Kitaptaki Soru Metni ve Verilenler
2. ÜNİTE Düzgün manyetik alana Şekil 2.27’deki gibi yerleştirilen dikdörtgen tel çerçe ve üzerinden akım geçtiğinde tel çerçevenin manyetik alan doğrultularına dik olan kenarlarına manyetik kuvvet etki eder. Şekil 2.28’de tel çerçevenin üstten görünümü verilmiştir. Telin 2 ve 4 ile numaralandırılan kenarlarına kenarlar dan geçen akım manyetik alan ile aynı doğrultuda olduğu için manyetik kuv vet etki etmez. Sağ el kuralı uygulandığında telin 1 numaralı kenarına sayfa düzleminden içeri F " 1, 3 numaralı kenarına ise sayfa düzleminden dışarı yönde F " 3 manyetik kuvvetinin etki ettiği görülür. Bu kuvvetler, dikdörtgen çerçeveyi dikdörtgen çerçevenin ortasından geçen ve kesikli çizgilerle gösterilen O ekse ni etrafında aynı yönde döndürme etkisine sahiptir. Çerçeveye Şekil 2.29’daki gibi bakıldığında kuvvetlerin döndürme etkisi ve çerçevenin dönüş yönü daha iyi anlaşılabilir. Manyetik kuvvetin döndürme etkisinin büyüklüğü; çerçeve üzerinden geçen akım, manyetik alan büyüklüğü, çerçevenin alanı ve telin sa rım sayısı ile doğru orantılıdır. Bu etki, çerçeve düzlemi ile manyetik alan aynı düzlemde ise en büyük değerini alır. Basit bir elektrik motorunda elektrik enerjisi hareket enerjisine dönüştürü lür. Elektrik motorları, günlük hayatta birçok yerde kullanılır. Buzdolabı, elekt rikli süpürge, mikrodalga fırın, çamaşır makinesi, saç kurutma makinesi, kli ma, vantilatör, matkap, robot, yazıcı, bilgisayarın sabit diski, elektrikli araba, mikser gibi elektrikle çalışan ve hareketli parçaları olan hemen hemen bütün cihazlar elektrik motoruna sahiptir. Elektrik motorlarının farklı türleri vardır. Beyaz eşyalarda ve üretim makinelerinde kullanılan elektrik motorlarının ve rimli çalışmasını sağlamak için doğru elektrik motoru türü seçilmeli, amaca uygun bir tasarım yapılmalı, kullanım koşullarına dikkat edilmeli ve doğru ba kım işlemleri gerçekleştirilmelidir. Bu sayede dünyada yaklaşık %10 oranında enerji tasarrufu sağlanabileceği tahmin edilmektedir. Galvanometre, analog ampermetre ve voltmetrelerin temel bileşenidir. Elektrik devrelerinde elektrik akımı ya da potansiyel farkı ölçmede kullanı lır. Yaygın tiplerinden olan d’Arsonval (Darsonval) galvanometresi, şekilde ki gibi iletken tel sarımları (bobin), mıknatıs, yay ve sarımlara bağlı bir ib reden oluşur. İbre ve bağlı olduğu bobin, bobinin ortasından geçen eksen etrafında serbestçe dönebilmektedir. İbre dönerken yay gerilir ve dönme durumuna ters etki yaparak ibreyi bir noktada durdurur. İbrenin durduğu konumda ölçülecek fiziksel nicelik ölçek üzerinden okunabilir. Galvano metre ile çok hassas ölçümler yapılabilir. Karekoddan yararla narak basit bir elektrik motorunun çalışma ilkesini adım adım açıklayan ve manyetik kuvvetin telin dönme sini nasıl sağladığını gösteren animasyona ulaşabilirsiniz. Şekil 2.27: Basit bir elektrik motoru modellemesi Şekil 2.28: Çerçevenin üstten görünümü Şekil 2.29: Çerçevenin bulun duğu düzlemde görünümü i 1 2 3 4 F " 3 F " 1 B " 1 i i i 2 3 O 4 B " 1 F " 1 F " 3 O 3 i i Örnek
Ayrıntılı Adım Adım Çözüm
1. Adım (Fiziksel İlkelerin Tespiti): Soruda verilen fiziksel büyüklükler (kütle, kuvvet, enerji, dalga boyu vb.) SI birim sistemine göre düzenlenir.
2. Adım (Formül ve Bağıntıların Uygulanması): İlgili konunun temel fizik yasası (Newton Kanunları, enerji korunumu, Ohm Yasası veya dalga denklemleri) seçilerek değerler yerine konulur.
3. Adım (Birim Analizi ve Çıkarım): Vektörel yön ve skaler büyüklükler kontrol edilerek neticeye ulaşılır.
