Manyetik Alanın Tanımı ve Özellikleri

Manyetik alan olarak nitelendirilen kavram göz ile görünmeyen, kuzey ve güney adıyla iki kutbu bulunan ve bu iki kutup arasında birbirlerini tamamlayan çizgilerle tasvirlenen bir yapıdır.

A- A+

20.12.2018 tarihli yazı 17119 kez okunmuştur.

Her maddenin yapı taşı olan atomların yörüngelerinde bulunan elektronların hareketi bir manyetik alana sebebiyet verir.

Şekil 1: Manyetik Alan Çizgilerine Göre Hizalanan Mıknatıs Tozu

►İlginizi Çekebilir:Elektromanyetik Alan Gerçeği

Elektronların hareketi ise dünyanın güneş etrafındaki hareketine benzetilebilir. Elektronlar hem kendi eksenleri etrafında hem de bulundukları atomun çekirdeklerinin etrafında hareket ederler ve elektronların hareketi bir manyetik alan oluşturur ve alan içerisinde bulunan malzemelere de manyetik özelliklerine göre bir kuvvet uygular.

Şekil 2: Elektronların Dönüş Yönlerine (Spin) Göre Oluşan Manyetik Alanlar

Şekil 3: Elektronun Yörüngesel Hareketi ile Oluşan Manyetik Alan

Fakat çoğumuzun aşina olduğu elektrik motorlarının döner hareketini sağlayan kuvvet atomların bu yörüngesel hareketleri sebebiyle oluşturdukları manyetik kuvvetler sebebiyle gerçekleşmez. Bir elektron bir iletken boyunca ideal koşullarda ışık hızıyla ilerlediği kabul edilen bir parçacıktır ve bu iletken boyunca hareketin gerçekleşmesini sağlayan etken potansiyel farktır. Tıpkı şelaleden akan suyun tepeden aşağıya düşmesi gibi elektronlar da yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru hareket ederler ve bu olay elektrik akımının tanımıdır. Bir iletken bir akım akması sonucu o iletken etrafında akım yönüne göre bir manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan sağ el kuralı ile belirlenir.

Şekil 4: Akım Taşıyan Bir İletkenin Manyetik Alanı

►İlginizi Çekebilir:Manyetik Motor Teorisi Nedir?

Herhangi bir ortamda bir manyetik alan bulunmasının tek kuralı sadece bir iletkenden bir akım akması değildir. Bununla birlikte doğal veya yapay mıknatıs olarak bildiğimiz maddeler de belirli bir manyetik alana sahiptirler. Bunun sebebi ise yapılarında bulunan dipollerin aynı yönde hizalanmış olmasıdır. Mıknatısların ve içerisinden yönü ve büyüklüğü sabit bir akım geçtiğini varsaydığımız iletkenin etrafında oluşan manyetik alanların yönleri ve büyüklükleri sabittir.

Şekil 5: Manyetik Dipollerin Serbest ve Düzenli Halleri

Şekil 5'de görülen manyetik dipollerin düzenli bir şekilde yani büyük bir çoğunluğunun aynı yönde hizalanması manyetik malzemenin bir manyetik alan oluşturmasını sağlayacaktır.

Şekil 6: Aynı Yönde Manyetik Dipol Dizilimine Sahip Bir Mıknatıs

Manyetik alanı incelerken en dikkat edilmesi gereken yer manyetik alan çizgilerinin her zaman kapalı bir çevre oluşturmasıdır. Kuzey ve güney kutbu her zaman birbirini tamamlar ve bu manyetik dipol olarak adlandırılır. Şu ana kadar bilen bir manyetik monopol yoktur yani kuzey veya güney kutuplarından herhangi biri henüz birbirlerinden izole edilememiştir.