İndüksiyon emk'sı ve Raylı Sistemler

Merhaba Sinan, seninle birlikte bu güzel fizik sorusunu çözelim. Sorumuzda, düzgün manyetik alanda raylar üzerinde hareket eden iletken çubukların oluşturduğu düzeneklerin toplam elektromotor kuvvetlerini, yani emk'larını bulmamız isteniyor.

Öncelikle indüksiyon emk'sını veren temel formülü hatırlayalım. Bir devredeki indüksiyon emk'sı, manyetik akının zamana göre değişim hızına eşittir. Yani epsilon eşittir eksi delta fi bölü delta te'dir.

Burada manyetik akı, manyetik alan şiddeti B ile çerçevenin alanının çarpımıdır. Tek bir çubuğun boyunu L olarak alırsak, çubukların hareketiyle oluşan çerçeve alanının değişiminden emk değerlerini hesaplayabiliriz.

Şimdi birinci düzeneği inceleyelim. Çubuklar birbirine doğru ve hızıyla hareket ediyor. Manyetik alan ise sayfa düzleminden içeriye doğrudur.

Çubuklar birbirine doğru yaklaştığı için çerçeve alanı küçülür. Alanın değişim hızı, iki çubuğun hızlarının toplamı çarpı çubukların boyudur. Yani delta A bölü delta t değeri eksi iki v L olur.

Bu değeri emk formülünde yerine koyarsak, birinci düzeneğin toplam emk'sını iki B v L olarak buluruz. Gelin bunu iki epsilon olarak adlandıralım.

Şimdi ikinci düzeneğe geçelim. Bu düzenekte manyetik alan sayfa düzleminden dışarıya doğrudur ve her iki çubuk da sağa doğru ve hızıyla hareket etmektedir.