TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ II - Deneme Sınavı - 3

Maddeler manyetik alanda paramanyetik, ferromanyetik ve diamanyetik malzeme olarak ikiye ayrılır. Paramanyetik malzemeler küçük manyetik duygunluk değerine sahiptir. Altın diamanyetik bir malzemedir. Diamanyetik malzemeler negatif manyetik duygunluk katsayısına sahiptir. Diamanyetik malzemeler harici bir manyetik alanın içerisine yerleştirildikleri takdirde dış manyetik alanı azaltıcı şekilde davranırlar.

F/L=( μ_oI₁ I₂)/(2πr)

F/L=((4π 10^-7 T.m/A)(3A)(3A))/((2π)(0.3m))

F/L=6.10^-6 N/m

B=( μ_oI)/(2r)

B=((4π 10^-7 T.m/A)(5A))/((2)(0.4m))

B=6.10^-6 N/m

Manyetik alanın (B) birimi SI birim sisteminde Tesla’dır (T).

Yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğünü veren F=qvBsinθ eşitliğinde q parçacığın elektrik yükünü, v parçacığın hızını, B manyetik alan şiddetini ve θ hız ile manyetik alan arasındaki açıyı ifade eder.

Manyetik kuvvetin büyüklüğünü veren kuvvet,

F=ILBsinθ şeklindedir. I=5 A, L=0,4 m ve B=0,2 olduğuna göre kuvvet, F=5.0,4.0,2.sin90°=0,4 N olarak elde edilir.

İlmeğin alanı (SI birim sisteminde) S=0,05.0,08=0,004şeklindedir. I=10 A olduğuna göre, manyetik dipol momenti µ=IS=10.0,004=0,04 A.olarak bulunur. B=1,5 T ve θ manyetik dipol momenti ile manyetik alan arasında kalan açı olmak üzere manyetik moment M=µBsinθ=0,04.1,5.sin90°=0,06 N.m olarak bulunur.

Lenz yasasına göre bir devredeki indüksiyon akımı, manyetik akı değişimini sıfırlayacak şekilde bir manyetik akıyı oluşturacak yöndedir. Faraday yasasına göre, bir halkada indüklenen elektromotor kuvveti, halkadan geçen manyetik akımın zamanla değişiminin negatifine eşittir. Manyetik alan için Gauss yasası, iki elektrik yükü için geliştirdiği alan yasasının manyetik alana uygulanmış şeklidir. Maxwell denklemleri ise klasik elektrodinamik, optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur.

Solenoid, helis biçiminde sıkıca sarılmış uzun bir teldir. Jeneratör mekanik enerjiyi, elektrik enerjisine çeviren bir cihazdır. Transformatörler, bir devrede potansiyel farkını veya akımı indirmek ya da yükseltmek için kullanılır. Elektrik motoru ise elektrik enerjisini, mekanik enerjiye çeviren makinedir.

Ferromanyetik malzemeler mıknatıs tarafından kuvvetlice çekilirler. Demir, nikel ve kobalt bunlara örnektir. Paramanyetik malzemeler ise uygulanan manyetik alana doğru çekilirler. Alüminyum, magnezyum, sodyum ve bakır bu maddelere örnektir.

Manyetik alan için Gauss yasası, iki elektrik yükü için geliştirdiği alan yasasının manyetik alana uygulanmış şeklidir. Lenz yasasına göre bir devredeki indüksiyon akımı, manyetik akı değişimini sıfırlayacak şekilde bir manyetik akıyı oluşturacak yöndedir. Ampere yasası, simetrik şekle sahip iletkenlerin etrafındaki manyetik alan ifadesini verir. Maxwell denklemleri ise klasik elektrodinamik, optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur.

Faraday yasasına göre, bir halkada indüklenen elektromotor kuvveti, halkadan geçen manyetik akımın zamanla değişiminin negatifine eşittir. Ampere yasası, simetrik şekle sahip iletkenlerin etrafındaki manyetik alan ifadesini verir. Maxwell denklemleri, klasik elektrodinamik, optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur. Manyetik alan için Gauss yasası ise iki elektrik yükü için geliştirdiği alan yasasının manyetik alana uygulanmış şeklidir.

Jeneratör mekanik enerjiyi, elektrik enerjisine çeviren bir cihazdır. Solenoid, helis biçiminde sıkıca sarılmış uzun bir teldir. Galvanometre, bir devredeki küçük elektrik akımlarını ölçmeye yarayan bir elektriksel alettir. Elektrik motoru ise elektrik enerjisini, mekanik enerjiye çeviren makinedir.

Q=I.t=(100A).(120s)=12000C

İletkenlerin serbest elektronların hareketlerine karşı gösterdiği bu güçlüğe o iletkenin elektriksel direnci denir. Yukarıdaki tanımda da direnç ifade edilmiştir.

R=ρ.(L/S)

0,02= ρ.((20m/S)/(17.10^-6 mm²)=1,7.10^-8 Ωm

Reş=R1+R2=2+7=9

Genel adı üreteç olan pil, batarya gibi bir devrede bağlandığı iki nokta arasında potansiyel farkı oluşturan düzeneklere elektromotor kuvvet (emk) kaynağı denir. Bir üretecin emk’sı (e), birim yük başına yaptığı işi tanımlar. SI birim sisteminde emk’nın birimi volt’dur.

Elektrik süpürgesi tarafından harcanan güç

P=I.V=(5 A).(220 V) =1100 watt=1,1 kW

U=P.t =(1,1 kW).(4 saat) =4,4 kWsaat olarak bulunur.