Bir deney üzerinden Faraday yasası nedir anlatalım. Şekil-1’de görüldüğü gibi at nalı bir mıknatısa dik olarak alüminyum bir boru asılmıştır. Borunun askılandığı metal şeritler her iki ucundan bir milivoltmetrenin kutuplarına bağlanıp, boru şekilde görüldüğü gibi alan çizgilerine dik olarak hareket ettirildiğinde, voltmetre ibresinde bir yöne doğru bir sapma görülecektir. Aynı boru alan çizgileri yönünde hareket ettirildiğinde voltmetre ibresinde hiç bir sapmanın olmadığı izlenecektir.
Manyetik alan içinde bir iletken alan çizgilerini <<kesecek>> şekilde hareket ederse, bu hareket anında bir gerilim endüklenir.
Bu oluşum <<Endüksiyon>> olarak tanımlanır ve yukarıdaki örneğe göre açıklaması şöyle yapılır:
Manyetik alan içinde iletken hareket ettirildiğinde, iletken içindeki serbest elektronlar da hareket ederler. Hareketlenen elektronlar manyetik alan tarafından, iletkenin hareket ettiği yöne dik olarak saptırılırlar. Bunun sonucu iletkenin bir ucunda elektron fazlalığı; bir ucunda elektron azlığı ortaya çıkarak iki uç arasında bir gerilim oluşur.(şekil-2)
Faraday yasası (jeneratör prensibi): Manyetik alan ile hareketli bir iletken bir gerilim üretir.
Şekil-1 için anılan sınama bu kez iletken ters yönde hareket ettirilmek ya da mıknatısın kutupları çevrilmek suretiyle tekrarlandığında voltmetre ibresinde ters yönde bir sapma ortaya çıkacaktır.
Endüklenen gerilimin polaritesi, hareketin ve manyetik alanın yönüne bağlıdır.
Ayrıca iletkenin hızlı bir şekilde hareket ettirilmesi ile endüklenen gerilimin büyüdüğü saptandığından:
Endüklenen gerilim, iletkenin hızı ile birlikte artar. tanımı elde edilir. İletken sabit tutulup, mıknatıs hareket ettirildiğinde şimdiye kadar elde edilmiş kurallar değişmeksizin yine bir gerilim ortaya çıkar. Ancak bu kez <<endüklenen gerilimin büyüklüğü mıknatısın hızına; polaritesi mıknatısın hareket yönüne bağlıdır.>> denmelidir.
Uygulamada endüksiyon yoluyla gerilim üretimi bir iletken parçasıyla yapılmaz. Bu amaç için bobin şeklinde sarılmış iletkenler kullanılır. Manyetik alan içerisinde bobinin bir kenarı diğerine göre aksi yönde hareket ediyorsa, bobinin uçları arasında bir gerilim oluşur. Hareket ettirilen bobinin uçları birbirine bağlandığı taktirde oluşan gerilimi nedeni ile, bobin üzerinde bir akım geçecektir. Geçen akım <<manyetik alan içinde akım geçiren bobin>> yazısında anlatıldığı gibi ikinci bir manyetik alan oluşturur. Her iki manyetik alanın karşı karşıya gelmesiyle manyetik akı değişeceğinden: <<Bir bobini içeren manyetik akı değişikliği bir gerilim endükler>> tanımı ayrıca elde edilir.
Endüklenen gerilim iletkenlerin sayısı ile birlikte büyür.
Bu tanıma varmak için üzerinde 300, 600, ve 1200 sargısı bulunan üç bobin aynı manyetik alan içinde aynı hızlarla hareket ettirilmiştir. Sınama sonunda en çok sargısı bulunan bobinde diğerlerine göre daha büyük bir gerilimin endüklendiği saptanmıştır. Endüklenen gerilimin manyetik akı yoğunluğu ve etkin iletken uzunluğu ile birlikte büyüdüğü kuşkusuz olduğu için, şimdiye dek yapılmış tanımlarla birleştirilerek aşağıdaki formül çıkartılır.
Uo=B.l.v.n
Uo= endüklenen gerilim B= manyetik akı yoğunluğu l= etkin iletken uzunluğu v= iletkenin hızı n= iletkenlerin sayısı
Manyetik alan içinde hareket ettirilen iletken uçları birbirine bağlandığında iletken içinden bir akım geçer. Geçen akımın yönü, hareketin ve manyetik alanın yönüne bağlıdır. Pratik olarak bu yön sağ el kuralı ile saptanabilir.(şekil-3)
Sağ El Kuralı
Jeneratör kuralı olarak da bilinen manyetik alan sağ el kuralı: Sağ el avuç içi mıknatısın N- kutbuna bakacak şekilde tutulur. Açılmış baş parmak hareket yönünü gösterirken kapalı dört parmak yönünde akım geçer.
Endüksiyon yoluyla gerilim üretimi jeneratörlerde ve dinamolarda uygulanmaktadır.
