Manyetizma Tarafından Bir Akım Nasıl Üretilir? Manyetik Alan Nasıl Elektrik Üretir?

0
Advertisement

Manyetizma nedir? Manyetizma tarafından bir akım nasıl üretilebilir? Elektrik akımı üretmek için mekanik enerjiyi ve manyetik alanı nasıl kullanırız?

Manyetizma

Manyetizma

Piller, aküler ve benzeri kaynaklar elektrik enerjisi için genellikle uygun kaynaklardır. Bazı amaçlar için, onları çok kullanırız. Ancak tamamen kimyasal etkiyle üretilen akıma güvenmek zorunda kalsaydık, yaygın elektrikli cihazlarımızın çoğunu çalıştırmayı göze alamazdık. Hücrelerde kullanılan metaller ve kimyasallar çok pahalıya mal olacaktı. Bugün ihtiyacımız olan büyük miktarlarda elektrik enerjisine sahip olmadan önce, akım üretmenin başka bir yolunun bulunması gerekiyordu. Yaklaşık 1830’da, ayrı ayrı çalışan iki bilim adamı, manyetizma ile elektrik akımının nasıl üretileceğini keşfetti. Biri Joseph Henry adında bir Amerikalı, diğeri ise Michael Faraday adında bir İngiliz’di. Keşiflerinden itibaren elektrik jeneratörü geliştirildi.

Öğrendiğiniz gibi, jeneratör mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bir makinedir. Jeneratörler, büyük miktarlarda elektrik enerjisini hücrelerden çok daha ucuza üretebilirler. Örneğin, bir kuru hücreden elektrik enerjisi elde etmek, bir jeneratörden elde edilenden yedi ila otuz kat daha maliyetlidir. Çok uzun süre büyük bir akıma ihtiyaç duyulduğunda, bunu sağlamak için neredeyse her zaman jeneratörler kullanılır. Şu anda ülkemizde kullanılan tüm elektrik enerjisinin yüzde 99’undan fazlası jeneratörlerden geliyor. Akımı nasıl sağladıklarını anlamak için, önce manyetizma hakkında bazı gerçekleri net bir şekilde aklınızda bulundurmalısınız.

Manyetizma bir enerji şeklidir. Bu enerji nedeniyle, bir mıknatıs bir kuvvet uygular. Demir ve çelik gibi manyetik malzemeleri çeker. Bir mıknatısın kuvvetinin en güçlü olduğu yerlere kutupları denir. Her mıknatısın, genellikle uçlara yakın iki kutbu vardır. Biri kuzey kutbu veya N kutbu olarak adlandırılır. Diğerine güney kutbu veya S kutbu denir. Kuvvetin etki ettiği bir mıknatısın etrafındaki boşluk, kuvvet alanı veya manyetik alan olarak bilinir. Burada demir talaşları kendilerini bir dizi çizgiden oluşan bir düzende düzenlerler. Biz bunlara kuvvet çizgileri diyoruz çünkü bir mıknatısın kuvveti bu çizgiler boyunca hareket ediyor gibi görünüyor. Kutuplar arasından kuvvet alanından geçerler. Böylece kuvvet çizgileri bize manyetik alanın nasıl düzenlendiğini gösterir.

Bir telden elektrik akımı geçtiğinde, tel bir manyetik alanla çevrilidir. Telin bir bobin şeklinde sarıldığı yerde kuvvet alanı çok daha güçlüdür. Daha sonra demir ve çelik parçalarını mıknatıslamak veya onları mıknatıs yapmak için kullanabiliriz. Çelik ve diğer bazı alaşımlar manyetizmalarını uzun süre korurlar. Çubuk ve U-mıknatıslar gibi kalıcı mıknatıslar yapmak için kullanılırlar, Demir ise kısa sürede manyetizmasını kaybettiği için geçici mıknatıslar yapmak için kullanılır.

Elektromıknatıs

Advertisement

En kullanışlı geçici mıknatıs türü bir elektromıknatıstır.

Bu, genellikle demirden yapılmış bir çekirdeğin etrafına sarılmış bir tel bobinidir. Akım çekirdeğin etrafındaki bobinden aktığı sürece manyetizmasını korur.

Elektronlar, tel bir manyetik alanda kuvvet çizgilerini kestiğinde tel boyunca hareket etme eğilimindedir. Kuvvet çizgileri, tel veya mıknatıs hareket ettirilerek kesilebilir. Hangisinin taşındığı hiç fark etmez. Elektronlar aynı şekilde hareket edecek. Tel boyunca hareket ettikçe uçları yüklenir. Elektron alan uç negatif, elektron kaybeden uç ise pozitif yüklüdür. Tel kapalı bir devrenin parçası olduğunda, elektronlar birbirini negatif yüklü uçtan devre boyunca pozitif yüklü uca doğru iter ve bu da onları çeker. Devre boyunca hareket eden elektron akışı bir elektrik akımıdır. Devre kapalı olduğu ve kuvvet hatları kesildiği sürece takip etmeye devam eder.

Akımın akışını sağlayan elektrik basıncı, belirli bir sürede kaç kuvvet hattının kesildiğine bağlıdır. 1 saniyede ne kadar çok kuvvet çizgisi kesilirse, basınç o kadar büyük olur ve akım da o kadar büyük olur. Sadece 1 voltluk bir basınç sağlamak için saniyede 100 milyon kuvvet hattı kesilmelidir. Neredeyse her zaman çok daha yüksek voltajlara ihtiyaç duyulur. Daha pek çok güç hattının kesilmesi gerekiyor.

Bunu yapmanın üç yolu vardır:

  1. tel bobini veya mıknatısı daha hızlı hareket ettirerek,
  2. manyetik alanında daha fazla kuvvet çizgisi olan daha güçlü bir mıknatıs kullanarak ve
  3. daha fazla dönüş yaparak bobindeki tel.

Üç yol da büyük akımlar sağlayan jeneratörlerde kullanılır. Bir jeneratör, tellerin birçok güç hattını çok hızlı kesmesini sağlayan bir makinedir. Jeneratörü döndürmek için kullanılan mekanik enerji, manyetizma tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür.

Advertisement


Leave A Reply