Bir mıknatısta:

* Aynı işaretli kutuplar birbirini iterlerken, zıt işaretli kutuplar birbirini çekerler.
* İtme ya da çekme kuvvetleri kutup şiddeti ile doğru, aradaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

* Elektriksel yük konusundaki coulomb kuvveti gibi kutupların birbirlerine uyguladıkları manyetik kuvvet skaler olarak birbirine eşit, fakat zıt yönlüdür.

* Bir mıkantısın ikiye bölünmesi sonucu bölünen her bir parçanın K, G biçiminde yeniden kutuplaştığı görülür. Buradan çıkaracağımız sonuç, atomik boyutlara inildiğinde dahi tek kutuplu mıknatıs elde edilemeyeceğidir.  

a) Elektromıknatıs

  İçinden akım geçen bir tel çevresinde manyetik alan oluşturur. Tek, bir makaraya sarılarak içinden akım geçirilirse, oluşturduğu manyetik alana benzer. Bu şekilde elde edilen düzeneklere Elektromıknatıs denir.  

Herhangi bir uzay bölgesinde bir manyetik alanın varlığı, bu bölgeye yerleştirilmiş, örneğin demir tozuna etkiyen kuvvetin varlığı ile belli olur. Böyle bir bölgede demir dozları, manyetik alan kuvvet çizgileri denen çizgiler boyunca sıralanır.Şekilde çeşitli biçimlerdeki mıknatıslara ait manyetik alan varsa mutlaka kuvvet çizgileri de vardır şekil (3-4)

Deney: Elektro Mıknatıs Yapımı

 Araç ve Gereç :  

Pusula

Orta boy iki kalın demir çivi

Yeteri kadar kablo,

Piyasada satılan iki pil ve pil yatağı  

Yeteri kadar toplu iğne

Deneyin Yapılışı :

- 50 santimetre uzunluğunda bir kablo parçası kesiniz. Kablonun iki ucundaki yalıtkan kısmı sıyırarak bakır teli ortaya çıkarınız. Kabloyu demir çivi üzerine sarınız. Kablonun Çıplak uçlarını, pilin kutuplarına bağlayınız . Devreden akım geçince, düzenek bir çubuk mıknatıs gibi bir manyetik alan oluşturur. Bu cins düzeneklere elektromıknatıs denir.

  - Bu şekilde elde ettiğimiz elektromıknatısı, toplu iğnelere yaklaştırınız. Elektromıknatıs kaç tane iğneyi çekebilir. Çubuk mıknatısı iğnelere yaklaştırarak, birbirine takılı kaç tane iğneyi çekebildiğini bulunuz. 

- 75 cm uzunluğunda bir kablo parçası keserek, yeni bir elektromıknatıs yapınız. Aynı pilin uçlarına bağlayınız. Ard arda takılı kaç tane toplu iğne çektiğini saptayınız.Bu sayıyı sarım sayısı daha az olan mıknatısın çektiği iğne sayısı ile karşılaştırınız.

  - Elektromıknatısı seri bağlı iki pil ile besleyerek deneyi tekrarlayınız. Elektro mıknatısın bu durumda çektiği toplu iğne sayısı daha çok mu yoksa daha az mı olur? 

- Elektromıknatısın ucunu pusulaya yaklaştırınız.

  *Pusulanın kuzeyi gösteren ibresi ne tarafa doğru sapar? Sapma yönü ile elektromıknatısın kutupları arasında ilişki kurunuz.

- Genelde, elektromıknatıslar ve çubuk mıknatısların oluşturduğu manyetik alan arasında bir fark yoktur. Çubuk mıknatıslarda olduğu gibi elektro mıknatısların uç noktaları, yani kutupları daha çok iğneyi çeker.

  Elektro mıknatıslar da sadece manyetik maddeleri çekerler. Elektro mıknatıs bir plastiği veya kağıt parçasını çekmez.  

Aynı şiddette akım geçtiğinde sarım sayısı fazla olan mıknatısın çektiği toplu iğne sayısı, sarım sayısı az olandan daha fazladır.

  Daha önceleri gördüğümüz gibi, manyetik alanın şiddetli veya zayıf olması, manyetik alan kuvvet çizgilerinin sıklığına ve seyrekliğine bağlıdır. 

Kuvvet çizgileri sık ise manyetik alan kuvvetli, seyrek ise zayıftır.

  Sarım sayısı arttıkça manyetik alan şiddetinin arttığı gösterilmiştir.Şekilden anlaşılacağı gibi, çubuk mıknatıs ve elektromıknatısın oluşturduğu manyetik alan kuvvet çizgilerinin yönelimleri aynıdır. Kablodan geçen akım şiddeti artarsa, kuvvet çizgileri sıklaşır. Bunun anlamı daha kuvvetli bir elektromıknatıs elde edildiğidir.

ELEKTROMAGNETİZMA NEDİR?

DC motorların bir kısmında doğal mıknatısların yerine elektromıknatıslar kullanılmıştır.Elektromıknatısların doğal mıknatıslardan üstün yanı manyetik alanı oluşturan akımın istenildiği zaman kesilerek manyetik alanın yok edilebilmesidir. Bu özellikleri sayesinde elektromıknatıs kullanılan motorların hareketleri daha esnek olarak kontrol edilebilir.

What is electromagnetism?

Electromagnetism is a current carrying coil of wire. Its strength is increased by increasing the current. Sometimes the current is increased by adding iron. (pretty much what I already talked about in the previous sections)

Ways the voltage can be induced:

1.) change magnetic field
2.) move magnet / move coil
3.) change current in nearby coil

A few other important terms:

Magnetic force: the force due to the motion of the charged particles
Magnetic fields: the space around the magnet...filings align with magnetic field lines that spread out from one pole to the other
Magnetic domains: a cluster of aligned atoms.
 

Hepimiz biliriz ki, mıknatısların demir nesneleri çekme özelliği vardır. Bu, mıknatısların manyetik bir özelliğidir. İşte, elektrik akımı kullanılarak elde edilen manyetik etkiye de "elektromagnetizma" denilir.

Elektromagnetizmanın etkisi net bir şekilde, elektrik akımı geçen bir telde görülür. Örneğin; bir kartonu delerek, ortasından bir tel geçirdikten sonra, telden elektrik akımı geçirelim. Bu esnada telin çevresine, kartonun üstüne demir tozları serpersek elektrik akımının oluşturduğu manyetik alanı görebiliriz. Eğer bu telin çevresine bir pusula yaklaştırırsak, pusulanın saptığını da gözlemleriz. Oluşan bu manyetik etkiler "elektromıknatısların" çalışma prensibini oluşturur.

Demir bir cisim üzerine sarmal bir şekilde sarılan telden geçen elektrik akımı, demir çubuğun bir ucunda çekme, bir ucunda itme kuvveti oluşturur. Bu, tıpkı bir mıknatısın gösterdiği özelliklerdir. Bu yüzden elektrik akımı yoluyla elde edilen mıknatıslara "elektromıknatıs" denir.

Elektromıknatıslarda oluşan, itici ve çekici güçlerin etkisinden, günümüzde pek çok alanda yararlanılmaktadır. Elektronik ziller  ve elektrik motorları en çok rastladığımız örneklerdir.

Telefon Nasıl Çalışır?

Telefon, mikrofon (verici), kulaklık (alıcı) ve üreteçten oluşur. Telefonun ahizesindeki mikrofona konuşulunca ses dalgalarının şiddetine göre mikrofondaki diyafram (ince zar) titreşir. Diyafram titreşince mikrofonun (önündeki) içindeki kömür tozlarını titreştirir. Kömür tozları titreşince yani ses dalgalarının şiddetine göre sıkışıp gevşeyince, kömür tozlarının içinde bulunan iletken telin direncini (uzunluğunun arttırılıp azaltılması sayesinde) değiştirir. İletken telin direnci değişince de devreden geçen elektrik akımının şiddeti değişir.
Elektrik akımı telefon hatları sayesinde karşı taraftaki telefonun kulaklığına gelir ve elektromıknatısa mıknatıslık özelliği kazandırır. Kulaklıktaki elektromıknatıs, elektrik akımının şiddetine göre önündeki diyaframı (ince metal zarı) titreştirir. Diyafram titreşince oluşan ses dalgaları havanın titreştirilmesi sayesinde kulağa gelir ve ses titreşimleri uyulmuş olur.
İlk telefon 1876 yılında Amerikalı bilim adamı Alexander Graham Bell tarafından icat edilmiştir. Türkiye`de ilk telefon 1908 senesinde uygulanmaya başlandı. Kadıköy ve Beyoğlu santralleri 1911 senesinde hizmete açıldı. İlk otomatik telefon santrali 1926 senesinde Ankara`da kuruldu. Ardından diğer il merkezlerinde de telefon santralleri kurulmaya başlandı. Kısa bir süre sonra kurulan santraller aracılığıyla bütün iller arası telefon haberleşmesi başlamış oldu. PTT`nin 1970`lerden sonra yaptığı çalışmalarla telefon, Türkiye`de geç olmakla beraber, süratle yayılmaya başladı.

Elektromıknatıs ilkesine göre yapılmış bi  mikrofon ..
    

Mikrofon :

Hoporlör:

NOT : 1- Bir elektrik devresi üzerinden bir telefon konuşmasının yapılması sırasında meydana
gelen olaylar şöylece sıralanabilir:
1- Ses enerjisi mekanik enerjiye dönüşür.
2- Mekanik enerji elektrik enerjisine dönüşür.
3- Elektrik enerjisi nakledilir.
4- Karşı tarafta elektrik enerjisi manyetik enerjiye dönüşür.
5- Manyetik enerji mekanik enerjiye dönüşür.
6- Mekanik enerji ses enerjisine dönüşür.
Elektrik titreşimlerinin iletkenlerdeki yayılma hızı esas titreşimlerinin havadaki yayılma hızından birkaç yüz bin kere daha fazla olduğundan (200–300 bin km/sn mertebesinde) telefon ile konuşanlar, aradaki uzaklığa rağmen, karşı karşıya bulunuyorlarmış hissine sahiptirler. Telefon sistemi üç ana görev yapar. İki abone arasında konuşma irtibatını sağlar ve aboneler arasında çağırma, meşgul çevirme, ses sinyalleri üretir. Otomatik olmayan manyetolu telefonlarda bu işlemler elle yapılır.
2- Bir telefon aletinde bulunan belli başlı parçalar şunlardır:
1- Ses alıcı (mikrofon),
2- Mikrofon akım kaynağı,
3- Ses verici (kulaklık),
4- Çağırma ve çağrılma düzenleri,
5- Devre açıp kapayıcılar, anahtarlar,
6- Çağırma kadranı.
3- Manuel ve otomatik santrallere bağlı telefon aletleri birbirinden farklıdır. Telefonun ahizesi sesi elektrik enerjisine ve elektrik enerjisini de sese çevirir. Otomatik telefon cihazında ahize kaldırıldığında devreyi açan bir anahtar ve ön tarafta numaratörü mevcuttur. Telefon ahizesi kaldırılınca telefonla santral arasında elektrik devresi kurulur. Ahizeden ton sesi duyulur. Numaratörden, mesela 6 rakamı çevrilince elektrik devresi altı defa açılıp kapanmış olur.

--------------------------------------------------------------------

Transistör devresi üstünden  elektrik sinyallerine çevrilen ses titreşimleri:

Burada hoparlöre gelen elektrik sinyallerini  bir LC osilatör devresine bağlayarak  ses sinyallerini taklit eden elektrik sinyalleri ile osilatör devresinin salınım genliği yada frekansı üstünden yayılan dalgayı (osilatörün rezonans frekansını yada genliğini) modüle edebiliriz. Bir transistör üstünden elektrik sinyalleri ile bir osilatör devresinin çalışmasını etkileyebiliriz. Buna bir ses dalgasını elektromanyetik dalga üstüne bindirmek diyoruz.

MANYETİZMA VE ELEKTRİK

Magnetit (doğal mıknatıs) olan demir minerali, bu gün mıknatıs olarak hiç kullanılmaz. Geçen yüzyıla kadar, mıknatıs yapmak için bir demir ya da çelik parçası, magnetite sürtülerek mıknatıslanırdı. Bugün, güçlü elektromıknatıslar kullanılır. Manyetizma ile elektrik arasındaki ilişki, elektromıknatısları ortaya çıkarmıştır. Bir demir, ya da çelik çubuğun çevresine iletken tel sarılıp, telin uçlarını bir pile bağlayarak elektromıknatıs yapılabilir. Telden elektrik akımı geçirildiğinde, demir yada çelik çubuk, mıknatıs özelliğini kazanır. Bu mıknatısın gücü, tel bobindeki sarım sayısına ve bobinden geçen elektrik akımı miktarına bağlıdır.

Elektromıknatısta, çekirdek olarak sert çelikten bir çubuk kullanılırsa, elektrik akımı kesildikten sonra da çubuk mıknatıslığını korur. Ancak yumuşak demirden yapılmış çekirdekler, akım kesilir kesilmez bu özelliğini yitirir. Bu nedenle elektromıknatıs olmayan bildiğimiz kalıcı mıknatıslar, ya sert çelikten ya da kalıcı mıknatıslanma özelliği taşıyan başka alaşımlardan yapılır. Bu alaşımlardan biri, kobalt, nikel, alüminyum ve bakırdan oluşan alnikodur. Kalıcı mıknatıslar, manyeto denen küçük elektrik üreteçlerinin, temel elamanıdır. Hızla döndüğünde, yüksek gerilimli elektrik akımı üreterek; kıvılcım oluşturan manyetolar, bazı benzin motorlarında ateşlemeyi sağlamak için indükleme bobinlerinin yerine kullanılır.

Manyetik alanlar, hareketli elektrik yüklerine kuvvet uygular. Elektrik motorunun çalışması, manyetik alanın içinden elektrik akımı geçen bir iletkene uyguladığı kuvvetin sonucudur. Bir iletken manyetik alan içinde hareket ettirilirse, ya da iletkenin içinde bulunduğu manyetik alanın şiddeti değiştirilirse, bu kez iletkende bir elektromotor kuvvet indüklenir (yüklenir). Bunun sonucu olarak da iletkenden bir akım geçer. Dinamo ve alternatör gibi elektrik üreteçlerinin çalışması, bu indükleme(yükleme) olgusuna dayanır.

Elektromıknatıs nedir?

Elektromıknatıs, elektrik akımı kullanılarak demirden elde edilen mıknatıstır. Elektromıknatısın her iki ucu da manyetik maddeleri çeker.

Elektro mıknatısın kutupları sağ el kuralına göre bulunabilir. Bu kural, tel bobine alttan sarılıyorsa sağ elimizi bobini alttan kavrayarak tutarız. Sağ elimizin baş parmağı elektro mıknatısın 'N' kutbunu gösterir.Pil,ters çevrilirse elektromıknatısın her iki ucu da aynı şekilde çekme özelliği gösterir ama kutupları yer değiştirir. Ancak elektro mıknatıslarda her zaman pil söz konusu değildir. Büyük elektro mıknatıslarda gelişmiş akü,motor vb. güç kaynakları kullanılır. Elektromıknatısın kutupları sarımdan geçen akımın yönüne bağlıdır. Sağ elimizin dört parmağı bobin üzerinden geçen akım yönünde olacak şekilde elimizi sardığımızda baş parmak kuzey kutbunu gösterir. Diğer uç ise güney kutbu olur. Kuzey kutbu mıknatısın pozitif,güney kutbu ise negatiftir. Bir elektromıknatısın çekim gücü;
Bobindeki sarım sayısı ile doğru orantılı,
Telden geçen akım miktarı ile doğru orantılı,
Pil sayısı ile doğru orantılı,
Pilin gerilimi ile doğru orantılıdır.
Elektromıknatıs her zaman mıknatıslık özelliği göstermez, akım kesildiği an mıknatıslık özelliği de kaybolur.

Elektromıknatıs, bir telin üzerinden elektrik akımı geçmesiyle oluşturulan manyetik alana sahip mıknatıstır.

Aslına bakılırsa, tüm mıknatıslık etkilerin devinen elektriksel yüklerden kaynaklandığını düşünürsek, tüm mıknatıs lar birer elektromıknatıstır.
 

Elektromıknatıs ve Kullanım Alanları

Elektrik akımı geçen bir bobinin içine demir çubuk konulursa, çubuk mıknatıslık özelliği gösterir. Bu tür mıknatıslara elektromıknatıs denir

Herhangi bir uzay bölgesinde bir manyetik alanın varlığı, bu bölgeye yerleştirilmiş demir tozuna etkiyen kuvvetin varlığı ile belli olur. Böyle bir bölgede demir tozları, manyetik alan kuvvet çizgileri denen çizgiler boyunca sıralanır.

    

Elektromıknatıs uygulamaları

Elektriğin manyetik etkisinin endüstrideki kullanım alanlarının bazıları şunlardır:

-Elektrik motorlarının çalıştırılmasında,

-Transformatörlerde,

-Mıknatıslı taşlama tezgahlarında,

-Elektrikli vinçler yardımıyla ağır ve hurdalıktaki metallerin nakliyatında,

-Kontaktör ve rölelerin çalıştırılmasında,

-Hızlı trenlerde,

-Manyetik maddelerin ayıklanmasında,

-Kapı otomatiklerinde,

-Çanlı zillerde,

-Elektrikli trenlerin ve asansörlerin fren sistemlerinde kullanılır.


Elektrik akımının ısı ve manyetik etkisine tepki olarak yalıtkan malzeme kullanılır. Elktrik akımını taşıyacak iletkenlerin üzerindeki yalıtkan malzemenin seçiminde şunlara dikkat edilmelidir:

-Yalıtkan malzemenin cinsine ve kalınlığına

-Kullanılacak gerilimin büyüklüğüne ve etkisine

-Oluşan elektrik alanının şekline

-Çalışılan hava koşullarına

En çok kullanılan yalıtkanlar hava, kağıt, kauçuk, mika, cam, porselen ve plastiktir.

Manyetik alan nasıl üretilir?

Doğru Akım Devrelerinde Bobin Etkisi

Endüktans (l) bobinin bir özelliğidir ve bobin içinden geçen akımın değişimine karşı koyar. Bobini içinden akan akım bir manyetik alan meydana getirir. Oluşan toplam manyetik alan bobin üzerinde kuzey (N) ve güney (S) kutbunu meydana getirir.

Bobindeki sarım sayısı artırılırsa bobin uçlarındaki gerilim artar. Bobinin uçları arasında endüklenen gerilim manyetik alanın değişim hızı ve sarım sayısının çarpımı ile doğru orantılıdır.

Akımdaki değişiklik manyetik alanda değişikliğe neden olur. di/dt ise akımın birim zamandaki değişimini verir. Bobinden akan akım yönü, mıknatısın hareketini engelleyecek bir kuvvet oluşumunu sağlayacak şekilde olur. Bobinde endüklenen gerilim değeri L ( bobinin endüktansı) ve di/dt çarpımı ile doğru orantılıdır.

Elektromanyetizm:

Making a Simple Motor
 

A wire with an electric current (charged electrons) produces a magnetic field in its surroundings. The strength of the magnetic field depends on the intensity of the current and the shape of the wire. Each wire with a current flow is practically an electromagnet.

The orange arrow indicates the technical direction of the current. Historically, it is opposite of the direction of the electrons.

Coils

If you bend the wire with the current flow into a circle, it creates a magnetic field with poles (see picture). Therefore, a circulating current creates a magnet with a north and south pole.

In common magnets the wire is often wound into a multi-layered coil, which is also called solenoid.

A wire coil with north and south pole

Soft-iron core (grey) with coil (orange)

Soft-iron core

When it comes to electromagnets, usually a soft-iron core is placed in the coil, which considerably strengthens its magnetic field, because the magnetic field of the coil magnetises the soft-iron core and, thereby, creates an additional magnet. The soft-iron core loses its magnetisation after the current is turned off. This is desirable in order to be able to turn the magnet on and off.

Magnetically soft and hard iron

The term magnetically "soft" is based on the fact that mechanically soft iron loses its magnetisation, while the mechanically hard iron (steel) that is carbon-enriched keeps part of its magnetisation. This is called remanence. The latin word "remanere" means "to remain". Material with high remanence is referred to as "magnetically hard".

Solenoids with a current flow magnetise also permanent magnets, like our super magnets, which are all made of magnetically hard material.

Permanent magnets

Electron with a spin: A microscopic magnet

Electron spins

In permanent magnets the B fields are also created through currents. But these currents are not macroscopic currents, in which charged particles flow in one direction. They are microscopic electric currents, which, in the case of ferromagnetism, are created through certain electrons rotating around themselves in the material (electron spins). An electron spin can be viewed as a microscopic small circulating current.

Strengths of permanent and electromagnets

The strength of a magnetic field of an electromagnet depends on the core material, the number of solenoid windings and the intensity of the current. With a high enough amperage the electromagnet can develop a significantly stronger magnetic field than a permanent magnet.

When an electric current flows along a straight wire, magnetic field lines form concentric circles around the wire.

When an electric current travels around a wire loop, magnetic field lines flow through the loop in one direction. The outflowing side is a magnetic north pole; the inflowing side is a south pole.

A solenoid is a long wire wound in the form of a helix. With this type of configuration, a reasonably uniform magnetic field can be produced within the interior of the solenoid. If consecutive turns of wire are closely packed, each turn can be considered as a circular loop, and the net magnetic field is the vector sum of the fields due to all the loops (Super Position Principle).

Note that the field lines inside the solenoid are nearly parallel, uniformly distributed and close together. The field on the outside however is both non-uniform and weak, and is practically zero if the length of the solenoid is much greater than its diameter. Also note the similarity of the solenoids exterior field to that of a bar magnet's.

Like a bar magnet, one end of the solenoid behaves like a north pole while the opposite end behaves like a south pole. Solenoids are often referred to as electromagnets.

For any current geometry that produces a magnetic field, an expression can be obtained using Ampere's Law (Andre Marie Ampere 1775 -1836). Thus the magnetic field inside a solenoid is given by,

where N is the number of turns, l is the length of the solenoid, and so n is simply the number of turns per unit length (turns/metre).

 
ELECTROMAGNETISM
An electric current (flow of electrons) always creates a magnetic field. In the wire shown, current flow causes lines of force to circle the wire. It is thought that these lines of force result from the movement of the electrons along the wire. As they move, the electrons send out the lines of force. When many electrons move, there are many lines of force (the magnetic field is strong). Few electrons in motion means a weak magnetic field or few lines of force.

Electron movement as the basis of magnetism in bar and horseshoe magnets can be explained by assuming that the atoms of iron are so lined up in the magnets that the electrons are circling in the same direction and their individual magnetic lines of force add to produce the magnetic field.

The magnetic field is produced by current flowing in a single loop of wire. The magnetic lines of force circle the wire, but here they must follow the



 Bar and horseshoe magnet.


 Effects between magnetic poles.


 Electromagnetism.

curve of the wire. If two loops are made in the conductor, the lines of force will circle the two loops. In the area between the adjacent loops, the magnetic lines are going in opposite directions. In such a case, because they are of the same strength (from same amount of current traveling in both loops), they cancel each other out. The lines of force, therefore, circle the two loops almost as though they were a single loop. However, the magnetic field will be twice as strong because the lines of force of the two loops combine.

When many loops of wire are formed into a coil, as shown, the lines of force of all loops combine into a pattern that greatly resembles the magnetic field surrounding a bar magnet. A coil of this

 Electromagnetism in a wire loop.
 

.- Electromagnetism in a wire coil.

type is known as an electromagnet or a solenoid. Electromagnets can be in many shapes. The field coils of generators and starters, the primary winding in an ignition coil, the coils in electric gauges, even the windings in a starter armature, can be considered to be electromagnets. All of these components produce magnetism by electrical means.

The North Pole of an electromagnet can be determined, if the direction of current flow (from negative to positive) is known, by use of the left-hand rule. The left hand is around the coil with the fingers pointing in the direction of current flow. The thumb will point to the North Pole of the electromagnet. This rule is based on current, or electron, flow from negative to positive.

The left-hand rule also can be used to determine the direction that the lines of force circle a wire-carrying current if the direction of current is known. This is done by circling the wire with the left hand with the thumb pointing in the direction of current flow (negative to positive). The fingers will then point in the direction that the magnetic field circles the wire.

- Left-hand rule.

The strength of an electromagnet can be increased greatly by wrapping the loops of wire around an iron core. The iron core passes the lines of force with much greater ease than air. This effect of permitting lines of force to pass through easily is called permeability. Wrought iron is 3,000 times more permeable than air. In other words, it allows 3,000 times as many lines of force to get through. With this great increase in the number of lines of force, the magnetic strength of the electromagnet is greatly increased, even though no more current flows through it. Practically all electromagnets use an iron core of some type.

Elektronik