Konu anlatımı
Bir telden geçen akım manyetik alan oluşturduğuna göre, teli sarıp içine demir koyarak güçlü ve istenince kapatılabilen bir mıknatıs yapılabilir. Bu alt başlıkta elektromıknatısın yapısını, kalıcı mıknatıstan farkını ve kullanım alanlarını göreceksin.
Yapısı
Elektromıknatıs, yalıtılmış bir telin yumuşak demirden bir çekirdeğin üzerine çok sayıda sarılmasıyla yapılır. Telden akım geçince sargının oluşturduğu manyetik alan demir çekirdeği mıknatıslar ve düzenek güçlü bir mıknatıs gibi davranır. Akım kesilince yumuşak demir çekirdeğin mıknatıslığı büyük ölçüde kaybolur. Elektromıknatısın gücünün sargıdaki değişkenlere nasıl bağlı olduğu 11. sınıfta incelenir; TYT'de elektromıknatıs yapısı ve kullanım alanlarıyla tanınır.
Kalıcı mıknatıstan farkı
Kalıcı mıknatısın mıknatıslığı sürekli vardır ve istenince kapatılamaz. Elektromıknatısın mıknatıslığı ise yalnızca akım geçtiği sürece vardır ve bir anahtarla açılıp kapatılabilir. Bu özelliği sayesinde elektromıknatıslar bir yükü tutup bırakması, bir devreyi açıp kapatması ya da bir parçayı art arda çekip bırakması gereken düzeneklerde kullanılır.
Kullanım alanları
Hurda demir taşıyan vinçler elektromıknatısla yükü tutar ve akımı keserek bırakır. Elektrikli zilde elektromıknatıs bir demir parçayı çekip bırakarak tokmağın zile vurmasını sağlar. Rölelerde küçük bir akım, bir elektromıknatıs aracılığıyla büyük akımlı bir devreyi açıp kapatır. Hoparlörlerde, elektrik motorlarında, manyetik kapı kilitlerinde, MR cihazlarında ve manyetik raylı (maglev) trenlerde de elektromıknatıslar kullanılır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Bir elektrikli zil nasıl çalışır?
Çözüm. Zilin düğmesine basılınca devreden akım geçer ve elektromıknatıs mıknatıslanarak demir bir parçayı kendine çeker; bu parçaya bağlı tokmak zile vurur. Demir parça çekilince devredeki bir temas noktası açılır ve akım kesilir; elektromıknatıs mıknatıslığını kaybeder ve demir parça bir yayla geri döner. Geri dönen parça devreyi yeniden kapatır, akım yine geçer ve olay hızla tekrarlanır. Böylece tokmak zile art arda vurur.
Örnek 2. Bir otoparkın bariyeri, bekçi kulübesindeki küçük bir düğmeyle çalıştırılıyor ve bu düzenekte bir röle kullanılıyor. Röle nasıl bir işe yarar?
Çözüm. Röle, küçük akımlı bir devre ile büyük akımlı bir devreyi birbirine elektriksel olarak bağlamadan kontrol eder. Düğmeye basılınca küçük akım rölenin elektromıknatısından geçer; elektromıknatıs bir demir dili çekerek büyük akımlı devrenin anahtarını kapatır ve bariyerin motoru çalışır. Düğme bırakılınca akım kesilir, elektromıknatıs mıknatıslığını kaybeder ve büyük devre açılır. Böylece güçlü bir motor küçük ve güvenli bir akımla yönetilir.
Sık yapılan hatalar
- Elektromıknatısın akım kesildiğinde de mıknatıs olarak kaldığını sanmak.
- Elektromıknatısın çekirdeğinin bakır ya da alüminyum olabileceğini düşünmek; çekirdek yumuşak demirdendir.
- Elektromıknatısın yalnızca demir taşımakta kullanıldığını sanmak.
- Elektromıknatıs: yumuşak demir çekirdeğe sarılı yalıtılmış tel ve akım.
- Mıknatıslığı akım geçtiği sürece vardır; açılıp kapatılabilir.
- Vinç, zil, röle, hoparlör, motor, MR ve maglev elektromıknatıs kullanır.