Elektrik Akımının Manyetik Etkisi
Demir, nikel, kobalt gibi metalleri çekme özelliği gösteren metallere mıknatıs denir.
Mıknatıslar doğal ve yapay olmak üzere iki çeşittir. Doğal mıknatıs, demirin (Fe) oksijenle (O2 ) oluşturduğu Fe3O4 bileşiğidir. Yapay mıknatıslar ise demir, nikel, kobalt gibi malzemelerin alaşımlarının mıknatıslandırılması (mıknatıs etkisine sokulması) ile elde edilir.
Mıknatısın etkisinin görüldüğü alana manyetik alan denir. Manyetik alan, kuvvet çizgileri şeklinde de ifade edilir. Dünyamız da kendisini çevreleyen bir manyetik alana sahiptir ve pusulanın çalışmasını bu alana borçluyuz.
Üzerinden akım geçirilen iletkenlerde de manyetik alan oluşmaktadır. Elektrik akımının manyetik etkisinin kullanım alanı oldukça geniştir. Gerilim dönüştürücü ve daha başka amaçlı trafolar, elektrik motorları, haberleşme sinyallerinin üretimi, iletimi ve alınması, indüktif sensörler, mikro dalga uygulamaları, elektrik akımının manyetik etkisini kullanır.
Sektörel anlamda, enerji, haberleşme, güvenlik, tıp vb. alanlarda kullanımı yaygındır.
Manyetik maddeler
Manyetik alandan etkilenen ya da manyetik alanı etkileyen maddelere manyetik maddeler denir.
Demir gibi yumuşak malzemeler kolay mıknatıslanırlar ancak mıknatıs etkisinden uzaklaşınca manyetik (mıknatıs) özelliklerini kolay kaybederler. Nikel ve kobalt gibi sert malzemeler ise daha zor mıknatıslanırlar ancak mıknatıslık özelliklerini yumuşak malzemelere göre daha uzun süre koruyabilirler.
Alüminyum, nikel ve kobaltın alaşımından yapılan yapay mıknatıs ise mıknatıslandıktan sonra bu özelliğini hiç kaybetmez.
Manyetik maddeler özelliklerine göre üç başlık altında incelenebilir.
1- Ferromanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den çok büyük olan maddelerdir. Böyle maddeler manyetik alana konursa mıknatıslanırlar ve bölgedeki manyetik alan şiddetini alırlar. Kobalt, nikel, demir gibi maddeler ferromanyetik maddedir.
2- Paramanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz büyük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konursa çok az mıknatıslanırlar ve bulundukları bölgede alan şiddetini biraz arttırırlar. Alüminyum, manganez gibi maddeler paramanyetik maddedir.
3- Diyamanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz küçük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konulduklarında alana zıt yönde ve zayıf olarak mıknatıslanırlar. Bulundukları bölgedeki manyetik alan şiddetini azaltırlar. Bakır, gümüş, bizmut ve karbon gibi maddeler diyamanyetik maddelerdir
Manyetik olmayan maddeler
Manyetik alandan etkilenmeyen maddelere manyetik olmayan maddeler denir.
Manyetik olmayan maddeler, kağıt, lastik, plastik, cam, mika, seramik, tahta vb. şeklinde sıralanabilir.
Mıknatıs kutupları
Mıknatısın etkisinin görüldüğü alana manyetik alan denir. Manyetik alan, kuvvet çizgileri şeklinde de ifade edilir. Dünyamız da kendisini çevreleyen bir manyetik alana sahiptir ve pusulanın çalışmasını bu alana borçluyuz.
Üzerinden akım geçirilen iletkenlerde de manyetik alan oluşmaktadır. Elektrik akımının manyetik etkisinin kullanım alanı oldukça geniştir. Gerilim dönüştürücü ve daha başka amaçlı trafolar, elektrik motorları, haberleşme sinyallerinin üretimi, iletimi ve alınması, indüktif sensörler, mikro dalga uygulamaları, elektrik akımının manyetik etkisini kullanır.
Sektörel anlamda, enerji, haberleşme, güvenlik, tıp vb. alanlarda kullanımı yaygındır.
Manyetik maddeler
Manyetik alandan etkilenen ya da manyetik alanı etkileyen maddelere manyetik maddeler denir.
Demir gibi yumuşak malzemeler kolay mıknatıslanırlar ancak mıknatıs etkisinden uzaklaşınca manyetik (mıknatıs) özelliklerini kolay kaybederler. Nikel ve kobalt gibi sert malzemeler ise daha zor mıknatıslanırlar ancak mıknatıslık özelliklerini yumuşak malzemelere göre daha uzun süre koruyabilirler.
Alüminyum, nikel ve kobaltın alaşımından yapılan yapay mıknatıs ise mıknatıslandıktan sonra bu özelliğini hiç kaybetmez.
Manyetik maddeler özelliklerine göre üç başlık altında incelenebilir.
1- Ferromanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den çok büyük olan maddelerdir. Böyle maddeler manyetik alana konursa mıknatıslanırlar ve bölgedeki manyetik alan şiddetini alırlar. Kobalt, nikel, demir gibi maddeler ferromanyetik maddedir.
2- Paramanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz büyük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konursa çok az mıknatıslanırlar ve bulundukları bölgede alan şiddetini biraz arttırırlar. Alüminyum, manganez gibi maddeler paramanyetik maddedir.
3- Diyamanyetik Madde: Bağıl manyetik geçirgenlikleri 1’ den biraz küçük olan maddelerdir. Bunlar manyetik alana konulduklarında alana zıt yönde ve zayıf olarak mıknatıslanırlar. Bulundukları bölgedeki manyetik alan şiddetini azaltırlar. Bakır, gümüş, bizmut ve karbon gibi maddeler diyamanyetik maddelerdir
Manyetik olmayan maddeler
Manyetik alandan etkilenmeyen maddelere manyetik olmayan maddeler denir.
Manyetik olmayan maddeler, kağıt, lastik, plastik, cam, mika, seramik, tahta vb. şeklinde sıralanabilir.
Mıknatıs kutupları
Mıknatısın itme ya da çekme kuvvetinin en yoğun olduğu bölgeler, mıknatısın kutuplarıdır. Bir mıknatısın N (North) ve S (South) olmak üzere iki kutbu vardır.
Bir mıknatıs parçalara bölündükçe her bir parça yine iki kutuptan oluşan bir mıknatıs özelliği gösterir.
Farklı iki mıknatıs birbirlerine yaklaştırıldığında aynı kutupların (N-N ya da S-S) birbirini ittiği, zıt kutupların (N-S ya da S-N) ise birbirlerini çektiği görülür.
Manyetik Alan
Manyetik alan, bir mıknatısın kuvvetinin etkili olduğu alandır. Bu etki, bir mıknatısın etrafına demir tozları döküldüğünde tozların, kutupların bölgesinde yoğun olmak üzere mıknatısın etrafında çizgiler meydana getirmesinden anlaşılır. Bu nedenle manyetik alan, alan çizgileri ya da manyetik kuvvet çizgileri şeklinde de ifade edilmektedir.
Manyetik Kuvvet Çizgilerinin Özellikleri
1- Kuvvet çizgileri kapalı bir devre oluşturacak şekilde ilerlerler.
2- Kuvvet çizgileri birbirlerini iterler (birbirlerine paralel ilerler) ve bu nedenle de kesişmezler.
3- Kuvvet çizgilerinin yönü dışarıda N kutbundan S kutbuna doğrudur.
4- Manyetik kuvvet çizgileri her maddeyi etkilemese de her maddeden geçerler.
5- Zıt yöndeki kuvvet çizgileri birbirlerini zayıflatırlar.
6- Aynı yöndeki kuvvet çizgileri, manyetik alanı kuvvetlendirir.
İletken Etrafında Oluşan Manyetik Alan ve Bunun Zararlı Olduğu Ortamlar
Bir iletkenden akım geçirilince iletken etrafında bir manyetik alan oluşur. Tıpkı mıknatısta olduğu gibi bu alanın da itme ve çekme özelliği vardır.
İletken etrafında oluşan alanın yönü sağ el kuralı ile bulunur. Kurala göre iletken avuç içine alacak şekilde tutulduğunda ve başparmak akımın yönünü, kalan dört parmak ise iletkende oluşan manyetik alanın yönünü gösterir.
Girişte de değinildiği gibi elektrik akımının manyetik etkisinden faydalanma alanları oldukça fazladır. Buna karşın birçok zararlı etkileri de söz konusudur.
Manyetik alanın ve elektrik alanının yaydığı dalgalara elektromanyetik dalga denmektedir.
Bazı dalgaların canlılar üzerinde birtakım olumsuz etkileri olmaktadır. Halâ tartışmalar sürse de bu dalgaların insanın bağışıklık sistemini zayıflattığı ve kanser türü hastalıklara neden olduğu söylenmektedir.
Bir sistemin manyetik alanı, iyi bir manyetik yalıtım yapılmazsa başka sistemlerin çalışmasını olumsuz etkileyebilir. Örneğin, televizyon ya da bilgisayarın yanında cep telefonu faaliyete geçince hem parazit sesleri duyulur hem de ekran görüntülerinde bozulmalar olur.
Benzer şekilde, yakından geçen bir arabanın yaydığı manyetik alanlar sonucu radyonun alıcı devresini etkilemesi ve üretilen seslerin bozulması da bir örnek olabilir.
Özellikle elektronik yöntemlerle hassas sistemlerde ve hassas ölçümlerin yapıldığı yerlerde bu etki sakıncalı sonuçlar doğurabilir. Örneğin, birtakım önlemler sonucunda cep telefonları birçok ulaşım aracında kullanılabilse de hala cep telefonlarının kullanımının sakıncalı (yasak) olduğu toplu taşıma araçları bulunmaktadır.
Manyetik alanın sakıncalarını maddeler halinde sıralayacak olursak:
1- Canlı metabolizmasını bozarak halsizlik, yorgunluk ve bir takım hastalıklara sebebiyet verebilir.
2- Ölçüm cihazlarını etkileyerek yanlış ölçümlere neden olabilir.
3- Bazı elektronik cihazların çalışmaları üzerinde olumsuz etkileri görülebilir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder