fİzİk proje raporumaycalistaylari.comu.edu.tr/calistay2009_2/sunumlar/... · 2009-08-04 ·...
TRANSCRIPT
T.C.MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI-TUBİTAK BİDEB YİBO
ÖĞRETMENLERİ (Fen Ve Teknoloji, Fizik, Kimya, Biyoloji Ve
Matematik)PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ
FİZİK ÇALIŞMA GRUBU
FİZİK PROJE RAPORU
PROJE ADI:
HAREKET İLE ISI ELDE EDİLMESİ
GRUP ADI:
MOPCİGİ
GRUP DANIŞMANLARI:
Prof. Dr. F.NECATİ ECEVİT
Prof. Dr. Zehra AKDENİZ
GRUP ÜYELERİ:
Seçkin KÖPRÜLÜ
Kenan DOĞANAY
Ahmet AKKAN
30.06.2009
1
PROJENİN AMACI:
Soğuk günlerde ayakların üşümesini engellemek için ayakkabının içine
elektromekanik bir düzenek yerleştirilecek. Bu düzenekten elektrik akımı elde edilmeye
çalışılacak. Akımın bir direnç üzerinden geçerek ısı enerjisine dönüşmesi sağlanacak. Bu
şekilde ayakkabının ısıtılması ve ayakların üşümemesi öngörülmektedir.
ÖZETİ:
İnsanoğlu geçmişten günümüze kadar sürekli olarak ayakla ilgili problemler
yaşamaktadır. Bunlardan biriside sert kış koşullarında ayakların sıcak tutulamamasıdır. Bu da
beraberinde çeşitli sağlık sorunlarını tetiklemektedir. Yapılan literatür taramasında bu proje
konusuyla ilgili benzer bir çalışmaya rastlanmamıştır. Literatürde ayağın ayakkabı içinde
sıcak tutulması için keçe, yünlü çorap giyme v.b ısı izolasyon maddeleri kullanılmaktadır.
Bu soruna çözüm getirmek için ayakkabının tabanına bir ısıtma mekanizmasının
yerleştirilebileceği düşünülmektedir. Ayakkabı tabanı izole edilerek ısının kısa sürede
kaybolması engellenebilir.
GİRİŞ:
Üreteç kullanılmadan mıknatıs veya magnetik alan kullanılarak elde edilen akıma indüksiyon
akımı veya indükleme akımı denir.
Bir iletken telden elektrik akımı geçirildiğinde, iletken tel etrafında magnetik alan
oluşturuyorsa, magnetik alan sayesinde de iletken telde elektrik akımı oluşturulabilir. Elektrik
akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklerinin yani elektronların iletken telde hareket etmesi
gerekir. İletken telde elektronların hareket etmesini mıknatısın magnetik alanı sağlar.
İçi boş demir borunun (çubuğun veya silindirin) üzerine iletken telin sarılmasıyla elde edilen
düzeneğe bobin veya akım makarası veya selenoid denir.
Bobinin içerisine bir çubuk mıknatıs hızlı bir şekilde girdirilip çıkartılırsa, bobinin
uçlarına bağlı olan mili ampermetrenin ibresinin saptığı gözlenir. Mili ampermetrenin
ibresinin sapması bobinden yani devreden yani iletken telden elektrik akımı geçtiğini gösterir.
İletken telde, üreteç kullanılmadan mıknatıs ile elde edilen bu akım indüksiyon akımıdır.
İndüksiyon akımının oluşmasının nedeni, kapalı devre halinde bulunan bobinin üzerindeki 2
iletken telden (iletken telin içinden) geçen magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının sürekli
değişmesi ve kuvvet çizgileri (magnetik alan) sayesinde iletken teldeki elektrik yüklerinin
yani elektronların hareket etmesidir. [1bkz.]
İndüksiyon Akımının Bağlı Olduğu Faktörler :
İndüksiyon akımının büyüklüğü iletken teldeki kuvvet çizgilerinin sayısına ve değişme hızına
bağlıdır. Bu nedenle indüksiyon akımının büyüklüğü;
1- Bobindeki sarım sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.
2- Mıknatısın magnetik alan şiddetine yani çekim gücüne yani magnetik alan kuvvet
çizgilerinin sayısına bağlıdır ve doğru orantılıdır.
3- Mıknatısın bobine (veya bobinin mıknatısa) girdirilip çıkartılma hızına bağlıdır ve doğru
orantılıdır.
3
Şekil 1
1.durum: Çubuk mıknatıs 1. Durumda ki gibi bobine girdirilirse, mili ampermetrenin
ibresinin yönü artı yönde hareket eder.
2.durum: Çubuk mıknatıs 2. Durumda ki gibi bobinden çıkartılırsa, mili ampermetrenin
ibresinin yönü eksi yönde hareket eder.
3.durum: Çubuk mıknatıs Güney(S) kutbu önde olacak şekilde bobine girdirilirse mili
ampermetrenin yönü eksi yönde hareket eder.
4
4.durum: Çubuk mıknatıs Güney(S) kutbu önde olacak şekilde bobinden çıkartılırsa mili
ampermetrenin yönü artı yönde hareket eder.
METODOLOJİ:
Bir düzlem tahtaya bobin(1200 sarımlı, 12ohm) silikonla sabitlendi. Bobinin üst
kısmına yaylı masaya benzeyen bir düzenek yerleştirildi.(Resim-2) Düzeneğin orta kısmına da
indüksiyon akımını oluşturacak iki parçalı bir mıknatıs yerleştirildi. Buradaki amaç mıknatısın
bobin içerisindeki hareketinden yararlanarak indüksiyon akımı üretmek. Bobinin çıkışlarına
yerleştirilen direnci yüksek sarmal yapıdaki Nikel-Krom tel bağlandı.(Resim-1) [2 bkz.]
Resim - 1
5
Resim - 2
Direnci büyük iletken telde oluşacak ısıyı
izole etmek için yalıtım malzemesi olarak ayakkabı keçesi
kullanıldı ve iletkenin etrafı bu keçe ile kaplandı.
(Resim-3 a-b)
Resim-3 a
Resim-3 b
6
Resim-4
Planlanan düzenek tam olarak oluşturulduktan sonra deney aşamalarına geçildi.
(Resim-4)
DENEYLER:
Mıknatısın hareketi sonucu oluşan indüksiyon akımının oluşturduğu gerilim devreye
paralel olarak bağlanan mili voltmetre ile ölçüldü. Yapılan ölçümlerde değişken olarak
salınım sayısı kullanıldı. Elde edilen sonuçları aşağıdaki tabloya kaydedildi.(Tablo-1)
Tablo-1
DENEME SAYISI SÜRE (s) SALINIM SAYISI GERİLİM (mV)1 5 11 22 5 16 43 5 24 64 5 30 105 5 37 186 5 40 22
SONUÇ-TARTIŞMA:
7
Sistemin çalıştırılması sonucunda oluşturulan gerilimin, direnci büyük olan Nikel-
Krom telde ısıya dönüşemeyecek kadar düşük değerde olduğu sonucu gözlendi.
Oluşturulan tabloda görüldüğü üzere salınım sayısı artırıldıkça geriliminde buna doğru
orantılı olarak arttığı gözlenmiştir.
Daha büyük bir akım oluşturmak için manyetik etkisi daha güçlü olan bir mıknatısın
kullanılması gerektiği ve bu mıknatısın bobin içindeki hareketinin sürekliliğinin sağlanması
için daha sağlıklı bir sistem oluşturulabileceği düşünülmektedir.
TEŞEKKÜR:
Çalışmalarımızda bize yardımcı olan Prof. Dr. F. Necati ECEVİT ve Prof. Dr. Zehra
AKDENİZ hocalarımıza teşekkür ederiz.
Ayrıca Teknisyen Neşe DİŞÇİOĞLU hocamıza bize verdiği destek ve pozitif
katkılardan dolayı teşekkür ederiz.
KAYNAKÇA:
1. www.fenokulu.net
2. www.cengizkahvecioglu.info/lise%202/İNDİKSİYON%20 AKIMI .pdf
3. http://www.fendeney.com/flash/html/44.html
8