Doğadaki Manyetik Akım Nerelerde Kullanılır

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-20-2012

doğadaki manyetik akım nerelerde kullanılır

Mıknatıssal veya manyetik alan bir mıknatısın mıknatıssal özelliklerini gösterebildiği alandır

Mıknatısın çevresinde oluşan çizgilere de mıknatısın o bölgede oluşturduğu mıknatıssal alan çizgileri denir

Mıknatıssal alan çizgilerinin yönü Kuzeyden (K) Güneye doğrudur

Pusula iğneleri mıknatıssal alan çizgilerine paralel dururlar

Çubukta ok yönünde akan akım (I) çubuğun çevresinde bir mıknatıssal alan () oluşturur

Bu alanın yönü sağ el kuralı ile saptanır

Michael Faraday araştırmaları neticesinde maddelerin mıknatıssal alana tepki gösterdiğini ve bu tepki sonucunda etkileşimin olduğunu ortaya koydu

Verdikleri tepkiye göre maddeleri üç takımda toplanabildiğini gösterdi;

Diamıknatıssal: Zayıf bir şekilde etkilenenler; Bağıl magnetik geçirgenlikleri µr < 1 olan bu tür maddeler güçlü bir magnetik alana dik şekilde kendilerini yönlendirirler

Diamagnetizma tek sayıda elektronlara sahip ve tamamlanmamış içi kabuğu olmayan maddelerde görünür

Radyum potasyum magnezyum hidrojen bakır gümüş altın ve su diamagnetik gruba girerler

Paramıknatıssal : Bağıl magnetik geçirgenlikleri µr > 1 olan bu tür maddeler güçlü bir magnetik alana paralel şekilde kendilerini yönlendirirler

Paramagnetizma çift sayıda elektronlara sahip maddelerde görülür

Hava alüminyum ve silisyum paramagnetik gruba girer

Ferromıknatıssal: Kuvvetli bir şekilde mıknatıslardan etkilenen maddelerdir Demir nikel kobalt ve alaşımlarını içeren maddeler bu gruba girer

Bir mıknatısta:

Aynı işaretli kutuplar birbirini iterlerken zıt işaretli kutuplar birbirini çekerler

İtme ya da çekme kuvvetleri kutup şiddeti ile doğru aradaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır

Elektriksel yük konusundaki coulomb kuvveti gibi kutupların birbirlerine uyguladıkları mıknatıssal kuvvet skaler olarak birbirine eşit fakat zıt yönlüdür

Bir mıkantısın ikiye bölünmesi sonucu bölünen her bir parçanın K G biçiminde yeniden kutuplaştığı görülür

Buradan çıkaracağımız sonuç atomik boyutlara inildiğinde dahi tek kutuplu mıknatıs elde edilemeyeceğidir

Konu başlıkları

1 Mıknatıssal kutuplar

2 Yerin Mıknatıssal alanı

3 Magnetik Alan Çizgileri

4 Mıknatıs Etkisinin Ortamdan Geçişi

Mıknatıssal kutuplar

Bir mıknatısı kütle merkezinden astığımızda bir ucunun kuzeyi diğer ucunun güneyi gösterdiğini gözleriz

Kuzeyi gösteren uca mıknatısın kuzey kutbu (N) güneyi gösteren uca ise mıknatısın güney kutbu (S) denir

Mıknatısın aynı kutupları birbirini iter zıt kutupları ise birbirini çeker

Pusula bir noktadaki mıknatıssal alanı gösterir

Pusula ince bir mıknatısın bir iğne üzerinde serbestçe dönebilmesiyle oluşur

Bir mıknatıs pusulaya yaklaştırıldığında pusula iğnesi sapma yapar

,

Yerin Mıknatıssal alanı

Yerin mıknatıssal alanı yaklaşık bir çift kutuptur

Coğrafi olarak da kuzey ve güney kutuplar olarak adlandırılırlar

Yerin mıknatıssal alanı dünyanın sıvı dış çekirdeğindeki konveksiyon akımları ile oluşur

Dış çekirdekteki konveksiyon hareketleri zaman içinde mıknatıssal alanı oluşturur

Bu konveksiyon hareketlerinin dünyanın oluşumundan beri meydana geldiği düşünülmektedir

Yeryüzü çekirdeğinin içi katı, dışı sıvı demir termal hareketlerle kendi mağnetik alanlarını yaratır

Atomların yeterli bir güçle ve düzenli bir şekilde değiştirmesi ve yönlendirmesi kalıcı mıknatıslanmaya neden olduğundan dünyanın kabuğunda kalıcı mıknatıslanma yaratır

Dünyayı etrafı mağnetik alanla çevrelenmiş büyük küresel bir mıknatıs gibi düşünebiliriz

Dünya mıknatıssal alanı kuzey ve güney kutupları olan merkezde yerleşmiş bir dipol mıknatıs çubuk olarak ta tanımlanır

Dünyanın dönüş ekseni ile dipolün ekseni arasında yaklaşık olarak 11 derece fark vardır

Bu kuzey ve güney coğrafi kutuplarla magnetik kutupların üst üste gelmediğini gösterir

Herhangi bir noktadaki yer mıknatıssal alanı ölçülen bileşen ve yön ile belirtilir

Yerin içindeki dev mıknatıs Coğrafi kuzey-güney doğrultusuyla yaklaşık 11-15 derece lik bir açı yapacak şekilde konumlandığından pusulanın gösterdiği yön tam olarak coğrafi kuzey yönü olmayıp 11-15 derece arasında sapma yapar

Magnetik Alan Çizgileri

Sağ el kuralı olarak adlandırılan yöntem çeşitli mıknatıslarda ve içinden akım geçen tel çubuklarda akımın kuvvetin ve magnetik alanın yönünü bulmamıza yardımcı olur

Magnetik alan çizgileri mıknatısın N kutbundan S kutbuna doğrudur

Sürtünme yolu ile dokunmayla ve etki ile geçici mıknatıslık elde edilebilir

,

Birim yüzeyden geçen mıknatıssal alan çizgileri sayısının ölçüsüne mıknatıssal akı denir

,

Düzgün B mıknatıssal alanına konulmuş bir yüzeyde N ile gösterilen ve yüzeye dik gelen vektör yüzeyin normalidir

B vektörü mıknatıssal alanın yönünü gösterir

Mıknatıs Etkisinin Ortamdan Geçişi

Yumuşak demir gibi maddeler ferromagnetiktirler; mıknatısın kutupları arasına yerleştirildiklerinde magnetik alan çizgilerini sıklaştırırlar

Magnetik alan çizgilerini zayıflatan maddeler magnetik özellik göstermemektedirler

10-20-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Doğadaki Manyetik Akım Nerelerde Kullanılır doğadaki manyetik akım nerelerde kullanılır Mıknatıssal veya manyetik alan bir mıknatısın mıknatıssal özelliklerini gösterebildiği alandır Mıknatısın çevresinde oluşan çizgilere de mıknatısın o bölgede oluşturduğu mıknatıssal alan çizgileri denir Mıknatıssal alan çizgilerinin yönü Kuzeyden (K) Güneye doğrudur Pusula iğneleri mıknatıssal alan çizgilerine paralel dururlar Çubukta ok yönünde akan akım (I) çubuğun çevresinde bir mıknatıssal alan () oluşturur Bu alanın yönü sağ el kuralı ile saptanır Michael Faraday araştırmaları neticesinde maddelerin mıknatıssal alana tepki gösterdiğini ve bu tepki sonucunda etkileşimin olduğunu ortaya koydu Verdikleri tepkiye göre maddeleri üç takımda toplanabildiğini gösterdi; Diamıknatıssal: Zayıf bir şekilde etkilenenler; Bağıl magnetik geçirgenlikleri µr < 1 olan bu tür maddeler güçlü bir magnetik alana dik şekilde kendilerini yönlendirirler Diamagnetizma tek sayıda elektronlara sahip ve tamamlanmamış içi kabuğu olmayan maddelerde görünür Radyum potasyum magnezyum hidrojen bakır gümüş altın ve su diamagnetik gruba girerler Paramıknatıssal : Bağıl magnetik geçirgenlikleri µr > 1 olan bu tür maddeler güçlü bir magnetik alana paralel şekilde kendilerini yönlendirirler Paramagnetizma çift sayıda elektronlara sahip maddelerde görülür Hava alüminyum ve silisyum paramagnetik gruba girer Ferromıknatıssal: Kuvvetli bir şekilde mıknatıslardan etkilenen maddelerdir Demir nikel kobalt ve alaşımlarını içeren maddeler bu gruba girer Bir mıknatısta: Aynı işaretli kutuplar birbirini iterlerken zıt işaretli kutuplar birbirini çekerler İtme ya da çekme kuvvetleri kutup şiddeti ile doğru aradaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır Elektriksel yük konusundaki coulomb kuvveti gibi kutupların birbirlerine uyguladıkları mıknatıssal kuvvet skaler olarak birbirine eşit fakat zıt yönlüdür Bir mıkantısın ikiye bölünmesi sonucu bölünen her bir parçanın K G biçiminde yeniden kutuplaştığı görülür Buradan çıkaracağımız sonuç atomik boyutlara inildiğinde dahi tek kutuplu mıknatıs elde edilemeyeceğidirKonu başlıkları 1 Mıknatıssal kutuplar 2 Yerin Mıknatıssal alanı 3 Magnetik Alan Çizgileri 4 Mıknatıs Etkisinin Ortamdan Geçişi Mıknatıssal kutuplar Bir mıknatısı kütle merkezinden astığımızda bir ucunun kuzeyi diğer ucunun güneyi gösterdiğini gözleriz Kuzeyi gösteren uca mıknatısın kuzey kutbu (N) güneyi gösteren uca ise mıknatısın güney kutbu (S) denirMıknatısın aynı kutupları birbirini iter zıt kutupları ise birbirini çeker Pusula bir noktadaki mıknatıssal alanı gösterir Pusula ince bir mıknatısın bir iğne üzerinde serbestçe dönebilmesiyle oluşur Bir mıknatıs pusulaya yaklaştırıldığında pusula iğnesi sapma yapar, Yerin Mıknatıssal alanı Yerin mıknatıssal alanı yaklaşık bir çift kutuptur Coğrafi olarak da kuzey ve güney kutuplar olarak adlandırılırlar Yerin mıknatıssal alanı dünyanın sıvı dış çekirdeğindeki konveksiyon akımları ile oluşur Dış çekirdekteki konveksiyon hareketleri zaman içinde mıknatıssal alanı oluşturur Bu konveksiyon hareketlerinin dünyanın oluşumundan beri meydana geldiği düşünülmektedir Yeryüzü çekirdeğinin içi katı, dışı sıvı demir termal hareketlerle kendi mağnetik alanlarını yaratırAtomların yeterli bir güçle ve düzenli bir şekilde değiştirmesi ve yönlendirmesi kalıcı mıknatıslanmaya neden olduğundan dünyanın kabuğunda kalıcı mıknatıslanma yaratır Dünyayı etrafı mağnetik alanla çevrelenmiş büyük küresel bir mıknatıs gibi düşünebiliriz Dünya mıknatıssal alanı kuzey ve güney kutupları olan merkezde yerleşmiş bir dipol mıknatıs çubuk olarak ta tanımlanır Dünyanın dönüş ekseni ile dipolün ekseni arasında yaklaşık olarak 11 derece fark vardır Bu kuzey ve güney coğrafi kutuplarla magnetik kutupların üst üste gelmediğini gösterir Herhangi bir noktadaki yer mıknatıssal alanı ölçülen bileşen ve yön ile belirtilir Yerin içindeki dev mıknatıs Coğrafi kuzey-güney doğrultusuyla yaklaşık 11-15 derece lik bir açı yapacak şekilde konumlandığından pusulanın gösterdiği yön tam olarak coğrafi kuzey yönü olmayıp 11-15 derece arasında sapma yapar Magnetik Alan Çizgileri Sağ el kuralı olarak adlandırılan yöntem çeşitli mıknatıslarda ve içinden akım geçen tel çubuklarda akımın kuvvetin ve magnetik alanın yönünü bulmamıza yardımcı olur Magnetik alan çizgileri mıknatısın N kutbundan S kutbuna doğrudur Sürtünme yolu ile dokunmayla ve etki ile geçici mıknatıslık elde edilebilir, Birim yüzeyden geçen mıknatıssal alan çizgileri sayısının ölçüsüne mıknatıssal akı denir, Düzgün B mıknatıssal alanına konulmuş bir yüzeyde N ile gösterilen ve yüzeye dik gelen vektör yüzeyin normalidir B vektörü mıknatıssal alanın yönünü gösterir Mıknatıs Etkisinin Ortamdan Geçişi Yumuşak demir gibi maddeler ferromagnetiktirler; mıknatısın kutupları arasına yerleştirildiklerinde magnetik alan çizgilerini sıklaştırırlar Magnetik alan çizgilerini zayıflatan maddeler magnetik özellik göstermemektedirler