İlk ELEKTROMIKNATIS

1820?de Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted?in (1777 ? 1851) bulduğu elektrik akımının bu özelliği, fizik tarihinin en önemli buluşlarından biridir.

1825 yılında İngiliz bilim adamı William Sturgeon, solenoidin içine yumuşak bir demir çubuk konulduğunda manyetik kuvvetinin çok artığını keşfetti. Çubuk çabucak manyetize olarak kendi manyetik kuvvetini solenoidinkine ekliyordu. Solenoit ile demir çekirdeğin birleşimine elektromıknatıs adı verildi.

ELEKTROMIKNATIS?ların özellikleri

Akım doğrusal bir iletken yerine, makara biçiminde sarılmış bir iletkenden geçirilirse, oluşan mıknatıs alanının şiddeti daha da büyük olur. Makaranın sarım sayısı ile (N) iletkenden geçen akım şiddeti (I) ne kadar çok, buna karşılık makaranın boyu ne kadar kısa olursa oluşan mıknatıs alanı o kadar şiddetli olur. (H=N.I/t) Böyle bir iletken makara basit bir elektromıknatıstır.

Bu durumda manyetik kuvvet çizgileri makaranın bir ucundan çıkıp öteki ucunda sona ererler. Böylece iletken makara, üzerinden akım geçtiği sürece, bir ucu kuzey öteki ucuda güney kutbu gibi davranan bir mıknatıs olarak etki eder. Manyetik kuvvet çizgilerinin yoğunluğuyla belirlenen alan şiddeti, makaranın ekseni boyunca en büyük değerini alır. Bu şiddet, makaranın ekseni manyetik geçirgenliği ( ) büyük bir maddeden yapılmış ve bir çubuğa yerleştirilirse, daha da artırılabilir. ( B= .H) Bu çubuğa elektromıknatısın ?çekirdeği? denir. Demir bu amaçla kullanılan maddelerden biridir.

Devrenin gerilimi ve çubuk üzerindeki sarım sayısının artırılması ile elektromıknatısın mıknatıslık özelliği artar. Bir başka deyişle,gerilim ve sarım sayısını artırmakla daha kuvvetli bir elektromıknatıs elde edilir. Elektromıknatısın çevresinde çubuk mıknatıstaki gibi magnetik alan kuvvet çizgileri oluşur.

Ampère daha sonra, akım taşıyan tel bobin halinde sarıldığında, manyetik alanın güçlenebileceğini düşündü. Deneyler haklı olduğunu gösterdi. Akım bir bobin halinde sarılmış telden geçtiğinde, solenoit adı verilen bu bobin çubuk mıknatıs gibi davranıyordu.

ELEKTROMIKNATIS Kullanılarak Yapılan Araçlar:

Elektromıknatıslar yardımıyla elektrik zili, telefon, telgraf, elektrik motoru yapılır. Mıknatıslı vinçler sayesinde ağır yükler kolayca taşınabilir.

Uygulamada amaca göre değişik biçim ve boyutlarda Elektromıknatıslar yapılmaktadır. Elektrikli kapı zilleri, kapı açma düzenekleri, elektrik devrelerini açma, kapama birimleri (röle), çok şiddetli manyetik alanları gerektiği yüklü tanecik hızlandırıcıları, Elektromıknatısların kullanıldığı uygulama alanlarından yalnızca birkaçıdır.

Elektromıknatıs açıldığında yarattığı manyetik alan yakınındaki herhangi bir demir veya çelik parçasını çeker. Kapatıldığında ise çekmeyi durdurur. Bir elektrik zilinin düğmesine bastığınızda elektromıknatısının bobininden akım geçerek metal kolu çeker. Kol elektromıknatısa yaklaşınca üzerinden akımın geçtiğini kontaktan ayrılır ve devre kesilir. Elektromıknatıs kolu bırakır, kol yay tarafından geri çekilir, çekiç zile vurur. Devre tekrar tamamlanır, elektromıknatıs kolu tekrar çeker ve aynı döngü tekrarlanır. Böylece elektromanyetik alanın sürekli açılıp kapanması, mekanik harekete (çekicin zile vurması) ve sese (zilin çalması) dönüşür

BİR ELEKTROMIKNATIS YAPALIM

Bir demir çubuk, 4, 5, 6 veya 9 voltluk bir batarya ve biraz yalıtılmış tel ile kendimize bir elektromıknatıs yapabiliriz.

Bir solenoit elde etmek için teli bir kalemin etrafında sıkıca saralım. Solenoidin uçlarını bataryanın uçlarına bantla bağlayalım. Elde ettiğimiz elektromıknatıs pusulayı etkileyebilecek güce sahip olsada herhangi bir metali çekemeyecek kadar zayıf olacaktır. Kalem yerine bir demir çubuk kullanırsak topluiğne veya ataşı çekecek güçte bir elektromıknatıs elde ederiz.
DENEY

Elektromıknatısın Yapımı:

Araç ve gereçler :

1.
Alçak Gerilim güç kaynağı
8.
Statif çubuk

2.
Demir Çubuk (10 cm.?lik)
9.
Demir tozu

3.
Yalıtılmış İletken tel
10.
Anahtar

4.
Bağlantı kabloları
11.
2 Adet üçayak

5.
2 adet hertz ayağı
12.
Reosta

6.
Ampermetre
13.
İkili bağlama parçası

7.
Cam levha
14.
Bünzen kıskacı

Deneyin Yapılışı:

Demir çubuk üzerine yalıtılmış teli sarınız. Telin uçlarından birisini güç kaynağının pozitif (+) kutbuna, diğer ucunu da anahtarın bir ucuna bağlayınız. Anahtarın diğer ucunuda bağlantı kablosu ile pilin negatif (-) kutbuna bağlayınız.

Anahtar açık iken demir tozunu çubuğa yaklaştıralım. Çubuğu demir tozuna yaklaştırdığımız zaman demir tozunu çeker. Anahtarı kapatarak aynı şekilde demir çubuğa demir tozuna yaklaştıralım. Çubuk demir tozunu bu şekilde çekmez. Çünkü akımı kapatmış bulunmaktayız. Çubuk üzerindeki sarım sayısını ve devredeki gerilimi artırarak deneyi tekrarladığımızda çubuğun çekme gücünün daha da arttığını göreceğiz.
Bir Elektrik Zilinin Çalışması:

A ve D düğmeleri akım devresine bağlanır. Devre kapananınca elektromıknatıs makaralarına, oradan B dokunma vidasına ve palete geçen akım D ye ulaşarak devreyi tamamlar. Akım geçince elektromıknatıs içindeki demir çubuk mıknatıslanıp palete çeker ve palete bağlı tokmak çana vurur.

Bu arada palet B vidasından ayrılarak akım kesilir. Palet tekrar geri döner. Böylece olay tekrarlanarak devre kapalı kaldığı sürece zil çalar.

Bir Telgrafın Çalışması:

Uzaklara işaretler iletmek yolu ile haberleşme sağlayan düzeneğe telgraf denir.

Morse (mors) un yaptığı ilk elektrik telgrafı, bir verici öteki alıcı olmak üzere iki postadan meydana gelir.

Verici düğmesine basılırsa telgraf düğmesi kapanır ve akım alıcıya giderek onun elektromıknatıslarından geçerek demir çubuğu mıknatıs haline getirir. Mıknatıs karşısındaki paleti çeker ve paletin diğer ucundaki kalem kağıt şerite çizgi veya nokta çizer. Bugün telgraf aletleri geliştirilmiştir. Mors alfabesiyle değil, doğrudan alfabe harfleriyle yazan aygıtlar yapılmıştır.

Bir Telefonun Çalışması:

Basit bir telefon devresinde bir mikrofon, bir batarya ve birde kulaklık vardır. Mikrofonun içinde kömür tanecikleri bulunur. Mikrofonun önünde konuşmanın şiddetine göre mikrofonun diyaframı titreşir. Kömür taneciklerinin sıkışıp gevşemesi direnci ve dolayısıyla akım şiddetini artırır ve azaltır. Bu olay kulaklıktaki elektromıknatısın çekme kuvvetini değiştirir. Kulaklıktaki diyafram titreşince hava titreşir ve ses oluşur. Bunu kulaklıktan duyarız.