Elektromanyetik Alanlar

  • 19 Nisan 2010
  • 652 Okunma
  • 0 Cevap

Konu Durumu:
Daha fazla cevap için açık değil.
  1. lektromanyetik Alanlar - Elektromanyetik Alanlar Nedir - Dört Temel Nicelik



    Fizikte elektromanyetik alan elektrik yükü olan parçacıkların çevrelerinde yarattıkları ve diğer yüklü parçacıklar üzerinde kuvvet uygulayan bir etkidir. Bu kuvvet çekme itme veya aradaki doğruya dik yönde olabilir.

    Dört temel nicelik

    Elektromanyetik alan dört ayrı nicelikle tanımlanır. Bunlar E,D,H,B harfleriyle gösterilirler

    E: Elektrik alanı
    D: Elektrik akı yoğunluğu
    H: Manyetik alan
    B: Manyetik akı yoğunluğu

    İrdeleme :H ve B nicelikleri mühendisler ve fizikçiler tarafından farklı farklı adlandırılır. Yukarıdaki tanım mühendislik tanımıdır. Fizikçiler ise B yi manyetik alan olarak, H ye yardımcı manyetik alan olarak tanımlamayı tercih ederler.

    Birimler

    Aşağıda gerek dört niceliğin gerekse geçirgenliklerin birim ve temel birim cinsinden birim karşılıkları gösterilmiştir.(A amper, kg kilogram,s saniye,m metre, V volt, C coulomb, T tesla, F farad, H henri )

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Maxwell denklemleri

    (Ana madde Maxwell denklemleri)
    18. ve 19. yüzyılda elektrik ve manyetizma alanında pek çok buluş yapılmıştı. Bu buluşlar İngiliz (İskoçyalı) bilim adamı James Clerk Maxwell (1831-1879) tarafından derlendi. Maxwell yasaları dört tanedir.Ama bu yasalar aynı zamanda bu yasaları geliştirenlerin adıyla da bilinir.

    1.Gauss yasası (elektrik alan için)

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Alman bilim adamı Carl Friedrich Gauss&#8217;un (1767-1855) bu yasası aslında Fransız bilim adamı Charles Augustin de Coulomb&#8217;un (1736-1806) iki elektrik yükü için geliştirdiği yasanın genelleştirilmiş halidir. Bu denklemde &#961; ile elektrik yük yoğunluğu gösterilmiştir.(C/m3) Yasaya göre,içinde elektrik yük olan bir hacmin duvarlarından geçen elektrik akısının (D) toplamının elektrik yüke eşit olduğu belirtilmektedir.

    2.Gauss yasası (manyetik alan için)

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Bu yasada elektrik alan yasasının manyetik alana uygulanmış halidir. Ne var ki, manyetik kutuplar daima çift çift bulunurlar. İzole edilmiş bir manyetik kutup bulmak mümkün olmadığından, her hangi bir hacim içersinde artı kutup ve eksi kutbun etkileri birbirlerini ortadan kaldırır. Sonuç olarak hacmin duvarlarından net akı geçişi olmaz.

    3.Faraday yasası:

    < Resmi açmak için tıklayın >
    ????:

    < Resmi açmak için tıklayın >



    İngiliz bilim adamı Michael Faraday (1791-1867) tarafından geliştirilen bu yasaya göre manyetik alandaki değişiklik elektrik alan meydana getirir.

    4.Ampere yasası

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Fransız bilim adamı Andre Marie Ampere'in (1775-1836) daha sonra Maxwell tarafından revize edilmiş bu denleminde J akım yoğunluğu, yani iletkenin birim kesit alanından akan akımdır. Yasaya göre, manyetik alanı iki unsur meydana getirir; bir iletkenden akım geçmesi ve elektrik alanının değişikliği.
    (Bu yasaların integral hali için Maxwell denklemleri maddesine bakınız)

    Geçirgenlik

    Dört nicelik birer katsayı ile ikiye indirilebilir.

    < Resmi açmak için tıklayın >

    < Resmi açmak için tıklayın >


    (İkinci ilişki manyetize olmamış maddeler için geçerlidir.)
    Burada &#949; elektrik geçirgenlik (dielektrik sabit,permittivity) ve &#956; da manyetik geçigenliktir (permeability) .
    Elektrik geçirgenlik değeri boşlukta

    < Resmi açmak için tıklayın >


    (0 altsimgesi boşluktaki değer anlamına gelir.)

    Elektromanyetik dalga

    Boşlukya, yani elektrik yük ve akımlarının uzağında, Maxwell denklemlerindeki iki nicelik yani &#961; ile gösterilen yük yoğunluğu ve J ile gösterilen akım yoğunluğu 0 a eşit olur.Bu durumda , Birinci denklemin sağ tarafı da 0 a eşitlenir. Ayrıca, diğer iki denklem de simetrik hale gelir.

    < Resmi açmak için tıklayın >

    < Resmi açmak için tıklayın >
    ????:

    < Resmi açmak için tıklayın >



    Bu durum Işık (ve gözün göremediği diğer radyasyonu) ifade etmektedir.Bu sebeple gerek ışık, gerekse gözün göremediği diğer radyasyon elektromanyetik dalga olarak nitelendirilir. Elektromanyetik dalgada elektrik ve manyetik alanlar birbirlerine ve ışığın gidiş yönüne diktirler.Basitleştirerek örneklemek gerekirse, kartezyen koordinatlarda polarize edilmiş ışık x ekseni boyunca yol alırken, elektrik alanı y ekseni üzerinde ve manyetik alan da z ekseni üzerindedir. Bu sebepten, ışığın sürati ve iki geçirgenlik katsayısı arasında bir ilişki kumak mümkündür.

    Buna göre &#956; atanmış, yani değeri &#949; ye dayandırılmış bir katsayıdır. Elektrik ve manyetik geçirgenlik ile ışık hazı arasında şu ilişki vardır:

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Burada c ışık hızıdır.

    < Resmi açmak için tıklayın >


    olduğundan,

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Yaklaşık değerler

    Fazla duyarlı olmayan hesaplar için bazı yaklaşık değerler alınabilir:

    < Resmi açmak için tıklayın >


    < Resmi açmak için tıklayın >


    < Resmi açmak için tıklayın >


    Madde içinde geçirgenlik

    Dielektrik madde içinde elektrik geçirgenlik boşluktakinden, daha büyük değerler alır. Çeşitli maddeler içindeki geçirgenlik değerleri tablolar halinde hazırlanmıştır. Ancak uygulamada boyutsuz bağıl geçirgenliği bilmek yeterlidir.

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Burada &#949; madde içinde geçirgenlik, &#949;r bağıl gheçirgenlik ve &#949;0 da boşluktaki geçirgenliktir. Mesela plastik maddelerde bağıl elektrik geçirgenlik 5 dolaylarındadır.

    Manyetik geçirgenlik te madde içinde boşluktakinden farklı değerler alabilir. Bu değerler paramanyetik maddelerde büyük, ferromanyetik maddelerde çok büyük, diyamanyetik maddelerde ise boşluktakinden küçüktür. Mesela demir için bağıl manyetik geçirgenlik 5000 i geçebilir.Manyetik geçirgenlik için de bağıl değer gösterimi vardır.

    < Resmi açmak için tıklayın >


    Kırılma indisi

    Işığın kırılması ile ilgili katsayı kırılma indisidir. Kırılma indisi şu şekilde verilir:

    < Resmi açmak için tıklayın >
     


    Yazan: Albert Einstein
Konu Durumu:
Daha fazla cevap için açık değil.
Yüklüyor...
20/11/2018 - 18:18