Elektromanyetik İndüksiyon
Değişen bir manyetik akı, bir elektromotor kuvvet ve bir elektrik alanı indükler; bu, jeneratörlerin ve transformatörlerin arkasındaki temel prensiptir.
Tanım
Elektromanyetik indüksiyon, değişen bir manyetik akı tarafından bir elektromotor kuvvetin ve dolaşan bir elektrik alanının üretilmesidir; bu durum Faraday yasası ile nicel olarak belirlenmekte ve indüklenen etkiler, Lenz yasasına göre değişime karşı koymaktadır.
Kapsam
Bu konu, Faraday indüksiyon yasasını, Lenz yasasını ve indüklenen etkilerin yönünü, hareket (motional) ve transformatör elektromotor kuvvetini, öz ve karşılıklı indüktansı ve manyetik alanlarda depolanan enerjiyi kapsamaktadır. İndüklenen elektrik alanlarını korunumsuz olarak ele almakta ve girdap akımlarını (eddy currents) tanıtmaktadır; radyasyon ise sonraki konulara bırakılmaktadır.
Temel sorular
- Değişen bir manyetik akı, bir devrede akımı nasıl oluşturur?
- İndüklenen akımlar, kendilerini üreten değişime neden karşı koyar?
- İndüktans ve depolanan manyetik enerji nasıl tanımlanır?
Anahtar kavramlar
- manyetik akı
- elektromotor kuvvet
- Faraday yasası
- Lenz yasası
- öz indüktans
- karşılıklı indüktans
- girdap akımları
- manyetik enerji
Temel kuramlar
- Faraday indüksiyon yasası
- Bir döngü etrafındaki elektromotor kuvvet, döngüden geçen manyetik akının değişim hızının eksisine eşittir; diferansiyel formda ise elektrik alanının rotasyoneli (curl), manyetik alanın zamana göre türevinin eksisine eşittir.
- Lenz yasası
- İndüklenen akım, kendisine neden olan akı değişimine karşı koyacak şekilde akar; bu, Faraday yasasındaki işareti belirleyen enerji korunumu ilkesinin bir sonucudur.
Klinik önem
İndüksiyon, elektrik jeneratörlerinin, transformatörlerin, indüksiyon motorlarının ve ocaklarının, kablosuz ve indüktif şarjın ve manyetik rezonans görüntülemenin gradyan ve radyo frekansı bobinlerinin çalışma prensibidir.
Tarihçe
Faraday, elektromanyetik indüksiyonu 1831'de keşfetmiştir; Joseph Henry ise ilgili etkileri bağımsız olarak gözlemlemiştir. Lenz, yön kuralını 1834'te belirtmiş ve Maxwell, indüksiyonu alan denklemlerine elektrik alanı için rotasyonel (curl) yasası olarak dahil etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Michael Faraday
- Joseph Henry
- Heinrich Lenz
İlgili konular
Temel eserler
- maxwell1873
- jackson1998
Sıkça sorulan sorular
- Hareket (motional) ve transformatör elektromotor kuvveti arasındaki fark nedir?
- Hareket (motional) elektromotor kuvveti, bir iletkenin statik bir manyetik alan içinde hareket etmesiyle ortaya çıkarken, transformatör elektromotor kuvveti, sabit bir devreden geçen zamana bağlı değişen bir alandan kaynaklanır; her ikisi de Faraday'ın akı kuralı ile birleştirilmektedir.
- Lenz yasası neden bir eksi işaret içerir?
- İndüklenen akım, enerjiyi korumak için akı değişimine karşı koyar; eğer değişimi pekiştirseydi, yoktan enerji yaratırdı, bu nedenle Faraday yasasındaki eksi işaret bu karşı koymayı yansıtmaktadır.