Maddelerin Manyetik Özellikleri

Maddelerin Manyetik Özellikleri
§  PARAMANYETİK
MALZEMELER
Ø  Sadece manyetik alana maruz
kaldıklarında mıknatıslanma
özelliği gösterirler.
Ø  Bağıl manyetik geçirgenlikleri (µr)
birden büyük değerlere sahiptir.
Ø  (µ r ) alan şiddetine (H) bağlı
değildir, ancak sıcaklıkla değişim
gösterir.
Ø  Hava, tahta, aluminyum, vb..
Ø  Pratikte µr = 1 kabul edilir.
14.03.2013
1
Maddelerin Manyetik Özellikleri
§  FERROMANYETİK
MALZEMELER
Ø  Manyetik alan altında
mıknatıslanma özelliği
gösterirler ve bu özelliklerini
manyetik alan dışında da
devam ettiriler.
Ø  Bağıl manyetik
geçirgenlikleri (µr) birden çok
büyük değerlere sahip
olabilir. (10000’den fazla)
Ø  (µr) alan şiddetine (H) bağlı
olarak değişim gösterir.
14.03.2013
2
Maddelerin Manyetik Özellikleri
§  FERROMANYETİK
MALZEMELER
Ø  Magnetik özellikleri
maddenin önceden geçirmiş
olduğu manyetik hallere
bağlıdır. → hizterezis
Ø  Maddenin özelliği sıcaklığa
bağlı olup, 770°C civarında
(Curie temperature)
paramagnetik hale geçer.
14.03.2013
3
Maddelerin Manyetik Özellikleri
MIKNATISLANMA EĞRİSİ
Ø  Diyamagnetik ve
paramagnetik malzemelerde
µr sabit olduğu için alan
şiddeti ile akı yoğunluğu
arasında lineer bağıntı
mevcuttur.
Ø  Ferromagnetik malzemelerde
artan alan şiddeti ile birlikte
ortamın manyetik
geçirgenliği de değişir.
Belirli bir değere kadar lineer olan artış, daha sonra
doyuma ulaşır ve daha sonra azalmaya başlar.
14.03.2013
4
Maddelerin Manyetik Özellikleri
M45 Çelik
2
12000
10000
1,6
1,4
8000
1,2
B (T)
1
6000
µr
0,8
4000
0,6
0,4
Relativ Permeabilite
Manyetik Akı Yoğunluğu, B (T)
1,8
2000
0,2
0
0
0,1
1
10
100
Manyetik Alam Şiddeti, (H)
Mıknatıslanma eğrisi ve bağıl manyetik geçirgenlik
14.03.2013
5
Maddelerin Manyetik Özellikleri
§  MIKNATISLANMA EĞRİSİ
14.03.2013
µ(bağıl) = µ(malzeme) / µ(hava)
µ(hava) = 1.256 x 10-6 H/m
6
MANYETİK AKI
§  Magnetik alan içerisinde
bulunan sonsuz küçük bir S
yüzeyinin normali (n)
magnetik akı yoğunluğu
vektörü (B) ile α açısını
yaparsa, geçen toplam akı:
Φ = ∫ B cosα ds
S
14.03.2013
7
AKIMIN OLUŞTURDUĞU
MANYETİK ALAN
§  İletken üzerinden geçen
akımın etrafındaki uzay
içinde manyetik bir alan
oluşur.→ Ampere kanunu
§  I akımını taşıyan sonsuz
küçük dl elemanından x
mesafedeki P noktasında
meydana gelen alan:
Idl sin θ
dH =
2
4πx
14.03.2013
8
DOĞRU HAT ŞEKLİNDE SONSUZ UZUN
ELEMANIN ‘r’ MESAFEDEKİ ‘P’
NOKTASINDA OLUŞTURDUĞU MANYETİK
ALAN
H=
14.03.2013
I
2πr
9
DAİRE ŞEKLİNDE BİR İLETKENİN
MERKEZİNDE OLUŞTURDUĞU
ALAN
§  I akımını taşıyan ‘ls‘ boyunda ve ‘N’ sarımlı
selenoidin ortasında oluşan uniform manyetik
alanın genliği:
NI
H=
ls
Not: Bu alanın doğrultusu da tirbuşon kuralı ile bulunur
14.03.2013
10
MANYETİK ALANIN ELEKTRİK
AKIMI ÜZERİNE KUVVET ETKİSİ
§  Bir manyetik alan içine rastlayan elektrik akımı kuvvet
çizgilerine maruz kalır → elektrik motoru
dF = BIdl sin θ
14.03.2013
F
N
B
Wb/m2
I
A
L
m
11
KUVVETİN YÖNÜ
Sağ elin 3 parmak kaidesi:
§  Baş parmak: Akım yönü
§  İşaret parmağı: Alan yönü
§  Orta parmak: Kuvvet yönü
İçinden akım geçen
bir iletkenin
manyetik alanda
üzerine etkiyen
kuvvet
Uniform manyetik
alan içinde kuvvet
çizgilerine dik bir
akım üzerine etkiyen
kuvvetler
14.03.2013
12
İKİ UZUN DÜZ PARALEL HAT
ARASINDAKİ KUVVET
§  Birinci iletkenden geçen
akımın ‘r’ uzaklığında
yaratacağı manyetik akı:
µ 0 I1
B1 =
2πr
Diğer iletkenin üzerinde
oluşan kuvvet:
µ 0 I1 I 2 l
F=
2πr
14.03.2013
Akımlar aynı yönde Akımlar farklı yönde
F
µ0
r,l
I1,I2
N
H/m
m
A
13