11. Sınıf Fizik · 2. Ünite: Elektrik ve Manyetizma

Akım Makarası ve Elektromıknatıslar

Hurda yığınından arabaları kaldıran vinçler, elektrik zilleri, MR cihazları ve hızlı trenler aynı fikre dayanır: bir telden akım geçirilip tel makaraya sarıldığında güçlü ve kontrol edilebilir bir manyetik alan elde edilir. Bu konuda akım makarasının merkez ekseninde oluşan manyetik alanın sarım sayısına, akıma ve makara boyuna nasıl bağlı olduğunu keşfedecek, modeli hesap yapmadan oranlarla genelleyecek ve elektromıknatısların kullanım alanlarını güvenilir kaynaklardan toplayacaksın.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. Telden halkaya, halkadan makaraya

  2. Kutupları bulma: sağ el kuralı

  3. Keşif: makaranın merkez ekseninde alan neye bağlı?

  4. Orantıyla genelleme ve çözümlü örnekler

  5. Elektromıknatıs

  6. Kullanım alanları ve bilgi toplama

  7. Simülasyonda dene

  8. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

Akım makarası (bobin)
Yalıtılmış telin silindir üzerine çok sayıda sarılmasıyla oluşan, akım geçince çubuk mıknatıs gibi davranan düzenek.
Sarım sayısı (N)
Makarada telin kaç kez dolandığını gösteren sayı.
Sarım yoğunluğu
Birim uzunluğa düşen sarım sayısı (N/ℓ); arttıkça makaranın içindeki alan artar.
Elektromıknatıs
Demir gibi ferromanyetik çekirdeği olan akım makarası; mıknatıslığı akımla açılıp kapanır.
Yumuşak demir
Mıknatıslanması kolay, mıknatıslığını akım kesilince hızla yitiren ferromanyetik malzeme.
Sağ el kuralı (makara)
Dört parmak akımın dolanma yönünde kıvrıldığında başparmağın N kutbunu gösterdiği kural.
Röle
Küçük akımlı devre ile büyük akımlı devrenin anahtarını elektromıknatısla uzaktan kontrol eden düzenek.
Kaynak doğrulama
Bulunan bilginin en az iki bağımsız ve güvenilir kaynak ve fizik ilkeleriyle karşılaştırılarak sınanması.

Örnek soru

Üzerinden akım geçen bir akım makarası (bobin) için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Çubuk mıknatıs gibi N ve S kutbu olan bir manyetik alan oluşturur.
  2. Yalnızca makaranın dışında manyetik alan oluşturur.
  3. Makaranın içinde alan çizgileri tele dik çemberlerdir.
  4. Akım kesilse de makara mıknatıs olarak kalır.
  5. Yalnızca tek bir kutup (N) oluşur.

Doğru cevap: A

Çözüm

1. Makara içinde her halkanın alanı aynı yönde toplanır; alan çizgileri eksene paralel ve sıktır.
2. Dışarıda çizgiler bir uçtan çıkıp diğerine kıvrılır: makara bir çubuk mıknatıs gibi N ve S kutbuna sahiptir.
3. Alan akımla birlikte vardır; akım kesilince kaybolur.
Cevap: A. Tele dik çemberler tek bir düz telin alan çizgileridir; makaranın içinde çizgiler eksene paraleldir.

11. Sınıf Fizik: tüm konular