öz indüksiyon akımı nedir

0
2214
öz indüksiyon akımı nedir

Bu yazımızda öz indüksiyon akımı olarak bilinen olayı tanımlayacağız. Bu olayda, bir devrede zamanla değişen akım, bu devrede zamanla değişen akımı kuran dış emk’e karşı koyacak yönde, emk indükler. Bu olay, zamanla değişen akımlara sahip devrelerde önemli rol oynayan ve indüktör olarak bilinen elemanın temelidir. Bir indüktörün manyetik alanında depo edilen enerji ve bir manyetik alana eşlik eden enerji yoğunluğu kavramlarını tartışacağız.

Bataryalar ve diğer kaynakların oluşturduğu emk’ler ve akımlar ile, değişen manyetik alanların indükledikleri arasındaki farkı ayırt etmemiz gerekiyor. Kaynak sıfatını (emk kaynağı ve akım kaynağı ifadelerinde kullandığımız üzere), bir fiziksel kaynağa eşlik eden parametreleri tanımlamak için, indüklenmiş sıfatını ise, değişen bir manyetik alanın sebep olduğu emk’ler ve akımlar için kullanıyoruz.

öz indüksiyon konu anlatımı
Şekil 1

Şekil 1 de görüldüğü gibi, anahtar, direnç ve emk kaynağından oluşan yalıtılmış bir devreyi düşünelim. Anahtar kapatıldığında akım hemen sıfırdan maksimum değeri, olan ε/R ye yükselmez. Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasası bu olayı açıklamak için aşağıdaki gibi kullanılabilir: Akım zamanla arttıkça, bu akımdan ileri gelen ve halkadan geçen akı da artar. Artmakta olan bu akı, devrede bir emk indükler. Bu indüklenmiş emk’in yönü, halkada indüklenmiş bir akıma sebep olacak türdedir (eğer halkada önceden bir akım akmıyorsa); oluşan bu akım da kaynak manyetik alandaki değişiklikliğe karşı koyacak yönde bir manyetik alan kurar. Böylece, indüklenmiş emk’in yönü, kaynağın emk’ın yönünün tersidir. Bu durum, kaynak akımının, son denge değerine doğru ani bir artış yerine kademeli bir artış yapmasına neden olur. Bu olay, devreden geçen değişen akının ve ortaya çıkan indüklenmiş emk’in, devrenin kendisinden kaynaklandığı için, öz-indüksiyon olarak adlandırılır. Bu durumda ortaya çıkan εL emk’i, öz indüksiyon emk’i olarak bilinir. Buna, çoğu zaman zıt emk da denir.

öz indüksiyon nedir
Şekil 2 (a, b, c)

Şekil 2(a) Bobinde ki akım, sola doğru yönelmiş bir manyetik alan meydana getirir, (b) Bu akım artarsa, artan manyetik akı, kesikli batarya ile gösterilen kutuplan olan bir emk indükler. (c) Akım azalırsa, bu indüklenmiş emk ters işaretli olur.

Öz indüksiyona ikinci bir örnek olarak, silindir biçiminde bir demirin etrafına sarılmış bir bobini gösteren Şekil 2 yi göz önüne alın. (Uygulamada böyle bir aygıt, bir kaç yüz sarmalıdır.) Bobindeki kaynak akımının zamanla arttığını ya da azaldığını varsayın. Kaynak akımı şekilde gösterilen yönde olduğu zaman, Şekil 2a da görüldüğü gibi, bobin içinde sağdan sola doğru yönelen bir manyetik akı da değişir ve bobinde bir emk indüklenir. Lenz yasasına göre bu indüklenmiş emk’in kutupları Şekil 2b’de görüldüğü gibi, kaynak akımından ileri gelen manyetik alanın değişimine karşı koyarak yönde olmalıdır; kaynak akımı azalıyorsa, indüklenmiş emk’in kutupları Şekil 2c de görüldüğü gibidir.

Öz indüksiyonun nicel bir anlatımını vermek için, indüksiyon emk’in, manyetik akının zamana göre değişim hızının negatifi olduğunu Faraday yasasından hatırlamalıyız. Manyetik akı, kaynak akıntından ileri gelen manyetik alanla orantılı ve dolayısıyla devredeki kaynak akımla da orantılıdır. Bu nedenle, εL öz indüksiyon emk’i daima akımın zamana göre değişim hızıyla orantılıdır. Belli geometrideki (toroid şeklinde bobin veya ideal solenoid) sıkıca sarılmış N sarımlı bir bobin için,

öz indüksiyon formülü
Eşitlik 1

ifadesi bulunur. Buradaki L, devrenin geometrik özelliklerine ve diğer fiziksel karakteristiklere bağlı olan ve devrenin indüktansı olarak adlandırılan bir orantı sabitidir. Bu ifadeden, N sarım içeren bir bobinin indüktansının

öz indüksiyon formülleri
Eşitlik 2

denklemiyle verildiğini görürüz. Burada her sarımdan aynı akının geçtiği varsayılmıştır. Daha sonra, bu denklemi bazı özel devre geometrilerinin indüktansını hesaplamak için kullanacağız.

Eşitlik 1 den, indüktansı

öz indüksiyon nedir 1
Eşitlik 3

oranı şeklinde de yazabiliriz. Direncin, akıma karşı gelmenin bir ölçüsü olması (R = ΔV/I) gibi, indüktansı da akımdaki değişime karşı koymanın bir ölçüsüdür.

İndüktansın SI birimi henri (H) olup, Eşitlik 3 e göre, 1 volt-s /ampere eşit olduğu görülmektedir:

henry birimi

Bir aygıtın indüktansının kendi geometrisine bağlı olması, bir kondansatörün sığasının, plakaların geometrisine bağlı olmasına benzemektedir. Karmaşık geometriler için indüktans hesaplamalarını gerçekleştirmek oldukça güçtür.

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikGiyilebilir Elektronik
Sonraki İçerikRL Devresi Nedir
Elif Yaldız
Merhaba ben Elif Yaldız, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilgi alış verişinde bulunmaktan memnuniyet duyuyorum.

Düşünceleriniz Nedir?