Akımın manyetik etkisi daha net bir ifadeyle elektrik akımının manyetik etkisi var mıdır ? elektriğin manyetik bir etkisi var mıdır? Eğer varsa elektrik akımının manyetik etkisinin varlığını nasıl kanıtlarsınız ? Bu sorulara cevap vereceğimiz bu yazımızda akım geçiren bir iletkenin çevresinde dolaştırılan bir pusulanın yön gösteren iğnesini hayal etmenizi istiyorum, daima iletken çevresindeki hayali dairelere teğet olacaktır. İletkenden geçen akımın yönü değiştirildiğinde pusulanın aksi yönde döndüğü görülecektir. Neden böyle olduğunu düşündünüz mü? Cevap: Elektrik akımının manyetik etkisi
Akım geçiren bir iletkenin çevresinde bir manyetik alan oluşur. Alan çizgileri merkezi iletken olan iç içe geçmiş daireler halindedir. Alanın yönü akımın yönüne bağlıdır.
Pusula iğnesinin koyu kısmı N- kutbunu gösterir. Bir iletken içindeki akımın yönü (.) ya da (x) simgeleriyle gösterilir. İletken kesitinde (.) simgesi görünüyorsa, akım bakan kişiye doğru; (x) simgesi görünüyorsa, akım bakan kişiden dışarıya doğru akıyor demektir.
Tirpişon kuralı diye de anılan vida kuralı yardımıyla akım geçiren bir iletkenin çevresinde oluşan alan çizgilerinin yönü saptanabilmektedir.
Elektrik Akımının Manyetik Etkisi : Vida Kuralı
Sağa doğru çevrildiğinde akım yönünde ilerleyen bir vida düşünülürse, vidanın dönme yönü alan çizgilerinin yönünü verir.
Akım geçiren sıvı ve gaz (ark kaynağı) iletkenlerin çevresinde de manyetik alan oluşur. Üzerinden alternatif akım geçiren iletkenlerde bir manyetik alan ortaya çıkar. Akım yönünün değişmesiyle, manyetik alan yön değiştirir(manyetik değişken alan).
Şekilde görülen band şeklinde iki iletken, izole terminallerle ayarlı bir direnç üzerinden bir akünün kutuplarına bağlanmıştır. İletkenlerin her ikisi üzerinden aynı yönde bir akım geçtiğinde, iletkenlerin birbirini çektiği; buna karşın zıt yönlerde akım geçtiğinde, birbirini ittiği gözlemlenmiştir.
Bu deneyden aynı yönde akım geçiren iki iletken çevresinde aynı yönde manyetik alanların oluştuğu; farklı yönde akım geçiren iki iletkende ise zıt yönde manyetik alanların oluştuğu sonucuna varılır. Nitekim aynı yönde bir alan içindeki iki iletken iki farklı mıknatıs kutbu gibi birbirini çekecek; zıt yönde bir alan içindekiler ise iki aynı mıknatıs kutbu gibi birbirini itecektir.
Yüksek akım geçiren ve yeterli bir şekilde desteklenmemiş akım barları ve sargıları manyetik alan etkisi altında deforme olmaktadır. Özellikle iletkenler ne kadar sık döşenmiş ve geçen akım ne kadar büyük olursa deforme edici kuvvet o kadar büyük olmaktadır. Bunun sonucu kısa devre tehlikeleri sık sık ortaya çıkar.
Manyetik alanların kuvvet etkisinden metallere şekil vermede yararlanılır. Bu amaç için ihtiyaç duyulan güçlü manyetik alanlar, büyük kondansatörleri bir bobin üzerinden çok kısa zamanda deşarj ederek elde edilmektedir.
Akım geçiren halka şeklindeki bir iletkenin manyetik alanı
Şekilde görüldüğü gibi bir iletken çubuk halka şeklinde kıvrılmıştır. İletkenin delip geçtiği levha üzerine demir tozları serpilip iletken üzerinden akım geçirildiğinde demir tozlarının tıpkı bir mıknatısın kutupları arasına dizilir gibi bir şekil aldığı izlenmiştir. Buradan halka şeklinde akım geçiren bir iletkenin bir mıknatıs gibi etkidiği sonucu elde edilir. Yani bu deney elektrik akımının manyetik etkisinin bir kanıtıdır.
Aynı deney birbirine bağlı birkaç halka yani bir bobin ile tekrarlandığında, çubuk şeklinde bir mıknatısın karakteristiklerini vermektedir.
Nitekim alan çizgilerinin bobin içinde aynı yoğunlukta ve birbirine paralel olduğu, bobin dışında ise kutuptan kutuba yaylar oluşturarak uzandığı bilinmektedir. Burada vida kuralını uygulayarak kutupların cinsleri her bir halka için saptanabilir. Sonra her bir halka için saptanan kutup cinsleri ( N ve S) bobinin ilk halkasından son halkasına kadar arka arkaya dizilerek tüm bobinin N- ve S- kutupları çıkarılır. Ancak bu amaç için daha basit bir kural da vardır. Baş parmak ya da bobin kuralı diye anılan bu kuralda : “4 parmak akım yönünü gösterecek şekilde sağ el bobin üzerine konursa, açılmış başparmak bobin içindeki manyetik alanın yönünü gösterir.”
