T O B B E T U - F i z i k 1 0 2 L a b o r a t u a r D e r s i D e n e y F ö y l e r i

Sayfa 1

T

DENEY 6

Manyetik İnduksiyon

TOBB ETÜ

P r o f . D r . T u r g u t B A Ş T U Ğ P r o f . D r . S a l e h S U L T A N S O Y Y r d . D o ç . D r . N u r d a n D . S A N K I R D r . A h m e t N u r i A K A Y

A N K A R A - 2 0 1 1

T O B B E T U - F i z i k 1 0 2 L a b o r a t u a r D e r s i D e n e y F ö y l e r i

Sayfa 2

DENEY 6

MANYETİK İNDUKSİYON Deneyin Amacı: Manyetik indükleme yardımıyla elektrik akımı elde etmek, jeneratörlerin çalışma prensibini incelemek ve elde edilen elektrik akımının hangi parametrelere bağlı olarak değiştiğini saptamak. İlgili Konular : Faraday’ın İndüksiyon Kanunu, Manyetik Akı Teori: 1831 yılında İngiltere’de Faraday tarafından yapılan deneyler ve bundan bağımsız olarak Amerika’da aynı yıl Joseph Henry tarafından gerçekleştirilen deneyler, bir devrede manyetik alanın değiştirilmesiyle elektrik akımının meydana getirilebileceğini gösterdi. Bu deneylerin sonuçları, Faraday’ın İndüksiyon Kanunu olarak bilinen elektromanyetizmanın çok önemli ve temel bir kanununa yol açtı. Bu kanun, bir devrede indüklenen emk’nın büyüklüğünün, devreden geçen manyetik akının zamanla değişim hızına eşit olduğunu söyler. Kısaca kapalı bir tel halka bir manyetik alanda hareket ettirilirse, bu tel halkada indüklenmiş bir emk ve indüklenmiş bir akım oluşur.

A

adB

.

manyetik akısının zamanla değişimi bir U elektrik voltajını oluşturur.

C

sdEU

.

burada E elektrik alan şiddeti, B manyetik alan şiddeti, A iletken kondüktör döngüyle çevrelenmiş alan ve C ise onun sınırıdır. U ve arasındaki ilişki Maxwell’ in 2. denklemiyle verilir.

dt

dU

(1)

bu denklem, tek iletken halka içindir. n paralel iletken halkadan aynı akısı geçerse,

sdEnU

. (2)

olur. Yapacağımız deneyde manyetik alan uzun bir bobin (birincil bobin) tarafından üretilir. Uzun bobin içerisinde B manyetik alanın sabit olması nedeniyle

AdB

. (3)

elde edilir. Maxwell’ in birinci denkleminden

C A

adjsdB,

.. 0

elde edilir ve bu bağıntı bize A alanı üzerinden akan akımla B manyetik alan arasındaki ilişkiyi verir.

,

.

A

adjI

burada manyetik alan sabiti 0 =1.26x10-6 Wb/A.m’dir.

T O B B E T U - F i z i k 1 0 2 L a b o r a t u a r D e r s i D e n e y F ö y l e r i

Sayfa 3

n ’ sarımlı uzun bir bobin içindeki manyetik alanın büyüklüğü

l

InB

'0

(4)

Eğer birincil bobin boyunca bir f veya w açısal frekanslı bir alternatif akım geçerse

wtII sin0 , şeklinde olacağından (1) denkleminden ikincil bobinde (n sarımlı, A alan kesitli)

indüklenen voltaj;

wtl

wInAnU cos

' 00 (5)

olarak elde edilir. Deneyin Yapılışı: Deney düzeneğini Şekil 1’ deki gibi kurunuz.

Şekil1. Deney Düzeneği

Yapacağımız deney başlıca 2 kısımdan oluşmaktadır. 1. Birincil bobindeki akımın fonksiyonu olarak ikincil bobinde meydana gelen indükleme voltajını elde etmek için Şekil-1’deki düzeneği kurunuz. Birincil bobine verilecek olan genliğin frekansı 10 kHz, ve indüksiyon (ikincil) bobininin çapı da 41 mm olmalıdır. Birincil bobine verilen akımın 5, 10 ,15, 20, 25, 30, 35, 40 mA değerleri için indükleme voltaj değerlerini not edin ve U(mV)-I(mA) grafiğini çizin. Sonucu yorumlayın. 2. Daha sonra birincil bobine 10 mA akım uygulayarak ve birincil bobine gelen frekansı 30, 32, 34, 36, 38, 40 kHz değerlerine değiştirerek 41 mm çapındaki ikincil bobinde oluşan indükleme voltajını elde edin. U(mV)-f(Khz) grafiğini çizin. Sonucu yorumlayın.

T O B B E T U - F i z i k 1 0 2 L a b o r a t u a r D e r s i D e n e y F ö y l e r i

Sayfa 4

Sorular:

1. Deneyin yapılışı kısmındaki soruları cevaplayınız. 2. Deneyin yapılışı kısmında istenen grafikleri grafik kağıdına çiziniz. 3. İkincil bobinde oluşan indükleme voltajı hangi parametrelere bağlıdır? Açıklayınız.

1. Kısım için veri tablosu:

I(mA) U(V)

5

10

15

20

25

30

35

40

2. Kısım için veri tablosu:

f(khz) U(V)

30

32

34

36

38

40

Not: Bu sayfanızı ölçümlerinizi aldıktan sonra sorumlu eğiticinize imzalatmanız

gerekmektedir. Sonraki hafta getireceğiniz raporlarınızın ekinde bu sayfa yer almak

zorundadır. Grafiklerinizi ve yorumlarınızı bu değerlere göre hazırlamalısınız

İMZA: (Asistan) Deneyi Yapan İsim : Öğr. No :