Faraday'ın İndüksiyon Yasası
Bir tel sarımından geçen manyetik alan değiştiğinde, o sarımda bir gerilim oluşturur — hiçbir pil bağlı olmasa bile. Alanı daha hızlı değiştir, daha büyük bir gerilim elde edersin; jeneratörlerin hareketi elektriğe dönüştürme şekli tam olarak budur.
Formül
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — indüklenen emk (V): sarımda oluşan gerilim
- Φ — manyetik akı (Wb): sarımdan geçen manyetik alan miktarı
- t — zaman (s): akıdaki değişimin ne kadar sürdüğü
Çözümlenmiş Örnek
Bir sarımdan geçen manyetik akı, 3 saniyede 6 weber düşüyor. Bu ne kadar gerilim indükler?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Kendini test et
Akı hâlâ 6 weber değişiyor, ama şimdi 3 yerine sadece 2 saniyede oluyor. İndüklenen gerilimin büyüklüğü şimdi nedir?
- 2 V
- Doğru cevap: 3 V
- 12 V
Doğru! Daha hızlı bir değişim daha fazla gerilim demektir: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Lenz yasasına göre, değişen bir akı tarafından indüklenen akım, kendi manyetik alanını oluşturur ki bu alan…
- Doğru cevap: akıdaki değişime karşı koyar
- akıdaki değişime uyar
- akı üzerinde hiçbir etkisi yoktur
Tam olarak doğru — indüklenen akım her zaman kendisini oluşturan değişime karşı savaşır, bu yüzden formülde eksi işareti vardır.
Nerede Görürsün
Dünya'daki her elektrik santrali, bu yasanın endüstriyel ölçeğidir: dönen mıknatıslar bobinlerin içinden değişen bir akıyı süpürür ve duvar prizine ulaşan gerilim oradan çıkar. Bisiklet dinamosu ise cep sürümüdür — pedal çevirmen bir mıknatısı döndürür ve devrede pil olmadan far parlar.
Yaygın Hatalar
Öz nokta değişimdir: bir sarımdan geçen kocaman, kusursuzca sabit bir manyetik alan hiçbir şey indüklemez — yalnızca değişen bir akı gerilim üretir, ε = −ΔΦ / Δt. Sonra bu bir miktar değil, bir orandır: aynı 6 Wb'lik değişimin 3 s yerine 2 s'de yapılması gerilimi 2 V'tan 3 V'a yükseltir. Ve eksi işareti Lenz yasasıdır — indüklenen akım, kendisini oluşturan değişime her zaman karşı koyar; bedava öğüne hayır der.
Nasıl Bağlantılı
Bu, Lorentz kuvvetinin başlattığı çifti tamamlar: alanlar yükleri iter; şimdiyse değişen alanlar, yükleri harekete geçiren gerilimleri kendiliğinden oluşturur — pil gerekmez. Lenz'in karşı itmesi enerji korunumunun dile gelişidir ve sıradaki AC rezonansı, bu indüklenen gerilimin ileri geri sürülen bir devrede bir kondansatörle buluştuğunda olan şeydir.