Elektrik Manyetik alan içerisinde manyetik moment 4.3.04-00
advertisement
Elektrik Manyetik Alan Manyetik alan içerisinde manyetik moment 4.3.04-00 Bilgi sahibi olabilecekleriniz … Tork Manyetik akı Uniform manyetik alan Helmholtz bobinleri Prensip: Uniform manyetik alanı taşıyan bir iletken halka tork ile karşı karşıya kalır. Bu durum yarı çapının, dönüş sayısı ve iletken halkanın içerisindeki ve dış alandaki akımın bir fonksiyonu olarak belirlenmektedir. İhtiyacınız Olanlar: Bir çift Helmholtz bobini 06960.00 1 İletkenler, halkasal, set 06404.00 1 Burulma dinamometre, 0.01 N 02416.00 1 02416.00 için bobin tutucusu 02416.02 1 Dağıtıcı 06024.00 1 Güç kaynağı, evrensel 13500.93 1 Güç kaynağı değişken 15 VAC/12 VDC/5 A 13530.93 1 Dijital multimetre 07134.00 2 Destek tabanı -PASS- 02005.55 1 Destek çubuğu -PASS-, kare, l= 630 mm 02027.55 1 Sağ açılı kelepçe -PASS- 02040.55 2 Bağlantı kablosu, l= 750 mm, kırmızı 07362.01 5 Bağlantı kablosu, l= 750 mm, mavi 07362.04 5 Eksiksiz ekipman seti, Föy CD-ROM üzerinde bulunur Manyetik alan içerisinde manyetik moment P2430400 Manyetik alan ve manyetik moment arasında br açı fonksiyonu olarak uniform manyetik alanı içerisinde manyetik alandan dolayı tork. Görevler: Uniform manyetik alanı içerisinde manyetik momentten dolayı, aşağıdakilere bağlı olarak torkun belirlenmesi 1. manyetik alanın bir gücü olarak, PHYWE Systeme GmbH & Co. KG · D-37070 Göttingen 2. Manyetik moment içerisinde manyetik alan arasındaki açı olarak, 3. Manyetik momentin bir gücü olarak. Fizik Laboratuar Deneyleri LEP 4.3.04 -00 Manyetik alan içinde manyetik moment İlgili konular Tork, manyetik akı, uniform manyetik alanı, Helmoltz bobini. Prensip Uniform manyetik alanı içerisinde yük taşıyan bir halka torka maruz kalmaktadır. Bu sarım sayısı, sarım yarıçapı ve iletken halka içerisindeki akımla beraber harici alanın içerisindeki gücün bir fonksiyonu olarak belirlenmektedir. Görevler Manyetik alan ve manyetik moment arasında br açı fonksiyonu olarak uniform manyetik alanı içerisinde manyetik alandan dolayı tork. 1. manyetik alanın bir gücü olarak, 2. Manyetik moment içerisinde manyetik alan arasındaki açı olarak, 3. Manyetik momentin bir gücü olarak. Ekipman Bir çift Helmholtz bobini İletkenler, halkasal, set Burulma dinamometresi, 0.01 N 02416.00 için bobin tutucusu Dağıtıcı Güç kaynağı, evrensel Güç kaynağı değişken. 15 VAC/12 VDC/5 A Digital multimeter Destek tabanı -PASSDestek çubuğu -PASS-, kare, l = 630 mm Sağ açılı kelepçe -PASSBağlantı kablosu, l = 750 mm, kırmızı Bağlantı kablosu, l = 750 mm, mavi 06960.00 06404.00 02416.00 02416.02 06024.00 13500.93 13530.93 07134.00 02005.55 02027.55 02040.55 07362.01 07362.04 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 5 5 Kurulum ve prosedür Deneyin kurulumu Şekil 1’de gösterildiği gibidir. Aynı manyetik alanın her iki bobinde görünebilmesi için bağlantıların seri olarak yapılması tavsiye edilmektedir. Helmholtz düzenlemesi, ki bu sağlanan boşluklu çapraz menüleri tarafından kurulabilir, bobinler tersine ayarlanmaktadır, bu durum 1-1 ya da 2-2 bağlantılarının bağlanmasına (seri bağlantılar için) olanak sağlamaktadır. Helmholtz bobinlerinde akımlarda kesintisiz kullanımda 3 A değerini aşmamalıdır. Bobin taşıyıcısına giden bağlantı kabloları gevşek olarak ortamda bulunmalıdır. Birbirine kıvrılarak bağlanmalıdır, bu durum ek momentin oluşmaması için gereklidir. Şekil 1: Manyetik alanda manyetik momentten dolayı oluşan torkun belirlenmesi için deney kurulumu. PHYWE series of publications • Laboratory Experiments • Physics • © PHYWE SYSTEME GMBH & Co. KG • D-37070 Göttingen 24304-00 1 LEP 4.3.04 -00 Manyetik Alan İçerisinde Manyetik Moment Burmalı terazinin sıfır noktası, sürekli gerçekleşen dönme hareketi bağlantı uçlarının yerlerini değiştirebileceğinden dolayı, sıklıkla kontrol edilmelidir. Oldukça küçük tork değerleri, torkların Helmholtz bobin akımı ve açısının bir fonksiyonu olarak ölçülmesi durumunda oluşmaktadır. Bundan dolayı yalnızca 3 çevrimi olan bobinin kullanılması ve bobin akımını küçük miktarda attırmak tavsiye edilmektedir (yaklaşık 6). Şek. 2: I akımının bir fonksiyonu olarak (Helmholtz bobini), Denklem (3) ile uygun bir şekilde uniform manyetik alan içerisinde manyetik momentten dolayı oluşan tork. Açılar 15 ’lik aralıklarla yerleştirilmelidir, değiştirilebilmesi için bobinlerin içerisindeki çentiklerle gerçekleştirilebilir. o Teori ve Değerlendirme Kapalı bir iletken halkası C ile, içinden I gibi akım geçerken, bir manyetik momenti m, şu şekilde tanımlanmaktadır: A, verilen herhangi bir alandır ve çevresi ise C’dir. Bir manyetik akı, B gibi bir akı büyüklüğü ile manyetik bir momentte T gibi bir tork uygulamaktadır. Eğer manyetik alan pozisyon ile beraber değişkenlik gösterirse, iletken halkanın bireysel parçaları değişik torklara maruz kalmaktadır. Bundan dolayı iletken halkayı bir uniform manyetik alana getirmek tercihe edilebilir. İki bobin, Şekil 1’de gösterilmektedir, ve yarı çapları aralarındaki mesafelerine eşittir (Helmholtz düzenlemesi), bir uniform manyetik alan oluşturmak için kullanılmaktadır. Kesişim çizgisinden Şekil 2’den ölçülen değerlere şu üstel ifade ile. Sonuçlar Tablo 1’de listelenmektedir. Mevcut durumda, ki burada iletken halka d çapında ve n sarımlı bir düz akım yüzüğüdür, burada A, akım yüzüğünün alanını gösteren vektördür. Helmholtz bobinlerinde I’lık bir akım akacak olursa, böylece (1)’den şu gelir): Burada a, B ve yüzey alanı vektör A arasındaki açıdır ve c ise bu Helmholtz bobinleri arasındaki sabittir. Değişik deneysel kurulumların kat sayıları Tablo 1’de gösterilmektedir ve yukarıda bahsedilen denklemleri sağlamaktadır. Table 1 Şek. 2 3 5 6 Katsayı Standart Hata Denklem 1.006 0.988 0.99 1.94 ±0.008 ±0.009 ±0.01 ±0.03 3 3 3 2, 3 Şek. 3: n sarım sayısının bir fonksiyonu olarak (Helmholtz bobini), Denklem (3) ile uygun bir şekilde uniform manyetik alan içerisinde manyetik momentten dolayı oluşan tork). 2 24304-00 PHYWE series of publications • Laboratory Experiments • Physics • © PHYWE SYSTEME GMBH & Co. KG • D-37070 Göttingen LEP 4.3.04 -00 Manyetik Alan İçinde Manyetik Moment Şek. 4: manyetik alan ve manyetik moment arasında uniform manyetik alan içerisindeki manyetik momente bağlı tork. Şek. 6: d çap uzunluğu olarak bir fonksiyonu olarak (Helmholtz bobini), Denklem (2) ile uygun bir şekilde uniform manyetik alan içerisinde manyetik momentten dolayı oluşan tork). Şek. 5: I akım olarak bir fonksiyonu olarak (Helmholtz bobini), Denklem (2) ile uygun bir şekilde uniform manyetik alan içerisinde manyetik momentten dolayı oluşan tork). PHYWE series of publications • Laboratory Experiments • Physics • © PHYWE SYSTEME GMBH & Co. KG • D-37070 Göttingen 24304-00 3 LEP 4.3.04 -00 4 Manyetik Alan İçinde Manyetik Moment 24304-00 PHYWE series of publications • Laboratory Experiments • Physics • © PHYWE SYSTEME GMBH & Co. KG • D-37070 Göttingen
