Akım Taşıyan Halkanın Merkezindeki Manyetik Alan video Tamer Hoca 11. sınıf
Üzerinden akım geçen düz tel bükülerek halka şekline getirildiğinde de çevresinde manyetik alan oluşur. Manyetik alan çizgileri, halkanın merkezinde birbirlerini kuvvetlendirerek halka eksenine paralel bir manyetik alan oluşturur. Halkanın dışındaki noktalarda merkeze göre daha zayıf alanlar oluşur (Şekil 2.40).
Düz telin çevresinde oluşan manyetik alan şiddeti telden uzaklaştıkça azalır. Benzer şekilde halkanın yarıçapı arttırıldığında da halka merkezinde oluşan manyetik alan şiddeti tel halkanın merkezinden uzaklaştığı için azalır. i akımı geçen r yarıçaplı halkanın merkezinde oluşan manyetik alan şiddeti B ise halkanın yarıçapı iki katına çıkarılırsa manyetik alan şiddeti yarıya iner ve B/2 olur (Şekil 2.41).
Düz telin çevresinde oluşan manyetik alan şiddeti telden geçen akım arttıkça artar. Benzer şekilde halkadan geçen akım şiddeti arttırıldığında da halka merkezinde oluşan manyetik alan şiddeti artar. i akımı geçen r yarıçaplı halkanın merkezinde oluşan manyetik alan şiddetinin büyüklüğü B ise 2i akımı geçen halkanın merkezinde oluşan manyetik alan şiddetinin büyüklüğü 2B olur (Şekil 2.42). Halkanın içinde bulunduğu ortamın manyetik geçirgenliği de manyetik alanın değişmesine neden olur. Üzerinden i akımı geçen r yarıçaplı halkanın merkezinde oluşan manyetik alanın şiddeti bağıntısıyla bulunur.
Halkanın merkezindeki manyetik alanın yönü sağ el kuralı ile bulunur. Bu kurala göre sağ elin dört parmağı akımın dönme yönünü gösterecek şekilde iletken halka avuç içine yerleştirildiğinde dik olarak açılan başparmak manyetik alanın yönünü gösterir (Görsel 2.6).
Akım makarası üzerindeki halkaların her biri sarım olarak da adlandırılır. Akım makarasının oluşturduğu manyetik alan çizgileri ile bir akım halkasının oluşturduğu manyetik alan çizgileri benzerdir (Şekil 2.45). Makaradan akım geçtiğinde her bir halka merkezinde manyetik alan oluşur. Tüm halkaların oluşturduğu manyetik alanların vektörel toplamı ile akım makarasının merkez ekseni boyunca düzgün sayılabilecek bir manyetik alan oluşur. Aynı zamanda makaranın çevresinde zayıf bir manyetik alan oluşur (Şekil 2.46).
Sarım sayısı N, sarımının uzunluğu l olan akım makarasından i akımı geçmektedir (Şekil 2.47.a). Makaradan geçen akım şiddeti iki katına çıkarıldığında her bir halkanın merkezinde oluşan manyetik alan şiddetinin artması sonucunda makaranın merkez eksenindeki manyetik alanın şiddeti de artacaktır (Şekil 2.47.b). Akım makarasının merkez ekseninde oluşan manyetik alan şiddeti, akım şiddeti ile doğru orantılıdır.
Alıştırma: Sayfa düzleminde bulunan r yarıçaplı halkadan şekilde belirtilen yönde i şiddetinde akım geçmektedir. Bu durumda O noktasında oluşan manyetik alan B büyüklüğündedir. Halka üzerinde yapılan bazı değişikliler tabloda verilmiştir. Buna göre halkaların O noktasında oluşturduğu manyetik alanlar hangi yöndedir? Buna göre manyetik alanın yön ve büyüklüğünün ne şekilde değişeceğini tablodaki boş yerlere yazınız.
Soru: Sayfa düzleminde bulunan yarıçapları r ve 2r olan K ve L halkaları merkezleri O noktası olacak şekilde yerleştirilmiştir. Halkalardan sırasıyla i ve 4i şiddetinde akımlar belirtilen yönlerde geçmektedir. Sayfa düzlemindeki O merkezli K ve L tellerinden şekilde verilen yön ve şiddetlerde akımlar geçmektedir. Buna göre K halkasının O noktasında oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü B ise O noktasındaki bileşke manyetik alanının büyüklüğü kaç B olur?S