektrik madde bulunan aynı kondansatörün sığası Co dan dielektrik veya
yalıtkanlık sabiti k kadar daha büyüktür.
C = k Co
ŞEKİL 5.2 Dielektrikli kondansatör
(5.3)
Bir kondansatorun içine çeşitli geometrilerde birden fazla yalıtkan madde konularak
kondansatör sıgası değiştirilebilir.
Kondansatörlerin seri ve paralel bağlanması
Kondansatörlerde de aynen dirençlerde olduğu gibi seri ve paralel bağlantı durumu
vardır.. Seri bağlı kondansatörlerin eşdeğer direnci paralel bağlı dirençler gibi
hesaplanırken, paralel bağlı kondansatörler için eşdeğer sığa seri bağlı dirençler gibi
hesaplanır.
Seri bağlı kondansatörlerde toplam yük kondansatörlerden bir tanesinin yüküne eşitken,.
toplam potansiyel ise her bir kondansatörün potansiyelleri toplamına esittir
ŞEKİL5.3 Seri bağlı kondansatörler ve eşdeğer sığa
Eşdeğer sığa
Paralel bağlı kondanstörlerde toplam yük, her bir kondansatörün yükleri toplamına esittir.
Toplam potansiyel, her bir kondansatör potansiyeline esittir.
ŞEKİL 5.4 Paralel bağlı kondansatörler
Eşdeğer sığa
Ceş=C1+C2
(5.4)
olarak verilir.
ŞEKİL5.5
Plakalar arasına Şekil 5 deki gibi dielektrik madde yerleştirildiğinde kondansatör paralel
iki kondansatör gibi davaranacaktır. Bu durumda eşdeğer sığa aşağıdaki eşitlikten
hesaplanabilir.
KULLANILAN ARAÇLAR: Paralel plakalı kondansatör
• Plakalar arası uzaklık ayarlanabilir (0-70 mm)
• Plaka yarıçapı : 13cm
• İletken küre
Dilektrik maddeler (cam, karton ve plastik), Sığa ölçer, Seri ve paralel bağlı devre için
iki kondansatör, DC güç kaynağı, bağlantı kabloları, multimètre
DENEYİN YAPILIŞI:.
1.Paralel plakalı kondansatörün sığasını, plakalar arası uzaklığın fonksiyonu olarak
ölçmek.
Öncelikle plaka alanı A yı bulunuz. Plakalar arasındaki uzaklığı eşit aralıklarla
değiştirerek her aralık için sığayı ölçünüz ve Tablo 5.1’e değerlerinizi kaydediniz. Bu
değerlerle C – A(l/d) grafiği çiziniz (Grafik 5.1). Grafiğinin eğimini bularak teoride
beklediğiniz değerle karşılaştırıp hata hesabı yapınız.
2. İletken kürenin sığası
Size verilen iletken kürenin sığasını eşitlik 5.2 yi kullanarak bulunuz. Deney raporuna
ilgili yere yazınız.
3. Dielektrik sabitlerini belirlemek
İki iletken plaka arasında dielektrik malzemeyi tam olarak yerleştiriniz. Plakalar arası
uzaklığı ve sığayı (C) ölçünüz.Her bir dielektrik madde plakalar arasından çıkarıldıktan
sonra plakalar arası dielektrik madde varkenki uzaklık değerlerinde Co
değerlerini
ölçünüz Değerleri Tablo 5.2’ye kaydediniz. Eşitlik 5.3 ü kullanarak k dielektrik sabitini
hesaplayınız
Not: Deneye gelmeden önce cam, karton ve plastik için k (dielektrik sabiti) değerlerini
araştırınız.
4. Dielektrik madde - paralel kondansatör
Plakalar arasına yarım daire şeklindeki dielektik maddeyi ŞEKİL 5.5 deki gibi yerleştirin.
Sığayı ölçün Tablo 5.3 e yazın. Eşitlik 5.6 yı kullanarak eşdeğer sığayı hesaplayın ve
bulduğunuz değeri Tabloya kaydederek hata hesabı yapınız.
5.Seri ve paralel devrelerde eş değer sığayı bulmak
Size verilen iki kondansatör için sığayı belirleyiniz. Bu kondansatörleri sırasıyla a) seri
(ŞEKİL 5.3) ve b) paralel (ŞEKİL 5.4) bağlayınız. DC güç kaynağı ile bir süre
dolmalarını bekleyiniz. Her iki işlem için kondansatörlerin uçları arasındaki gerilim
farklarını ölçünüz. Eşdeğer sığaları bulunuz. Her bir kondansatör için yükü hesaplayınız.
Verilerinizi Tablo 5.4 ve Tablo 5.5 e kaydediniz.
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ
FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II – ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…. /…. / 2013
Adı Soyadı:
Numarası:
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
Deney Verileri
1.Paralel plakalı kondansatörün sığasını, plakalar arası uzaklığın fonksiyonu olarak
ölçmek
Tablo 5.1
εo=8.85x10-12 F/m
A=
d()
C( )
A (1/d)
ε=
Hata (%)
Hata hesabını aşağıda yaparak sonucu tabloya yazınız
Grafik 1
Grafikten eğim hesabı:
2. İletken kürenin sığası
Yarıçapı r = 1.9 cm olan iletken kürenin sığasını eşitlik 5.2 yi kullanarak bulunuz.
C küre=
Kürenin yükünü hesaplayabilir misiniz?
3. Dielektrik sabitini belirlemek
Tablo 5.2
Dielektrik
d( )
C( )
Co( )
kdeney
Cam
Karton
Plastik
Hata (%)
Eşitlik 5.3 ü kullanarak aşağıdaki alanda dielektrik sabitlerini hesaplayınız.
Hesaplama:
4. Dielektrik madde - paralel kondansatör
Tablo 5.3
Dielektrik
Hesaplama:
Ceş deney( )
Ceş teorik ( )
Hata (%)
k literatür
5.Seri ve paralel devrelerde eş değer sığayı bulmak
a. Seri Bağlı Devre
Vkaynak=
Tablo 5.4
C( )
V( )
Q( )
V
Q
1
2
b. Paralel Bağlı Devre
Vkaynak=
Tablo 5. 5
C
1
2
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
1.Yüzey alanı büyüklüğü sabit ve güç kaynağına bağlı olan iki paralel plaka arasına
bir dielektrik madde yerleştirildiğinde sığa (C), plakalar arasındaki potansiyel fark
(V), elektrik alan (E) ve yük (Q) değerlerinin büyüklüğünde nasıl bir değişiklik
gözlemlenir? Açıklayınız.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………............................................
2.Yüzey alanı büyüklüğü sabit ve güç kaynağına bağlı olan iki paralel plaka arasına
esneyebilen bir dielektrik madde yerleştirilir ve plakalardan birine kuvvet
uygulanarak esnek olan bu dielektrik madde sıkıştırılırsa sığanın büyüklüğü ilk
duruma göre nasıl değişir? Açıklayınız.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………
3. Paralel plakalı kondansatörlerin arasına konulan diektrik maddenin kalınlığının
sığaya etkisi varmıdır? Cevabınız evet ise kalınlık ile sığa değişim grafiği nasıl olur?
4.Kondansatör batarya yerine kullanılabilir mi?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
5. Bilgisayar hafızası (dinamik RAM)kondansatörün hangi özelliklerini kullanarak
veri saklar?
YORUM
DENEY NO: 6
DENEYİN ADI: YERİN MANYETİK ALANI
DENEYİN AMACI: Tanjant pusulası ile Yer'in manyetik alan şiddetinin yatay bileşeninin
belirlenmesi
TEORİK BİLGİ:
ŞEKİL 6.1 Yerin manyetik alanının gösterimi
Güneş sisteminde bazı gezegenlerin örneğin yerin magnetik alan oluşturduğu bilinmektedir.
Dünya içinde sanki bir dipol (Şekil 1) varmış gibi düşünüldüğünde manyetik alan şiddeti,
ekvatorda 3x10-5 T (0.3 Gauss) ve kutuplarda 7x10-5 T olmak üzere değişmektedir.
Bugün bile yerin manyetik alanının sebebi tam olarak anlaşılmamıştır. Yer manyetiğinin
oluşumuna ilişkin teorilerden biri şöyledir: Yer'in çekirdeğindeki yüksek basınç etkisiyle atom
ve moleküllerin dış yörüngelerindeki elektronların bazılarının serbest kalması beklenmelidir.
Yer'in büyük bir hızla kendi ekseni etrafında dönmesi bu elektronların da bir eksen etrafında
dönmesine, böylece akım çemberlerinin doğmasına sebep olacaktır. Akım çemberleri ise Yer
'deki demir ve nikel kütlelerini mıknatıslayacaktır. Elektron akımlarına ilişkin çemberlerin
kimi yer içinde kimi de yer dışında bulunurlar. Yer dışındaki akımların, iyonosfer tabakasının
doğmasında katkısı olduğu düşünülebilir. En kuvvetli akımlar çekirdek akımlarıdır. Bu teoriyi
destekleyen olaylar da vardır. Eğer yer manyetiği gerçekten bu şekilde elektron akımlarından
meydana geliyorsa onların başka akımlarla tedirgin olması beklenmelidir. Bu da olmaktadır.
Çünkü parçacık ışınımı doğuran Güneş patlamaları olduğu, lekelerin çoğaldığı zamanlarda
Yer'in manyetik alanında değişmeler görülür. Yer'in manyetiğinin günlük ve yıllık
değişimlerinin Güneş'in doğrultu ve yerine bağlı olduğu bilinmektedir. Güneş lekelerinin 11
yıllık değişim periyodu ile yer manyetiği arasında bir ilişkinin var olduğu görülmüştür. Yer
manyetiğinin en önemli etkilerinden biri de yer etrafındaki ışınım kuşaklarıdır.
Yer'in bir mıknatıs gibi manyetik özelliği olduğu ilk olarak pusula ile gözlenmiştir. Pusula,
yatay bir düzlem içinde rahatça dönebilecek şekilde asılmış bir mıknatıs iğnesinden oluşur.
Pusulanın yön tayininde kullanılabilmesi, Dünya'nın pusula iğnesini yönelten bir manyetik
alana sahip olması ile mümkün olmaktadır. Pusula Yer'in manyetik alanına ilişkin kuvvet
çizgilerinin yönünü gösterir. Bu yön hemen hemen kuzey - güney doğrultusudur. Kütle
merkezinden, burulmasız bir ipliğe asılmış mıknatıs çubuğu serbest bırakılırsa mıknatısın
herhangi bir enlemde yatay olmadığı, bir parça eğik durduğu görülür. Bu duruş o noktadaki
kuvvet çizgisinin gerçek doğrultusudur. Yani mıknatıs çubuğunun doğrultusu Yer'in manyetik
kutuplarının doğrultusunu alır. O halde serbest olarak asılmış mıknatısların doğrultuları
yardımıyla bütün yer küresine ilişkin kuvvet çizgileri elde edilebilecektir. Bu çizgilerin iki
kutupta birleştiğini ve Yer içinde yatmış dev bir mıknatısın özelliği gösterdiğini görürüz. Var
sanılan bu dev mıknatıs çubuk tam Yer ekseni ile çakışmaz ve Yer merkezinden geçmez;
eksenle yaklaşık (değişken) 11,5° kadarlık bir açı yapar. Bunun sonucu olarak manyetik
kutuplar, dönme kutuplarından farklı yerlerde bulunurlar. Yani yerin manyetik kutuplarının
konumu, coğrafi kutuplara göre biraz sapmış durumdadır.
Yer'in manyetik alan şiddeti, yönü ve doğrultusu enlemlere ve zamana bağlı olarak küçük
değişimler gösterir. Bunların günlük ve yıllık değişimlerinde bir periyodiklik saptanmıştır.
Doğrultu özel olarak deklinasyon ve iııclination (eğilim-meyil) )terimleri ile bulunabilir.
Deklinasyon yerin coğrafi kuzey kutbu ile manyetik alanının yatay bileşeni (yer yüzeyine
teğet olan ) arasındaki açı olarak tanımlanır. İnclination ise yatay düzlem ve alan doğrultusu
arasındaki açıdır. Bu nicelikleri ölçmek için birçok yol vardır.
ŞEKİL 6.2 (a) ids akım elemanının P noktasında oluşturduğu dB manyetik alan tanımlanması
(b) dairesel bir akım halkası (loop) ve manyetik alan
Şekil 6.2. (a) da ki i akımı taşıyan bir akım yolunun P noktasında ids elemanının oluşturduğu
diferansiyel manyetik alanın doğrultusu ve büyüklüğü Biot-Savart kanunu ile bulunabilir
Burada μ0 sabit olup ise boşluğun permeabilitesi (manyetik geçirgenliği) ismini alır ve değeri
μ0 = 4π10-7 T.m/A Bu formülü Şekil 2 (b) deki R yarıçaplı dairesel halkaya uygularsak
formülünü kullanabiliriz. N sarımlı bir halka için merkezindeki manyetik alan şiddeti
olarak bulunur.
Yer'in manyetik alanının yatay bileşeni tanjant galvonometresi veya tanjant pusulası denilen
bir sistem yardımıyla ölçülebilir (Şekil 6. 3).
ŞEKİL 6.3. Tanjant galvonometresi
Tanjant galvonometresi bir akım kangalı (N sarımlı), bir tabla ile bu kangalın merkezinde
tabla üzerine yerleştirilmiş bir pusuladan oluşmaktadır. Akımın sıfır olduğu durumda pusula
iğnesi kangal düzleminde olmalıdır. Yani yerin manyetik alanına daha doğrusu yatay bileşeni
B0 paralel olmalıdır. Kangaldan akım geçtiğinde B manyetik alanı oluşacaktır. Birbirine dik
olan iki vektör B ve B0 sonuçta Bnet bir bileşke alan verecektir (Şekil 6.4.).
ŞEKİL 6.4
KULLANILAN ARAÇLAR: Tanjant galvonometresi, DC güç kaynağı ( 0-12 V),
ampermetre (l-5 A), bağlantı kabloları.
DENEYİN YAPILIŞI:
ŞEKİL 6.5
1. Şekil 6.5’ deki deney düzeneğini kurunuz.
2. Sarım yarıçapını (kullanılan sisteme dikkat ediniz) bulunuz.
3. Pusulayı kangalın ortasındaki yerine yerleştirerek tablayı ayaklardaki vidaların yardımıyla
yatay konuma getiriniz. Bu durumda pusula ibresi serbest hareket eder. Tablayı sağa sola
hareket ettirerek pusula ibresini çember düzlemi içinde kalmasını sağlayınız. Bu durumda
kangal düzlemi ile manyetik meridyen düzlemi çakışır. Tabla bu durumda iken pusula
kutusunu döndürerek pusula ibresine dikey durumdaki göstergenin 0° lik açıyı
göstermesini sağlayınız
4. Çevirime akım vererek açı değerini 100 derece olacak şekilde ayarlayınız. Bu durumda
tanjant pusulasının göstergesinden sapma açısını (α) ve akım değerini Tablo 6.1.’e
kaydediniz.
5. Pusulanın sapma açısının 200, 300, 400, 500 ve 600 lik sapma miktarına karşılık gelen akım
değerlerini Tablo 6. 1.’e kaydediniz.
6. Kangala giren uçları değiştirerek akımın yönünü değiştiriniz ve bu durumda sapma açısına
α' bağlı olarak akım değerlerini yeniden okuyunuz ve Tablo 6.1.’e kaydediniz.
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı:
Numarası:
Deney Adı:
Deney Arkadaşları:
DENEY VERİLERİ:
Tablo 6.1. Akım değeri ile sapma açısına arasındaki ilişki
N= ……….sarım
α
(
)
R=....... ( )
I
α’
I’
( )
( )
( )
I (ort)
(
)
Tan α
HESAPLAMALAR VE GRAFİKLER:
Grafik 6.1 Iort-tan α grafiğini çiziniz.

Grafiğin eğimini (ΔI / Δtan α ort) bulunuz.

N, r , μ0 ve I /tan α değerlerini kullanarak yerin manyetik alanının yatay
bileşenini bulunuz ve yerin manyetik alanının yatay bileşeninin teorik değeri ile
bulduğunu sonucu karşılaştırarak % hata hesabını yapınız.
Not: Deneyde kare tanjant pusulası kullanılmıştır. Bu durumda kangalın merkezinde
oluşan manyetik alan şiddetini hesaplamak için kullanılması gerekli bağıntıya dikkat
ediniz.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
(
) Deneyde kullanılan kare tanjant galvonemetresinin merkezinde oluşan manyetik
alanın, şiddetini hesaplamada kullanılacak bağıntıyı çıkartınız.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) Yer’i saran ışınım kuşaklarının (Van Allen) oluşumunda Yer’in manyetik alanının
etkisi var mıdır?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
) Yer’in manyetik alanının ölçülmesi, günümüzde nerelerde işe yarar?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) Bir magnetin magnetik alanı değişmediği halde, yerin magnetik alanı niçin
değişmektedir?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
) Dünyadaki her madde yerin magnetik alanından etkilenir mi?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(
) Yerin magnetik alanı ve iklim arasında ilişki var mıdır?
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------YORUM
DENEY NO: 7
DENEYİN
ADI:
BİR
AKIM
KATSAYISININ BULUNMASI
MAKARASININ
ÖZİNDÜKSİYON
DENEYİN AMACI: Fazör diyagramı yöntemiyle bir akım makarasının direncini,
potansiyel farkı ile akım arasındaki faz farkını ve bunlardan yararlanarak kangalın
özindüksiyon katsayısını bulmak.
DENEY BİLGİSİ:
Bir RL devresinde anahtar kapatıldığında akım hemen sıfırdan maksimum değerine
yükselmez. Elektromanyetik indüksiyon kanunu (Faraday kanunu) bunun oluşmasını önler.
Olacaklar aşağıdaki gibidir: Akım zamanla arttıkça, bu akımdan ilen gelen ve bobinden geçen
akı da zamanla artar. Artmakta olan bu akı, bobinden geçen net manyetik akıdaki değişikliğe
karşı koyacak türde, devrede bir emk indükler. Lenz kanunu gereğince tellerde indüklenen
alışılmış akım yönünün tersi olmalıdır ve bu zıt emk akım da kademeli bir artma sonucunu
doğurur. Bu olay, devreden geçen değişen akının, devrenin kendisinden ileri geldiği için
“özindüksiyon” olarak adlandırılır. Bu durumda ortaya çıkan emk, özindüksiyon emk olarak
bilinir.
Manyetik akı, manyetik alanla doğru orantılı ve dolayısıyla devredeki akımla da orantılıdır.
Bu nedenle özindüksiyon emk'i daima akımın zamana göre değişim hızıyla orantılıdır. N
sanmlı bir bobin için
(7.1)
ifadesiyle bulunur. Buradaki L, devrenin geometrik özelliklerine ve diğer fiziksel
karekteristiklere bağlı olan ve devrenin indüktansı olarak adlandırılan bir orantı sabitidir. Bu
ifadeden, N sarım içeren bir bobinin indüktansının
(7.2)
Denklemiyle verildiğini görürüz. Burada her sarımdan aynı akının geçtiği varsayılmıştır.
(1.5) denkleminden indüktansı:
⁄
(7.3)
oranı şeklinde yazabiliriz. Bu eşitlik bobinin büyüklüğüne, biçimine, malzeme
karekteristiğine bakılmaksızın genellikle herhangi bir bobinin indüktansının tanımıdır.
Direncin, akıma karşı gelmenin bir ölçüsü olması gibi, indüktans da akımdaki değişime karşı
koymanın bir ölçüsüdür. indüktansın Sl birimi Henry ( H ) (7.1) bağıntısına göre
1 volt-s /amper ' e eşit olduğu görülmektedir.
FAZÖR DİYAGRAMI
Bir bobinin basit ω açısal hızı ile bir manyetik alan içerisinde dönmesi sonucu, bobinde bir
sinüssel voltaj (emk) indüklenir. Bu ani voltajı
(7.4)
ile verilir. Burada Vm, ac jeneratörünün pik voltajı veya voltaj genliğidir .
açısal frekansı
(7.5)
ile verilir. f kaynağın frekansı ve T periyottur. Amerika Birleşik Devletlerindeki ticari elektrik
güç santralleri açısal frekansı w=377 rad /s ye karşılık gelen f = 60 Hz frekansını kullanırlar.
Türkiye de ise f = 50 Hz kullanılır.
Bir ac ( alternative current ) üretecinin R, L elemanlarını içeren seri bir devreye bağlandığını
düşünelim. Eğer üretecin voltaj genliği, frekansı, R, L değerleri birlikte verilirse; devreden
geçen akım, genlik ve faz sabiti cinsinden bulunabilir. İki veya daha fazla elemanı içeren daha
karmaşık devreleri analiz ederken çalışmamızı basitleştirmek için fazör diyagramları olarak
adlandırılan grafiksel yapıları kullanacağız. Bu yapılarda akım ve voltaj gibi alternatif
nicelikler fazör denilen dönen vektörlerle temsil edilir. Fazörün dik eksen üzerindeki
izdüşümü söz konusu niceliğin ani değerini, boyu ise niceliğin genliğini (maksimum değerini)
gösterir. Fazör saat yelkovanının tersi yönünde döner. Sinüssel olarak değişen farklı fazlarda
çeşitli akım ve voltajın toplanmaları yöntemi, bu işlemle oldukça basitleşmektedir.
AC DEVRESİNDE DİRENÇLER
Bir alternatif akım devresinde herhangi bir anda potansiyel artmaları ve
azalmalarının cebirsel toplamı sıfır olmalıdır( Kirschoff ilmek denklemi). Böylece
(7.6)
veya
(7.7)
olur. Burada
dirençteki ani voltaj düşmesidir. O zaman ani akım
(7.8)
olur. Burada akımın
, pik (tepe) değeri şöyle verilir:
(7.9)
direncin uçları arasındaki ani voltaj düşmesinin de
(7.10)
olduğu görülür.
ŞEKİL 7.1
Şekil 7.1 (b) Bir direncin uçları arasındaki akım ve voltajın zamanın fonksiyonu olarak
çizimleri (a) Akımın voltajla aynı fazda olduğunu gösteren dirençli devre için bir fazör
diyagramı. IR ile υR 'nin ikisi de sinωt şeklinde değiştiklerinden ve pik değerlerine aynı anda
ulaştıklarından “aynı fazdadırlar” denir. Voltaj ve akımın zamanın fonksiyonu olarak çizilen
ve her ikisinin de pik ve sıfır değerlerine aynı zamanda ulaştıklarını gösteren grafikleri
Şekil 1.4'te verilmiştir. Bir fazör diyagramı akımla voltaj arasındaki faz ilişkisini ifade etmek
için kullanılabilir. Okların uzunlukları Vm ile Im 'ye karşılık gelir. Dik eksen üzerindeki
izdüşümleri ise IR ile υR'yi verir. Tek ilmekli bir direnç devresi halinde akım ve voltaj aynı
doğru boyunca çizilir. Çünkü IR ile υR aynı fazdadır. Laboratuvara gelmeden önce
indüktörlü ac devreleriyle ilgili detaylı bilgi edininiz.
KULLANILAN ARAÇLAR: Akım kangalı ( bobin ), 12 voltluk lamba, avometre, bağlantı
telleri, grafik kağıdı, cetvel, pergel (öğrenci tarafından getirilecek )
DENEYİN YAPILIŞI:
1. Aşağıdaki deney düzeneğini kurunuz. Devreye seri bağladığınız ampermetreden
akımın etkin değerini ölçünüz.
2. Voltmetre ile sırasıyla VAB, VAC, VBC gerilimlerini ölçerek Tablo1 e kaydediniz.
3. Verileri fazör diyagramına uygulamak için önce X-ekseni üzerinde akım fazı ve
Y-ekseninde ise potansiyel fazını işaretleyeceğiniz fazör diyagramını grafik kağıdına
çiziniz.
4. Pergelinizin ayaklarını VAB kadar açarak eksenlerin kesiştiği a noktasından
X-eksenini kesecek bir yay çiziniz. Yayın akım eksenini kestiği b noktasından
başlayarak VBC yayını çiziniz. Pergelinizi başlangıç noktasına koyup VAC yayını
çiziniz.
5. VBC ve VAC yaylarının kesim noktasını belirleyerek oluşan üçgeni çiziniz. Üçgenin c
köşesinden akım eksenine bir dikme inerek içgenin d noktasındaki yüksekliğini
çiziniz. Kangalın uçları arasındaki gerilimle ( VL ) akım arasındaki faz farkı, d
doğrultusu ile bc doğrultusu arasındaki açıdır. Bu açıyı bulmak için :
|
|
= ………….volt, | |
uzunluklarını belirleyiniz. Faz farkını bulmak için bu değerleri aşağıdaki eşitlikte yerine
yazınız.
(7.11)
6. Faz farkı açısını bulunuz.
|
|
bağıntısından yararlanarak kangalın direnci RL yi bulunuz.
(7.12)
7.
eşitliğindeki XL değerini VL
katsayısını bulunuz.
(7.13)
=
I. XL eşitliğindeki yerine koyarsak, kangalın özindüksiyon
(7.14)
(7.15)
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı
Numarası :
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
DENEY VERİLERİ VE GRAFİKLER
Tablo 7.1
I()
VAB
VAC
|
|
|
|
ϑ
RL
Tablo 7.1 deki verileri kullanarak fazör diyagramını çiziniz.
Tablolarda birimler boş bırakılmıştır. Siz parantez içlerini doğru halleriyle
doldurmalısınız.
L( )
Grafik 7.1
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
( ) Yerin magnetik alanında 150 m/s hızla hareket eden bir uçağın kanatları arasındaki
uzunluk 30m dir. Uçağın kanatları arasında indüklenen poatansiyel farkını bulunuz
Yerin magnetik alanın düşey bileşen şiddeti: 5 x 10-4T
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
( ) İdeal bir induktör ile gerçek bir induktör arasındaki fark
nedir?............................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
( ) Bobinli bir elektrik devresininin doğru akıma karşı davranışını kısaca açıklayınız.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) Aşağıda verilen devre icin akımın zaman göre değişimi sekildeki gibi verildiğinde
indüktörün uçları arasındaki voltajın zaman göre değişim grafiği nasil olur?
( ) Self özindüksiyon katsayısı ne demektir ve ortam geçirgenline bağlı olarak nasıl
değişir? Aralarındaki ilşkiyi yorumlayıp, gözlenlemek için nasıl bir düzenek
tasarlamalıydık…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………..
( ) Seyrekçe sarılmış bir selenoid ile sık sayıda tel ilmeği olan bir selenoidin perpektif
kesit
görünümünü
çizip,
aradaki
farkı
yorumlayınız……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………....
( ) YORUM
DENEY NO: 8
DENEYİN ADI: DEĞİŞEN MANYETİK ALANDA İNDÜKSİYON
DENEYİN AMACI:
Faraday’ın indüksiyon yasasının deneysel olarak gözlenmesi için tasarlanan deneyde, şiddeti
değişken olan bir magnetik alan içine konan bobinlerde indüklenecek olan indüksiyon voltajı,
indüksiyon sarımının sarım sayısı, kesit alanı ve magnetik alan değişim hızına bağlı olarak
incelenecektir.
DENEY BİLGİSİ:
Üzerinden akım geçen iletken bir telin çevresinde manyetik bir alanın ortaya çıktığı 1819
yılında H.C.Oersted tarafından bulunmuştur. 1831 yılında Joseph Henry ve eş zamanlı olarak
Michael Faraday bir devrede manyetik alanın değiştirilmesiyle de elektrik akımının meydana
gelebileceğini göstermiştir. Bu sonuç elektrik ve manyetizmayı birleştiren temel ilkelerden
biridir.. Bu buluş indüktörlerin, elektrik motorlarının jeneratörlerin, transformatörlerin
gelişmesini sağlamıştır
Bir devrede indüklenen elektromotor kuvvetinin büyüklüğü, devreden geçen manyetik akının
zamanla değişim hızına eşittir ( Faraday yasası). Bu ifade şöyle yazılabilir.
(8.1)
Burada ε: İndüklenen emk (Volt), Φ: Manyetik akı (Weber) t: Zaman (saniye) olmak üzere
N sarımlı bir bobinde oluşan emk
(8.2)
Herhangi bir iletken halka yüzeyinden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı, aynı yüzey için
tanımlanan manyetik akı ile ölçülür.
∫
(8.3)
İndüksiyon akımının yönü Lenz kanunu ile belirlenir. Lenz kanununa göre, indüksiyon akımının
yönü kendisini meydana getiren sebepe zıttır.
Soru: Magnetik alan değişmezse ne olur? Kısaca açıklayınız.
İçinden I akımı gecen L uzunluğunda büyük silindirik bir bobin (sarım sayısı N2 ) içinde
oluşan magnetik alan
(8.4)
olarak verilir. μo=4π 10-7 Vs/Am
Not: Deneye gelmeden önce bir selonoidin içinde, dışında ve yatay ekseni boyunca
dışarıda oluşan magnetik alan ifadesini çıkarınız.
Bu deneyde içinden I(t) değişen akımı geçen büyük silindirik bobin (N2) alan bobini olarak
kullanılacaktır Alan bobininin içine konan farklı kesit alanlarına (A) ve sarım sayılarına sahip
(N1 ) bobinlerde oluşan de oluşan indükleme voltajı,
(8.5)
Böylece değişen bir magnetik alan içine konulan bir bobinde indüklenen U voltajı,
eşitlik 5 ile bulunabilir.
KULLANILAN ARAÇLAR:
Alan bobin yarıçapı d=120mm L=
İndüksiyon bobinleri L=170mm
N1
A (cm2)
300, 200, 100
25
300
15
300
10
Güç kaynağı (triangular dalga-üçgen dalga kaynağı )
Sensor CASSY
Bilgisayar
Verileri almak için her grup kendi disketini getirmelidir
DENEYİN YAPILIŞI
Değişen manyetik alanda indüksiyon deney düzeneği
1. İndüksiyon voltajı indüksiyon bobinlerinin sarım sayısının fonksiyonu
olarak ölçmek:
a) Sarım sayısı değişken olan 25 cm2 lik kesit alanlı olan bobini alan
bobini içine koyunuz ve şekilde verilen devreyi kurarak bilgisayarı
bağlayınız. Bu kesit alana sahip bobinin sarım sayısı N=300 ,200 ve
100 olarak değişmektedir. Bu kısımda N=300 sarım kullanınız.
Bilgisayardan deneye ait programı açınız. Deney sorumlusu program kullanımı ile
ilgili bilgileri size verecektir.
Güç kaynağını açınız. Güç kaynağı ekranında voltaj düğmesini sağa doğru çevirerek I=2A
olarak ayarlayınız. Üçgen dalga formu-güç kaynağı bu deney için tasarlanmış olup, size alan
bobin akımının zamana göre hangi oranda değişeceğini vermektedir. dI/dt oranı 0.2As-1 ile 2.2
As-1 aralığında sabit bir 0.2 A oranında değişmektedir.. Deneyin bu kısmında size farklı bir
oran söylenmediği sürece
dI/dt =1.63 A/s olarak alınız. Programı kullanarak
ölçümü
başlatınız (Measure Start veya F9 a basarak). 40 saniye sonra tekrar Measure Stop veya
F9 ile ölçümü durdurunuz.
Ekranda gördüğünüz U(t)-t grafiğinine ait verileri kaydetmek için bilgisayarda kendiniz için
bir dosya açınız ve verilerinizi kaydediniz File Save (veya F2).
Bu grafikten bulacağınız indüklenmiş voltaj değerini ve eşitlik (8.5) i kullanarak
hesapladığınız indüklenmiş voltaj değerini Tablo 8.1 e kaydediniz.
b)
Aynı işlemleri N=200 ve N=100 sarım için tekrar ediniz, verileri
kaydediniz. U(t)-t grafiklerine ait verileri kaydediniz
Bu grafikten bulacağınız indüklenmiş voltaj değerlerini ve
eşitlik (8.5) i
kullanarak
hesapladığınız indüklenmiş voltaj değerlerini Tablo 8.1 e kaydediniz.
2. İndüksiyon voltajı, indüksiyon bobinlerinin kesit alanının fonksiyonu olarak ölçmek
Kesit alanları (A=15cm2 ) ve (A=10 cm2) ile ölçümleri tekrar ediniz. U(t)-t grafiklerine ait
verileri kaydediniz
U(t)-t grafiklerinden bulacağınız indüklenmiş voltaj değerlerini ve eşitlik (8.5) i kullanarak
hesapladığınız indüklenmiş voltaj değerlerini Tablo 8.2 ye kaydediniz.
3.İndüksiyon voltajı, zamana göre değişen dış alanın fonksiyonu olarak ölçmek
dI/dt = oranlarını değiştirerek ( kesit alanı ve sarım sayısını sabit alarak) elde edilen U(t)-t
grafiklerine ait verileri kaydediniz Bu grafiklerden bulacağınız indüklenmiş voltaj
değerlerini Tablo 8.3 e kaydediniz
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı
Numarası :
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
DENEY VERİLERİ VE GRAFİKLER
Tablo 8.1: İndüksiyon voltajı U nun indüksiyon bobinlerinin sarım sayısının fonksiyonu
olarak ölçülmesi (dI /dt = 1,63 A/s, A: 25cm2)
N1
U deney (
)
U hesap (
)
300
200
100
Tablo 8.1 deki verileri kullanarak indüksiyon voltajını indüksiyon bobinlerinin sarım sayısının
fonksiyonu olarak çiziniz
Grafik 8.1
Tablo 8.2 İndüksiyon voltajı U nun indüksiyon bobinlerinin kesit alanlarının fonksiyonu
olarak ölçülmesi (dI /dt = 1,63 A/s, N1: 300)
A ( cm2 )
U deney (
)
U hesap (
)
25
15
10
Tablo 8.2 deki verileri kullanarak indüksiyon voltajını indüksiyon bobinlerinin kesit alanının
fonksiyonu olarak çiziniz
Grafik 8.2
Tablo 8.3 İndüksiyon voltajı U nun, zamana göre değişen dış alanın fonksiyonu olarak
ölçülmesi (A=
N=
)
dI/dt
(
)
U deney (
)
Tablo 8.3 deki verileri kullanarak indüksiyon voltajını zamana göre değişen dış alanın
fonksiyonu olarak olarak çiziniz
Grafik 8.3
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
( ) İdeal bir selonoide yaklaşmak için ne yapılması gerekir?
( ) İııdüklenen voltajı, frekansa, genliğe ve sinyal formuna bağlı olarakta inceleyebilir
misiniz? Yanıtınız evet ise ne beklediğinizi kısaca yazınız.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) Bir ac jeneratör de sarım sayısı N=8 kesit alanı A=0.090 m2 ve toplam direnci 12 
olan bir tel kullanılmaktadır. Tel sarım 0.50 T lık bir magnetik alanda, 60 Hz ile dönüş
yaparsa indüklenen emk ve akım değerlerini bulunuz.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( ) YORUM
DENEY NO: 9
DENEYİN ADI: MANYETİK ALAN İÇERİSİNDE HAREKET EDEN İLETKEN
İLMEKTE İNDÜKSİYON VOLTAJININ ÖLÇÜLMESİ
DENEYİN AMACI:
a) İletken ilmeğin hızının fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek.
b) İletken ilmeğin genişliğinin fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek.
c) Manyetik akı yoğunluğunun fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek.
DENEY BİLGİSİ:
Manyetizmanın temelinde hareket eden yüklü parçacıklar vardır. Mıknatısın manyetik
alanının kaynağı atomlarda hareket eden elektronlardır. O halde yüklü parçacıkların hareket
etmesi manyetik alan, yani mıknatıslık etkisi yaratır diyebiliriz. Elektrik akımı da yüklerin
hareketinden kaynaklandığından içinden akım geçen tel mıknatıs gibi davranır, yani manyetik
alan yaratır. Şekil 9.1’de akım taşıyan tellerin ve bazı manyetik alan kaynaklarının alan
çizgileri gösterilmiştir.
ŞEKİL 9.1 Manyetik alan kaynakları
İçinden akım geçen bir iletken bir manyetik alan içinde bulunduğunda, iletken içindeki
hareketli elektronların üzerine bir manyetik kuvvet etkir. Akımın geleneksel yönü
elektronların hareket yönünün tersine veya elektrik alan doğrultusunda seçildiği için, bu
kuvvetin yönü sol el kuralı ile bulunur. Manyetik alandaki bir iletken ilmeğin; manyetik
alanın, ilmeğin konumunun veya manyetik alanın konumunun değişmesi nedeniyle, bu
değişime karşı gelecek şekilde verdiği tepki "İndüksiyon" olarak tarif edilir.
Şekil
9.2’de
düzgün
B
manyetik alanına konulmuş bir yüzey
görülmektedir. N ile gösterilen vektör
yüzeyin normalidir ve yüzeye her
zaman diktir. B ile gösterilen vektör ise
ortamdaki manyetik alanın yönünü
göstermektedir.
ŞEKİL 9.2 Düzgün manyetik alana
konulmuş yüzey
Yüzeyden geçen manyetik akıyı veren ifade:
olur. Sembollerin anlamları ve birimleri aşağıdaki gibidir:
: Manyetik akı [Weber (Wb)]
B: Manyetik alan [Weber/metrekare]
S: Yüzeyin alanı [metrekare]
α: Normal ile Manyetik alan arasındaki açı
Elektromanyetik indüksiyon, bir manyetik alan içinde, alanın akı çizgilerini
kesecek biçimde hareket eden bir iletkenin uçlarında potansiyel farkı oluşması olayı
olarak da tanımlanabilir. Üzerinde potansiyel farkı oluşan iletkene indüklemen; manyetik
alanı yaratan kaynağa da (mıknatıs vb) indükleyen denir. İndüksiyonla oluşan potansiyel
farkının büyüklüğü hareketin hızına, yönü ise manyetik alanın konumuna bağlıdır.
Hareket sona erdiğinde potansiyel farkı da sıfıra düşer.
Manyetik akısı değişen bir bölgedeki iletkende de indüklenme meydana gelir.
Faraday yasasına göre, manyetik akı çizgilerini kesen bir iletkende oluşan potansiyel
farkı, akının değişme hızıyla (zamana göre türeviyle) orantılıdır. Lenz Yasası da, bu
potansiyel farkının, kendisini yaratan değişime karşı koymak üzere onunla zıt yönlü
olduğunu belirler. Bu iki yasanın birleştirilmesiyle, indüksiyon potansiyel farkının,
manyetik akının türevinin negatif işaretlisine eşit olduğu söylenebilir. Akı değişimi
weber/saniye cinsinden alınırsa, potansiyel farkı volt olarak bulunabilir.
b genişliğindeki bir dikdörtgen şeklindeki iletken ilmek dx kadar hareket ettiğinde alandaki
değişim
kadar olacaktır. Manyetik akıdaki değişim,
olarak ifade edilir.
İndüklenmiş voltaj;
Hız;
olarak verildiğinde, indüksiyon voltajının değeri
olarak bulunur.
KULLANILAN ARAÇLAR: İndüksiyon cihazı, silindirik mıknatıs çiftleri, deney motoru,
deney motoru için kontrol ünitesi, mikrovolt metre.
DENEYİN YAPILIŞI:
1) İndüksiyon cihazı üzerinde, manyetik alanı oluşturacak mıknatısların pozisyonlarını
belirlemeye yarayacak, numaralı bir skala bulunmaktadır. n mıknatıs çifti
kullandığınızda (n=2, 3, 4, 5, 6) her n noktasına bir mıknatısın yerleştirildiğinden emin
olunuz.
ŞEKİL 9.3
2) Manyetik alan B deki küçük değişimler tamamen engellenemez. Manyetik alanın
homojenliğini arttırmak için ilk olarak tüm mıknatısları rastgele ( ilk olarak 8 çift) ŞEKİL 9.3
'de ki gibi indüksiyon cihazının sağına ve soluna, demir plakaların arasına yerleştiriniz ve
sonra bunları 8 olarak işaretlenmiş pozisyonun üzerine gelecek şekilde kaydırarak,
sabitleyiniz.
3) Demir plakalar arasına yerleştirdiğiniz mıknatısların kutuplarının her zaman aynı
olduğundan emin olunuz. Kutuplardan biri kırmızı renkle kodlanmıştır.
4) Deney motorunu Şekil 9.4' de gösterildiği gibi kurunuz.
ŞEKİL 9.4
5) Şekil 9.5'de gösterildiği gibi deney motorunun ucundan (a) geçirdiğiniz ipi (b) yarığından
da geçirdikten sonra ray üzerinde kayabilen hareketli (d) ucuna bağlayınız. Deney motorunun
ucu üç faklı çapta aksın üst üste birleşiminden oluşmaktadır. (d) ucuna tutturulan ipi önce en
küçük çaplı aks olan (a) ya daha sonra sırasıyla farklı çaplardaki akslara bağlayarak motorun
dönme hızını değiştirebilirsiniz. Bu da iletken ilmeğin ray üzerindeki kayma hızını
değiştirecektir.
ŞEKİL 9.5
6) Şekil 9.5’de gösterildiği gibi (f) kablosu mikro voltmetreye bağlayınız ve ölçme aralığını
10-4 V olarak seçiniz.
7) İletken ilmeğin genişliği değiştirilebilir olarak tasarlanmıştır. Hangi genişlikte çalışmak
istiyorsanız (g) aparatını o aralığa yerleştiriniz.
Önemli Not: İletken ilmeğin kayabilen kısmı hızlı itildiğinde mikrovolt metreyi yüksek voltaj
yükselmesinden korumak için, ilmekle ölçü aleti arasındaki bağlantıyı kesebilmeniz amacıyla,
kayan rayın önüne Şekil 9.6' da gösterildiği gibi bir (h) anahtarı yerleştirilmiştir. İlmek
kaydırılırken anahtarı kapatıp hareket ettirmeniz gerekmektedir.
ŞEKİL 9.6
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ
FİZİK LABORATUVARI II –ELEKTRİK VE MAGNETİZMA
…./…/2013
Adı Soyadı
Numarası :
Deney ismi:
Deney arkadaşları:
DENEY VERİLERİ VE GRAFİKLER
A) İletken ilmeğin hızının fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek:
Deneyin her aşamasından önce mikrometrenin sıfır değerini göstermesine dikkat ediniz ve
gerekirse AutoComp anahtarına basarak aleti sıfırlayınız.
1) Şekil 9.5'de ki (g) aparatını iletken ilmeğin genişliği b=2.8 cm olacak şekilde yerleştiriniz.
2) Deney motoru üzerinde en büyük çaplı aksı seçip ipi bağlayınız.
3) Motoru açıp indüksiyon voltajım ölçüp, kaydediniz.
4) (g) aparatının pozisyonunu değiştirerek iletken ilmeğin genişliği b=2 cm olacak şekilde
yerleştiriniz. Ölçümü tekrarlayınız. Verilerinizi tablo 9.1'e kaydediniz. v(? ) - U(?) grafiğini
çiziniz ve yorumlayınız.
Tablo 9.1
v()
1
2
3
U()
Grafik 9.I
B) İletken ilmeğin genişliğinin fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek:
1) Şekil 9.3'de ki (g) aparatını iletken ilmeğin genişliği b=2.8 cm olacak şekilde
yerleştiriniz.
2) Deney motoru üzerinde en büyük çaplı aksı seçip ipi bağlayınız.
3) Motoru açıp indüksiyon voltajım ölçüp, kaydediniz.
4) (g) aparatının pozisyonunu değiştirerek iletken ilmeğin genişliği b=2 cm olacak şekilde
yerleştiriniz. Ölçümü tekrarlayınız. Verilerinizi Çizelge 9.2'ye kaydediniz. b(?) – U (?)
garafiğini çiziniz ve yorumlayınız.
Tablo 9.2
b()
U()
Grafik 9.2
C) Manyetik akı yoğunluğunun fonksiyonu olarak indüksiyon voltajını ölçmek:
Manyetik alanın homojenliği nelere göre değişir?
Şekil 9.5'deki (g) aparatını iletken ilmeğin genişliği (b=4 cm) olacak şekilde
yerleştiriniz.
2) 2 mıknatıs çiftini sistemden kaldırın. Motoru çalıştırıp indüksiyon voltajını ölçün.
Ölçümü n= 5,4,3,2 mıknatıs çiftleri için tekrarlayın. Verilerinizi tablo 9.3'e kaydediniz. nU grafiğini çiziniz.
1)
Tablo 9.3
n
8
6
5
4
3
2
Grafik 9.3
U()
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
( 1 ) ‘Çapraz alan seçici aygıt’ diye tanımlanan düzenekleri kısaca açıklayınız.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
( 2 ) Çok uzun bakır bir boru dik olarak tutuluyor. Boru uzunluğu boyunca
serbest bırakılan bir çubuk mıknatısın hareketini tanımlayın. Mıknatıs niçin
limit hıza erişir?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
(3) Dünya uydusunda, elektronik cihazlara güç sağlamak için indüksiyon emk
kullanılabilirliğini tartışınız. Uydu dünyanın magnetik alanı içinde çok yüksek
bir hızla dolanmaktadır.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
( ) YORUM