Tüm SimülasyonlarD.2 · Elektrik ve manyetik alanlar · D.4 · İndüksiyon

D. Alanlar

Telin manyetik alanını sağ el kuralıyla inceleyin; hareketli halkada akı, indüksiyon EMK’si ve Lenz yasası arasındaki ilişkiyi keşfedin.

D.2SL / HL

Elektromanyetizma

Akım Taşıyan Telin Manyetik Alanı

Telin yönünü ve akım şiddetini değiştirin; alan çizgilerinin sağ el kuralına göre hangi yönde döndüğünü ve uzaklıkla nasıl zayıfladığını üç farklı bakış açısından inceleyin.

B 40.0 µT

Alan Çizgileri

  • Manyetik alan çizgileri (B)
  • Akım taşıyan tel (I)
  • Ölçüm uzaklığı (r)
Nasıl Okunur?

Manyetik alanda üç gözlem

01

Sağ el kuralını uygulayın

Başparmağınızı akım yönüne çevirin; kıvrılan parmaklarınız alan çizgilerinin dönüş yönünü verir. Akımı negatife aldığınızda dönüş de tersine çevrilir.

02

Bakış açısını değiştirin

Kesit görünümünde alan iç içe halkalar, dikey ve yatay tel görünümlerinde ise teli saran üç boyutlu çemberler olarak görünür; üçü de aynı alanı anlatır.

03

1/r azalmasını görün

Uzaklık kaydırıcısını büyütün: akım sabitken B değeri r ile ters orantılı azalır, yani iki kat uzaklık yarısı kadar alan demektir.

D.4HL

Elektromanyetizma

İndüksiyon, Lenz Yasası ve Grafik Analizi

Akım taşıyan düz telin yanındaki halkayı hareket ettirin; manyetik akıyı, indüksiyon EMK’sini ve akımın yönünü birlikte inceleyin.

İşaret seçimi: sayfa dışına akı pozitif; saat yönünün tersine EMK ve akım pozitiftir. r, telden halkanın merkezine ölçülür.

Tel ve hareketli halka r = 38,0 cm

⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗I = 10 ArIᵢₙ𝒹 ↺⊙ B′vdFdFFₕFₜ

Kuvvet okları yönleri gösterir; uzunlukları ölçekli değildir. Kenarlardaki dF okları eşit küçük tel parçalarına aittir; tele yakın parçadaki kuvvet daha büyüktür.

Görünürlük katmanları

Manyetik akı – uzaklık Φ = -0,0336 µWb

Φ (µWb)-0,237-0,1180,0000,1180,2377,016,626,335,945,5r (cm)

İndüksiyon EMK – uzaklık ℰ = 0,0053 µV

ℰ (µV)-0,265-0,1320,0000,1320,2657,016,626,335,945,5r (cm)

Eğriler seçili radyal hız içindir; nokta anlık konumu gösterir. Düşey eksen otomatik ölçeklenir. Paralel harekette ve yatay sınıra ulaşıldığında EMK sıfırdır.

Anlık fiziksel durum

Dış alan B
Sayfa içine (⊗)
Akı büyüklüğü |Φ|
Artıyor
İndüksiyon alanı B′
Sayfa dışına (⊙)
İndüksiyon akımı
Saat yönünün tersi
Halka net kuvveti Fₕ
Sağa (+x)
Tel net kuvveti Fₜ
Sola (−x)

Φ = −μ₀I[r − √(r² − a²)] ··· ℰ = −(dΦ/dr)vᵣ ··· Iᵢₙ𝒹 = ℰ / R ··· Fₕ = Iᵢₙ𝒹(dΦ/dr)

Model: sonsuz uzun tel, sabit tel akımı, tek sarımlı dairesel halka (a = 4,5 cm; direnç = 1 Ω). Özindüksiyon ihmal edilir; hareket dışarıdan sabit hızla sürdürülür. Parametre değişikliklerinin geçici etkileri modellenmez.

Duraklatma, hareketi incelemek için zamanı dondurur; seçili hızın anlık fiziksel değerleri korunur.

Faraday ve Lenz yasaları ↗
Nasıl Okunur?

İndüksiyonda üç kontrol

01

İşareti yönle eşleştirin

Tel akımı yukarı ve halka tele yaklaşırken akı negatiftir ve daha negatif olur. EMK pozitiftir: indüksiyon akımı saat yönünün tersine akar.

02

Akı ile EMK’yi ayırın

EMK, akının kendisine değil zamana göre değişimine bağlıdır. Tel boyunca paralel harekette akı sıfır olmasa da sabittir; EMK oluşmaz.

03

Lenz yasasını sınayın

Yaklaşma ile uzaklaşmayı karşılaştırın. Akım ve indüksiyon alanı tersine döner; net manyetik kuvvet her iki durumda da radyal harekete karşı koyar.