Elektromanyetizma Tanımlanmış

Elektromanyetizm'in iyi bir tanımı şu şekildedir - Elektromanyetizm, elektrik yüklü parçacıklar arasında gerçekleşen fiziksel etkileşim türü olan manyetik kuvvetin çalışmasını içeren fizik biliminin bir dalıdır. Manyetik kuvvet, elektrik alanlarından ve manyetik alanlardan oluşan manyetik alanlar tarafından taşınır ve ışık gibi elektromanyetik radyasyonu sağlar.

Elektromanyetizmi Kim Keşfetti?

1820 yılında, Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted, bir akım taşıyan iletkenin yakınına getirilen bir pusula iğnesinin saplanacağını keşfetti. Akım akışı durduğunda, pusula iğnesi orijinal pozisyonuna döndü. Bu önemli keşif, modern endüstriye dayalı birçok icadın temelini oluşturan elektromanyet ve elektrik ile manyetizm arasındaki ilişkiyi gösterdi.

Oersted, elektronların aktığı iletkenle manyetik alan arasında herhangi bir bağlantının olmadığını keşfetti, çünkü iletken manyetsiz bakırdan yapılmıştı. Telden geçen elektronlar, iletkenin etrafında manyetik alanı oluşturdu. Bir yüklü parçacığın yanında bir manyetik alan olduğundan, akım akışı ne kadar büyük olursa, manyetik alan da o kadar büyük olur. Şekil 1, akım taşıyan bir telin etrafındaki manyetik alanı göstermektedir. İletkenin etrafındaki dairesel çizgiler, manyetik alanı temsil eder. Eğer tüm çizgiler gösterilseydi, bu çizgiler iletkenin etrafında sürekli bir silindir şeklinde görünürdü.

Şekil 1 - Akımın aktığı iletkenin etrafında oluşan manyetik alan.

Akım iletkende akış süresince, güç çizgileri iletkenin etrafında kalır. [Şekil 10-26] Eğer küçük bir akım iletken boyunca akıyorsa, güç çizgisi A çemberine kadar uzanacaktır. Eğer akım akışı artırılırsa, güç çizgisi B çemberine kadar büyüyecek ve daha fazla akım artışıyla C çemberine kadar genişleyecektir. İlk güç çizgisi (çember) A'dan B'ye genişledikçe, A çemberinde yeni bir güç çizgisi ortaya çıkacaktır. Akım akışı arttıkça, güç çizgileri sayısının artması, dış çemberlerin iletken yüzeyinden daha uzağa genişlemesine neden olacaktır.

Şekil 2 - Akım arttıkça manyetik alanın genişlemesi.

Eğer akım akışı sabit ve değişmez bir doğrudan akım ise, manyetik alan hareketsiz kalır. Akım durduğunda, manyetik alan çöker ve iletken etrafındaki manyetizm kaybolur.

Bir pusula iğnesi, akım taşıyan bir iletkenin etrafındaki manyetik alan yönünü göstermek için kullanılır. Şekil 3, Görünüm A, bir pusula iğnesinin iletkenin yaklaşık bir inç uzaklığını dik açıda konumlandırıldığını göstermektedir. Eğer akım akış yoksa, pusula iğnesinin kuzeye doğru ucunun dünyanın manyetik kutbüne doğru yönlendirildiği görülecektir. Akım akış başladığında, iğne iletkenin yarıçapına dik açıda hizalanır. Pusula iğnesi küçük bir manyet olduğu için, içindeki metalle kuzeyden güneye doğru giden güç çizgileri, iletkenin etrafındaki güç çizgileri yönüyle uyumlu hale gelene kadar dönerek kendini yerleştirir. Pusula iğnesi iletkenin etrafında hareket ettirildiğinde, iletkenin etrafında daima dik açıda kalacak şekilde manyetik alanın dairesel olduğunu gösterir. Şekil 3, Görünüm B, iletken boyunca akım akış yönünün tersine çevrilmesi durumunda, pusula iğnesinin ters yöne işaret edeceğini, dolayısıyla manyetik alanın yönünün de tersine çevrildiğini göstermektedir.

Şekil 3 - Akım taşıyan iletkenin etrafındaki manyetik alan.

Şekil 4'te, akım akış yönü bilindiğinde manyetik alan çizgilerinin yönünü belirlemek için kullanılan bir yöntem gösterilmektedir. Eğer iletken sol elin avucunda tutulup, baş parmak akım akış yönüne doğru yönlendirilirse, parmaklar manyetik alan çizgilerinin yönünde iletkenin etrafında sarılır. Bu, sol el kuralı olarak adlandırılır.