Manyetizma Nedir?

Karşılaştırma yapmak istediğiniz sektörü seçin!

Manyetizma iki temel kaynaktan ortaya çıkar: temel yüklerin manyetik momentleri ve elektrik akımı. Manyetizmanın üzerinde durduğu olgular ise mıknatıslar ve mıknatıslanmadır. Mıknatısların ve birbirileriyle zıt veya aynı kutupları olan diğer elementlerin manyetik özelliklerinin ortaya çıkmasıyla manyetik alanlar meydana gelmektedir. Bahsedilen manyetik alanların birçok farklı versiyonu bulunmaktadır. Diyamanyetizma, Ferrimanyetizma ve Antiferromanyetizma çeşitli manyetizma türlerindedir.

Manyetizmanın Keşfini Kim Gerçekleştirmiştir?

Temel manyetizma mekanizmasının ilk Manyetizmanın keşfi, 1600’lü yıllarda yayınlanmış olan “De Magnet” isimli bilim kitabında William Gilbert tarafından yapıldığı ve İngiltere’de yayınlanmış olan bu bilimsel çalışmada ilk kez ‘Manyetizma’ olgusunun ortaya atıldığı bilinmektedir. Gilbert “De Magnet” kitabında ve sonraki çalışmalarında dünyayı bir mıknatıs olarak betimledi ve dünyanın manyetik kutbu olarak mıknatısta bulunan pusula ibresini gösterdi.

Gilbert’in araştırmalarını takiben 1820 yılında Hans Christian Orsted’in “Pusula iğnesinin yakınındaki bir telden akım geçerse pusula iğnesi sapar ve eğer bir telin içinden akım geçerse tel çevresinde bir alan oluşur.” açıklamasıyla manyetizma ve elektrik akımı arasındaki ilişki kurulmuş oldu. Son olarak Andre Marie Ampere’in aralarında akım bulunan 2 tel için aynı ve zıt kutupların itme ve çekme kuvvetlerini keşfetmesiyle, akım ile manyetik alan arasındaki ilişki de matematiksel olarak ispatlanmıştır.

James Clerk Maxwell ise manyetizma ve elektriğin aynı şey olduğunu Maxwell Denklemleri ile ispatlamıştır.

Manyetizma ve Elektromanyetik İndüklenme

1831 yılında Michael Faraday’in keşfetmiş olduğu Elektromanyetik İndüklenme, değişmiş olan bir alana maruz kalan iletken üzerinde ortaya çıkmış voltaj (potansiyel fark)'tır. Aşağıdaki formülde elektromanyetik indüklenme akının değişim hızı verilmiştir.

Formülde *ε= Elektromanyetik İndüklenme, *Φ = Manyetik Akı, *t =Zaman ifade etmektedir. Manyetizma özellikli bir materyalin yanı mıknatısın bu elektromanyetik indüklenmeyle etkileşimi sonucu bir değişim meydana gelir.

Değişimin formülü:

Formülde *ε= Elektromanyetik İndüklenme, *Φ= Manyetik Akı, *t =Zaman, *A= Halkanın Adını ifade etmektedir.

İndüksiyonun ortaya çıkmasında rol oynayan manyetik alan, kuvvet yüklerin dairesel hareketleriyle elektromanyetik indüklenmeyi oluşturur. Böylelikle elektromanyetik indüklenme ve manyetizma arasında, manyetik alanın elektromanyetik indüklenmeyi direkt olarak etkilemesi ve oluşan ortamı maddesel olarak değiştirmesi yönünden bir bağ bulunmaktadır.

Manyetizmanın Çeşitleri Nelerdir?

Manyetizma, algıladığı manyetik alana ve içerisinde bulunan maddelere göre çeşitlilik göstermektedir. Temel olarak 6 tane manyetizma türü vardır.

1. Diyamanyetizma:

1778’ te ünlü fizikçi S. Bergman’ ın yaptığı deneyler sonucunda ulaştığı diyamanyetizma etkisi, 1845 yılında Michael Faraday tarafından isimlendirilerek, tüm maddelerin manyetik alan ile teması sonucu az miktarda da olsa diyamanyetik etkiye uğradığı keşfedilmiştir. Manyetik ters yönelmesi anlamına gelen Diyamanyetizma, Bakır, Cıva, Kurşun, Altın, Elmas ve Silikon gibi maddelerde yer almaktadır. Diyamanyetik maddelerin bir mıknatıs ile mıknatısın manyetik alanında bulunan çizgilere zıt yönlü mıknatıslaştırmaya uğramasıyla diyamanyetizma etki meydana gelir.

2. Paramanyetizma

Paramanyetizma, manyetik alanın spin açısal momentumu ve yörünge açısal momentumu kaynaklarıyla meydana gelmektedir. Bu özellikteki maddeler ise paramanyetik maddeler olarak kullanılmaktadır. Paramanyetizma, maddelerin bağıl manyetik geçirgenliğini 1’den büyük olduğu durumlarda ortaya çıkar.

3. Ferromanyetizma

Ferromanyetik maddeler eşlenmemiş elektronlara sahiptir. Tüm ferromanyetik maddelerin sahip oldukları Cruie adı verilen sıcaklıkları bulunmaktadır. Bu sıcaklığın üstüne çıkıldığında ise ferromanyetik özelliklerini kaybettikleri gözlemlenmiştir. Kobalt, demir ve nikel maddelerinde ferromanyetizma etkisi vardır. Ferromanyetik maddeler doğada az bulunmaktadır.

4. Antiferromanyetizma

Molekül veya atomların, spin ilişkili elektronlar ile zıt yönlerdeki hizalı duruşları ile Antiferromanyetizma manyetik alanı oluşur. Antiferromanyetik alanın meydana gelebilmesi için düşük sıcaklıklar da yeterlidir. Antiferromanyetizma, manganez oksit, nikel ve demirde bulunan bir manyetizma çeşididir.

5. Ferrimanyetizma

Ferrimanyetizma manyetik alanında komşu elektronların spinleri zıt yönlüdür. Doğada bulunan pek çok madde ferrimıknatıs olarak bilinmekte. Kendiliğinden mıknatıslanma özelliği gösteren Ferrimıknatıslar, en fazla endüstri alanında kullanılmaktadır. Ferrimıknatıslar kendi içlerinde Hegzagonal ve Kübik olmak üzere 2 başlığa ayrılır.

6. Süperparamanyetizma

Belli boyutların altında bulunan ferromanyetik maddeler, paramanyetik özellikler göstermeye başlar. Bu sayede ortaya Süperparamanyetizma manyetik alanı çıkar. Bilim ve tıp dünyasında yer alan Süperparamanyetik maddeler, Manyetik Rezonans Tomografi (mri) için yansıtma tekniği ile kullanılır. Demir oksit nanoparçacıklar, Süperparamanyetik maddeler arasında en sık rastlanılan maddedir.

Sıkça Sorulan Sorular

Manyetizma Fiziğin Alt Dalı Mıdır?

Manyetizma, yüklü parçaların arasında bulunan elektromanyetik kuvveti, manyetik alan kaynağını ve bu manyetik alan içerisindeki hareketleri incelediğinden genel anlamda elektromanyetizma başlığı altında fiziğin bir alt dalı olarak yer almakta. James Clerk Maxwell, manyetizma ve elektrik kuramlarını birleştirerek elektromanyetizma kavramını Maxwell denklemi ile birlikte ortaya attığı yıllardan itibaren (tahmini olarak 1860’lı yıllarda) Manyetizma fiziğin alt dalı olarak geçmeye başladı.

Manyetizma Nerelerde Kullanılır?

Manyetizmanın tarihte ilk kullanım alanı pusulalardı. Günümüzde ise birçok teknolojik alet içerisinde manyetik akıma sahip mıknatıslar kullanılmaktadır. Cep telefonları, bilgisayarlar, radyolar, beyaz eşya aparatları vb. araç gereçlerde, yoğun manyetik alanlar oluşturan mıknatıslara yer verilmektedir. Lojistik, hurdacılık ve enerji alanında da mıknatısların kullanımlarına rastlanmaktadır. Vinçler, jeneratörler, hurda yığınları gibi yerlerde büyük boyutlardaki mıknatısların manyetik çekim gücünden yararlanılmaktadır.

Manyetizma Neyi İnceler?

Manyetik kuvvet, manyetik alan ve mıknatısı araştıran manyetizma, bu olguların elektrik sistemindeki etkileriyle ve etkileşimleriyle de ilgilenmektedir. Mıknatısların çalışma prensibinin, elektrik ve manyetizma ile ilişkisinin keşfinden sonra Elektromanyetizma da incelenen ve üzerine araştırılan konular arasında yer almıştır. Manyetik akımlar ve bu manyetik akımların yer aldığı maddeler de manyetizmanın temel araştırma başlıklarındadır.

Manyetizma Formülleri Nelerdir?

Manyetik maddelerin hesaplamalarında ve manyetik alanların ölçümlerinde kullanılan bazı manyetizma formülleri aşağıdaki gibidir:

Manyetik akı ɸ=B.A.cosα
Manyetik akı değişimi ∆ɸ = ɸson – ɸilk
Manyetik alanda hareket eden yüklü cisme etkiyen kuvvet F = B.q.v
Manyetik alanda hareket eden cismin yörünge yarıçapı r = m.v / b.q
Telin oluşturduğu manyetik alan B = k.2i/d
Çemberin merkezinde manyetik alan B = k.2πi/r
Selonoidde manyetik alan B = k.4π.Ni/l
Tele etkiyen manyetik kuvvet F = B.i.l ve açı varsa F = B.i.l.sinα

Fizik ve manyetizma formüllerinde, *V=Hız Vektörü, *Q=Yük *R=Mesafe, *R=Yükler Arası Uzaklık, *F=Elektriksel Kuvvet, *B=Boşluk anlamına gelmektedir.

Elektromanyetizma ve Manyetizma Arasındaki Farklar Nelerdir?

Manyetizma ve Elektromanyetizma fiziki kavramları arasında yapı olarak bazı farklılıklar söz konusudur.Elektromanyetizma ve manyetizma arasındaki farklar şunlardır:

Manyetizma sadece manyetik kuvvetlerden oluşan bir manyetik alana sahipken, elektromanyetizma hem elektrik kuvvetlerden hem de manyetik kuvvetlerden oluşan bir elektromanyetik alana sahiptir.
Manyetizmanın ifade ettiği kuvvetler, elektromanyetizmanın ifade ettiği kuvvetlerden farklı olduğu için içerilerinde bulunan maddeler değişkenlik göstermektedir.
Elektromanyetizma temel bir kuvvettir, manyetizma ise tek başına değildir.
Elektromanyetik alanda devamlı olarak elektrik akımı bulunurken, manyetik alan elektrik akımına ayrıca ihtiyaç duyar.

Mıknatıs Nedir?

Kuzey (N) ve Güney (S) olmak üzere iki kutbu bulunan, kobalt, nikel, demir ve benzer maddeleri çekme özelliği gösteren materyale mıknatıs denilmektedir. Mıknatıslar, ürettikleri manyetik alanlar içerisinde alüminyum ve bakır gibi maddeleri karşı duyarsızdır. Mıknatıslarda aynı cinsteki kutuplar birbirlerini iter, farklı cinsteki kutuplar ise birbirlerini çeker. 3 çeşit mıknatıs türü vardır: Elektromıknatıslar, Geçici (yapay) mıknatıslar ve Kalıcı (Doğal) mıknatıslar. Günlük hayatta mıknatısın pek çok farklı şekilde kullanımı mevcuttur. Elektrik motorları, jeneratörler, iğneler, hoparlörler, mobil cihazlar, bilgisayarlar, pusulalar, vinçler ve katı karışımdan ayrılması istenen demir dolgular için mıknatıs kullanılmaktadır.

Elektromıknatıs Nedir?

Elektromıknatıs nesnesine, çelik ve demir maddelerine elektrik akımını iletecek bir tel ile sarılarak mıknatıslık özelliği kazandırılmaktadır. Birçok farklı alanda kullanılan elektromıknatıs buzdolabı motorlarında, teknolojik cihazlarda, hoparlör ve mikrofonlarında, elektrikle çalışan çeşitli aletlerin adaptörlerinde ve çamaşır makinası motorunda bulunmaktadır.