faraday'ın indüksiyon kanunu

FARADAY’IN İNDÜKSİYON KANUNU
Burada, iletkenin çevresindeki manyetik alanın değişiminin bir elektromotor
kuvvete(emk) (yani voltaja) neden olacağını göreceğiz.
Bunu anlayabilmek için basit bir deney düşünelim. Bir tel halka bir ampermetreye
bağlanmış olsun. Bir mıknatıs bu tel halkaya doğru yaklaştırılırsa, ampermetrenin
ibresinin saptığı gözlenir. Eğer mıknatıs halkadan uzaklaştırılacak olursa ampermetrenin
ibresinin bu sefer ters yönde saptığı gözlenir. Mıknatıs herhangi bir yöne hareket
ettirilmediğinde ise ibrede herhangi bir sapma gözlenmez. (Benzer etkiler mıknatıs sabit
tutulup, tel halka hareket ettirilerek de sağlanabilir). Bu gözlemlerden, halkanın
mıknatısın hareketinden dolayı manyetik alanda meydana gelen değişikliği algıladığını
anlarız. Böylece akım ile değişen manyetik alan arasında bir ilişkinin olduğu sonucunu
çıkarırız.
0
N
S
Mıknatıs tel halkaya doğru hareket
ettirildiğinde ampermetre sapar.Bu
halkada bir akım olduğunu gösterir.
Mıknatıs sabit tutulduğunda herhangi
bir akım gözlenmez.
0
N
S
Mıknatıs tel halkadan
uzaklaştırıldığında ampermetre ters
yönde sapar. Bu ise mıknatısın
hareket yönü değiştiğinde hareket
yoluyla oluşturulan akımın yönünün
de değişeceğini gösterir.
0
N
S
Burada hiçbir batarya olmamasına rağmen devrede bir akımın başladığı görülmüştür. Bu
akım indüklenmiş emk tarafından oluşturulduğu için bu akıma indüklenmiş akım denir.
Faraday’ ın indüksiyon yasasını özetleyen genel ifade şu şekilde özetlenebilir:
“ Bir devrede indüklenen emk, devreden geçen manyetik akının zamanla değişimi
ile doğru orantılıdır.”
Faraday’ ın indüksiyon yasası şu şekilde formülüze edilebilir:
dφ
ε = − B
(1.1)
dt
A. Ozansoy, 2007, Ankara
1

Burada φ
B = ∫ B . dA
devreden geçen manyetik akıdır. Eğer devre N tane sarımdan
oluşmuşsa ve φ
B
’ de bir sarımdan geçen manyetik akı ise, devrede oluşan toplam emk;
dφ ε = −N
B
(1.2)
dt
Denklem (1.1) ve (1.2)’ deki (-) işaretinin fiziksel anlamı Lenz yasası ile belirlenir.
LENZ YASASI
Faraday yasası indüklenmiş emk ve manyetik akının zıt işaretlere sahip olduğunu
gösterir. Bu (-) işareti şu anlama gelir: Manyetik akıda herhangi bir değişiklik ile üretilen
indüklenmiş emk, kendisini üreten manyetik akı değişimine karşı koyacak şekilde bir
manyetik akı oluşturacak akımın yönündedir. Herhangi bir tel halka içinde indüklenen
manyetik alan, halka içindeki manyetik akı sabit kalacak şekilde oluşur. Aşağıdaki
örneklerde (şekil, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu adresinden alınmıştır), eğer
B r manyetik alanı mıknatısın hareketi ile artarsa, indüklenmiş alan B r
induced
buna zıt yönde
etkir. Bu B r
’ ı oluşturacak akımın yönü indüklenmiş emk’ nın da yönüdür.
induced
Şekildeki örneklerde bir mıknatıs ve bir bobin yer almaktdır. İlk örnekte mıknatısın
oluşturduğu manyetik alan sola doğrudur (çünkü manyetik alan çizgileri N kutbundan
dışa doğru ve S kutbundan içe doğrudur). Durgun olan bobine doğru v r hızı mıknatıs
yaklaştırılıyor. Bu durumda manyetik alanda sola doğru bir artış olur. ( Δ B r
) Bu artışa
karşı koyacak yönde
B r
’ ı oluşturacak akımın yönü ise şekilde
B r induced
oluşur. Bu induced
kalın okla gösterilmiştir. İkinci örnekte ise manyetik alan sağa doğrudur. Mıknatıs
bobinden v r hızı ile uzaklaştırılacak olurda manyetik alanda sola doğru bir artış olur. Bu
artışa karşı koyacak indüklenmiş manyetik alan
B r induced
ise sağa doğru olur. Bu B r
induced
’ ı
oluşturacak akımın yönü ise yine şekilde gösterildiği gibidir. Şekildeki diğer örnekler için
de benzer yorumlar yapılabilir.
A. Ozansoy, 2007, Ankara
2

Buna göre Lenz Yasasını kısaca şöyle ifade edebiliriz:
“ İndüksiyon emk sının yönü halkadan geçen manyetik akı değişimine karşı
koyacak yönde bir manyetik akı oluşturacak akımın yönüdür.”
Kaynaklar:
1. Serway & Beichner, Fen ve Mühendislik İçin Fizik, Cilt-2
2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. http://www.newton.dep.anl.gov
A. Ozansoy, 2007, Ankara
3