Fizik 2 Elektromanyetizma Laboratuvarı

PHYS 104L Fizik II Laboratuvarı dersi kapsamında; Transformatör, Biot-Savart Yasası, Wheatstone Köprüsü, Çizginin Oluşturduğu Manyetik Alan, İletkenlerin Direnci, Kirchhof yasaları, Ohm Yasası, Eş Potansiyel Yüzeyler, Öz İndüksiyon, Kapasitörün Boşalma Eğrisi deneyleri, öğrenci ekipleri tarafından yapılarak raporlanmaktadır.

Elektromanyetizma alanındaki bu deneyler, gerekli cihazlar kullanarak akım, manyetik alan şiddeti ve potansiyel farkı ölçümleri ile yapılmaktadır. Yapılan ölçümlerden direnç, güç, indüktans ve kapasitans değerleri belirlenmektedir. Manyetik alan sensörleri kullanılarak yapılan ölçümlerden, farklı geometriler için akım manyetik alan şiddeti ilişkileri çıkarılmaktadır. Ayrıca, manyetik alan şiddetinin uzaklıkla nasıl değiştiği gözlenmektedir​.

Deneyler

1- Transformatör
Demir çekirdeğe sarılmış iki tane bobinden birine alternatif akım uygulanır. İkinci bobinde oluşan voltaj ve akım sarımın sayısı cinsinden hesaplanır.

2- Biot-Savart Kanunu
Sarmallardaki ve farklı boylardaki sarımların üzerindeki manyetik alan Tesla-Metre (Hall Sondası) ile ölçülür. Maksimum manyetik alan ve sarımların boyutları arasındaki ilişki incelenir ve teorik değerler ile ölçülen değerler karşılaştırılır.

3- Wheatstone Köprüsü
Wheatstone köprüsü bilinmeyen direnci bulmak için kullanılır. Toplam direnç değeri, dirençlerin paralel ve seri anması ile ölçülür.

4- Çizginin Oluşturduğu Manyetik Alan
İletkenin içinden geçen akım çevresinde manyetik alan yaratır. Üretilen bu manyetik alanın büyüklüğü iletkenin içinden geçen akım miktarına, iletkenin boyutuna ve iletkene olan uzaklığına bağlıdır. Bu bağıntı iletkenin çevresindeki manyetik alanın ölçülmesiyle anlaşılabilir.

5- İletkenlerin Direnci
İletken bir telin direnci üzerinden geçen akım ve gerilim düşümü ile ölçülebilir. Teorik olarak iletken telin boyutları ve öz direncinin bilinmesiyle bu direncin hesaplanması yapılabilir. Bu sonuçlar karşılaştırılır.

6- Kirchhof Kanunları
Kirchhof kanunları akımların, gerilimleri ve dirençlerin ölçülmesiyle doğrulanır. Wheatstone Köprüsü, direncin daha hasas ölçülmesinde kullanılır.

7- Ohm Kanunu
Ohm kanunu elektriğin en çok bilinen kanunlarından bir tanesidir. Eğer akım ile gerilim arasinda lineer bir ilişki varsa bu devre elemanı Ohm kanununa uyuyordur.

8- Eş Potansiyel Yüzeyler İçeriği
Eş potansiyel çizgiler haritadaki eşit yükseklikteki yerleri göstermek için kullanılan çizgilere benzer. Bu durumda " Yükseklik" elektrik potansiyel veya gerilimdir. Eş potansiyel çizgiler her zaman için elektrik alan çizgilerine diktir. 3. boyutta eşit potansiyeldeki noktaların birleşimi eş potansiyel yüzey belirtir. Eş potansiyel yüzeydeki haraketler iş gerektirmez çünkü haraketin yönü elektrik alana diktir.

9- Öz İndüksiyon
Bobinin bulunduğu bir doğru akım devresi kapalı olduğu zaman, bobinin oluşturduğu manyetik alan bir öz indüksiyon oluşturur ve bu büyümeyi önler. Bu devredeki parlak bir lamba yavaş yavaş yanar.

10- Kapasitörün Boşalma Eğrisi
Bir kapasitör direnç ile sarj edilir. Devredeki akim, kapasite, direnç ve gerilim yardımıyla hesaplanır.