Düz Telden Geçen Akımın Oluşturduğu Manyetik Alan
Akım geçen doğrusal telin etrafında oluşan manyetik alan çizgileri, merkezleri tel üzerinde olacak biçimde iç içe halkalar şeklindedir.
Üzerinden sabit i akımı geçen sonsuz uzunluktaki doğrusal telden d kadar uzaklıktaki bir noktada oluşan manyetik alan şiddeti, aşağıdaki formül ile bulunur.
Sağ El Kuralı
Manyetik alanın yönü sağ el kuralı ile bulunur.
Baş parmak telden geçen akımın yönünü gösterecek biçimde, tel sağ elin avuç içine alındığında tel etrafında kıvrılan dört parmak manyetik alanın yönünü gösterir.
Şekilde de gösterildiği gibi, üzerinden yukarı yönde akım geçen sayfa düzlemindeki bir telin, “sayfa düzleminde” oluşturduğu manyetik alanlar sayfa düzlemine diktir.
Çember Biçimindeki Telden Geçen Akımın Oluşturduğu Manyetik Alan
Yarıçapı r, üzerinden geçen akımın şiddeti i olan çemberin merkezinde ve çember düzlemine dik olan manyetik alanın büyüklüğü, aşağıdaki formül ile verilir.
Halka merkezindeki manyetik alanın yönü sağ el kuralı ile bulunur. Dört parmak akım yönünü gösterecek şekilde çember avuç içine alındığında açık tutulan baş parmak, çemberin merkezindeki manyetik alanın yönünü gösterir.
Akım Makarasının (Bobin) Manyetik Alanı
Üzerinden akım geçen L boyundaki N sarımlı bobinin (solenoidin) içindeki manyetik alan, her yerde düzgün ve makara eksenine paraleldir. Bu düzgün manyetik alanın büyüklüğü aşağıdaki formül ile hesaplanır.
Manyetik Alan İçerisindeki Akım Geçen Tele Etki Eden Kuvvet
Akım geçen iletken tele manyetik alanda kuvvet etki eder. Bu kuvvet tele diktir.
Akım Geçen Paralel Tellerin Birbirine Uyguladığı Kuvvet
Akım geçen paralel iki tel birbirine kuvvet uygular. Tellerin aynı uzunluğa uyguladıkları kuvvetlerin büyüklükleri eşittir.
Manyetik Alanda Akım Geçen Dikdörtgen Tel Çerçeveye Etki Eden Tork
Dikdörtgen ya da halka biçimine getirilmiş akım geçen bir tele manyetik alanda kuvvetin etki etmesi tüm elektrik motorları ve jeneratörlerin temel çalışma prensibini oluşturur.
Manyetik alandaki, akım geçen dikdörtgen tel, şekildeki konumda iken çerçevenin manyetik alana dik karşılıklı iki kenarına kuvvet etki ederken manyetik alana paralel olan diğer iki kenara bir kuvvet etki etmez.
Dikdörtgen telin iki kenarına etki eden manyetik kuvvetler dönme ekseni etrafında bir tork oluşturur. Kuvvetlerin torkları aynı dönme yönünde olması nedeniyle bir kuvvet çifti oluşturur ve tel çerçevenin dönmesini sağlar.
Manyetik Alan İçinde Hareket Eden Yüklü Parçacıklara Etki Eden Kuvvet
Akım geçen tele manyetik alanda kuvvet etki ettiğine göre, manyetik alanda hareket eden elektrik yüklerine de kuvvet etki eder. Çünkü elektrik akımı elektrik yüklerinin hareketidir.
Elektrik ve Manyetik Alanların Etkisindeki Yüklü Parçacıkların Hareketi
Eşitliğin her iki tarafındaki yük (q) değeri sadeleşir. Bu da yük miktarının ve işaretinin yörüngeyi değiştirmeyeceğini gösterir.
Cisim ters yönde alana girerse manyetik kuvvet yön değiştirir ve elektrik kuvvetle aynı yönde etki eder. Cisim net kuvvetin etkisinde negatif yüklü levhaya doğru sapar.
Taneciğin hızı artırılırsa, elektriksel kuvvet (Fe = q.E) değişmez, manyetik kuvvet (F = q.v.B) artar ve bileşke kuvvet, manyetik kuvvet yönünde olur. Tanecik pozitif yüklü levhaya doğru sapar.
Levhalar arasındaki d uzaklığı azaltıldığında veya levhaların V potansiyel farkı artırıldığında, yani elektriksel alan büyüdüğünde, elektriksel kuvvet artar ve net kuvvet elektriksel kuvvet yönünde olur. Tanecik negatif levhaya doğru sapar.
