Elektrik Makinaları Dersi 1. Ünite Sorularla Öğrenelim

Manyetik Malzemeler Ve Manyetik Devreler

1. Soru

Kapalı devre oluşturan ferromanyetik bir malzeme üzerinde N sarımlı bir sargıdan I akımı geçirilmesiyle elde edilen en basit manyetik devrede hangi bölümler ne şekilde adlandırılır?

Cevap

Bacak: sargıların sarıldığı bölümler. • Boyunduruk: bacakları birleştiren bölümler. • Pencere: Nüvenin boş kısmı (genellikle nüvenin ortasında bulunur).


2. Soru

Elektromekanik enerji dönüşümü yapan makinalarda elektriksel ortamla mekanik ortam arasındaki etkileşimi sağlayan ortak ortam hangisidir?

Cevap

Manyetik alan.


3. Soru

Elektromekanik enerji dönüşümü yapan makinalar dendiği zaman ne anlaşılmalıdır?

Cevap

Elektrik enerjisini mekanik enerjiye veya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren makinalar.


4. Soru

Ne tür ferromanyetik malzemeler kolay, ne tür ferromanyetik malzemeler zor mıknatıslanır?

Cevap

Yumuşak ferromanyetik malzemeler kolay, sert ferromanyetik malzemeler zor mıknatıslanır.


5. Soru

Domen’ler ne olarak düşünülebilir?

Cevap

Malzeme içindeki küçük (mikro boyutlarda) mıknatıslar.


6. Soru

Manyetik alınganlık değeri (?m )’in birimi nedir?

Cevap

Birimi yoktur (birimsiz bir sayıdır).


7. Soru

Sabit bir mıknatıs bir diamanyetik, bir paramanyetik ve bir ferromanyetik malzemeye yaklaştırıldığında hangilerini itilir hangileri çekilir?

Cevap

Diamanyetik malzeme hafifçe itilir, paramanyetik malzeme hafifçe çekilir, ferromanyetik malzeme kuvvetli bir şekilde çekilir.


8. Soru

Bazı malzemeler Domen’lere sahip olmasına rağmen neden manyetik (mıknatıs) özellik göstermezler?

Cevap

Çünkü Domen’leri gelişigüzel (karışık) yönlenmiştir. Zıt yönlerde yönelmiş domenler birbirinin etkisini yok eder veya zayıflatır. Bu yüzden malzeme belli bir yönde net bir mıknatıslık gösteremez.


9. Soru

En temel manyetik devre elemanları ve işlevleri nedir?

Cevap

• Sargı: İçinden bir elektrik akımı geçtiğinde manyetik alan oluşturur. • Ferromanyetik (demir özlü veya çelik) nüve: Manyetik alana ait kuvvet (akı) çizgilerinin kolaylıkla taşınmasını sağlar.


10. Soru

Malzemeler göreceli manyetik geçirgenlik ve manyetik alınganlık değerlerine göre ne şekilde sınıflandırılırlar?

Cevap

• Diamanyetik Malzemeler: Uygulanan çok kuvvetli manyetik alan şiddetine karşılık çok zayıf ve negatif (zıt yönlü) manyetik alınganlık değeri gösterirler. • Paramanyetik Malzemeler: Uygulanan çok kuvvetli manyetik alan şiddetine karşılık çok zayıf ve pozitif (aynı yönlü) manyetik alınganlık değeri gösterirler. • Ferromanyetik Malzemeler: Uygulanan çok kuvvetli manyetik alan şiddetine karşılık kuvvetli ve pozitif (aynı yönlü) manyetik alınganlık değeri gösterirler.


11. Soru

Ferromanyetik bir malzemenin B-H (veya H-B) grafiğinin gittikçe eğimi azalan bölümü ne olarak adlandırılır?

Cevap

Doyma Bölgesi.


12. Soru

Doğrusal bir elektrik akımı etrafındaki manyetik alan kuvvet çizgileri nasıldır?

Cevap

Akım kesitini merkez olarak kabul eden iç içe daireler şeklinde.


13. Soru

Bir malzeme üzerinde aynı eksen etrafında dönen elektronların oluşturduğu bölümlere ne ad verilir?

Cevap

Domen (İngilizcesi: domain).


14. Soru

Manyetik devrelerle hangi devreler arasında bir benzerlik oluşturulabilir?

Cevap

Elektrik devreleri.


15. Soru

Ferromanyetik bir malzemenin B-H (veya H-B) grafiği doğru akımla değil de alternatif akımla elde edilmek istenirse grafik kaç bölgeden oluşur?

Cevap

Dört bölgeden


16. Soru

Bir manyetik alana ait kuvvet çizgilerinin yönü nasıl belirlenir, bu yöntemin bir adı var mıdır?

Cevap

Sağ elin başparmağı akımın yönünü gösterecek şekilde açık tutulup diğer parmaklar kıvrıldığında, parmak uçlarının yönü manyetik alanının yönünü gösterir. Bu yönteme Sağ El Kuralı adı verilir.


17. Soru

Elektromekanik enerji dönüşümü yapan bütün elektrik makinalarının ve transformatörlerinin çalışma prensibi hangi iki temel kanun ile açıklanır?

Cevap

Biot-Savart Kanunu ve Amper Kanunu


18. Soru

Ne yapılırsa domen’ler aynı yöne yönlenirler?

Cevap

Malzeme harici bir manyetik alana maruz bırakılırsa.


19. Soru

Dışarıdan bir elektrik akımı verilmemiş malzemelerin magnetik (mıknatıslanma) özelliği göstermelerini sağlayan nedir?

Cevap

Atom çekirdeği etrafında dönen elektronlar.


20. Soru

Manyetik alanın kaynağı nedir?

Cevap

Elektrik akımı.


21. Soru

Ne tür ferromanyetik malzemeler mıknatıslıklarını kolay kaybeder, ne tür ferromanyetik malzemeler mıknatıslıklarını zor kaydeder?

Cevap

Yumuşak ferromanyetik malzemeler mıknatıslıklarını kolay kaybeder, sert ferromanyetik malzemeler mıknatıslıklarını zor kaybeder.


22. Soru

Aralıklı bir sabit mıknatısın aralık kısmında manyetik alan şiddeti (Hg) ve manyetik akı yoğunluğu (Bg)’nin yönleri nasıldır?

Cevap

Hg ve Bg, mıknatıs malzemesi içindeki manyetik alan şiddeti (Hm) ile zıt yönlüdür (Bu durumda Bg ile Bm aynı yönlü olmaktadır).


23. Soru

Malzemenin mıknatıslanma derecesi neye bağlıdır?

Cevap

İçindeki domenlerin ne oranda aynı yöne yöneldiklerine.


24. Soru

Sabit bir mıknatısta domen yönleri nasıldır?

Cevap

Belli bir yönde yönelmiş domen miktarı diğer yönlerde yönelmiş domen miktarından fazladır.


25. Soru

Manyetik alan şiddetin (H)’nin akım ve akım kaynağına olan mesafeyle ilişkisi nasıldır?

Cevap

Akımın şiddetiyle doğru, akım kaynağına olan mesafeyle ters orantılıdır.


26. Soru

Manyetik geçirgenlik değeri (µ) neyi ifade eder?

Cevap

Manyetik akı şiddetinin, akım kaynağına mesafeyle değişim oranını.


27. Soru

Manyetik alınganlık değeri (?m )neyi ifade eder?

Cevap

Malzemenin mıknatıslanma ölçütünü/oranını.


28. Soru

Amper Kanunu, manyetik alana uygulandığında nasıl ifade edilir?

Cevap

Bir manyetik devreye uygulanan H manyetik alan şiddetinin kapalı bir yol/yörünge boyunca integrali (toplamı), bu kapalı yol/yörünge içinde kalan akım değerine eşittir.


29. Soru

Bir malzeme, doğrultusu değiştirilmeden manyetik alan kaynağından uzaklaştırılırsa belli bir kesiti üzerindeki manyetik akı yoğunluğu nasıl değişir?

Cevap

Aradaki mesafenin kendisiyle (dikkat: karesiyle değil) ters orantılı olarak azalır


30. Soru

Manyetik akı yoğunluğu (B) değeri neyi ifade eder?

Cevap

Birim kesit alanından geçen (birim kesit alanını dik kesen) manyetik alan şiddetini.


31. Soru

Dairesel bir iletken veya hat üzerinden geçen akımın, bu daire içinde oluşturduğu manyetik alanın yönü nasıl bulunur?

Cevap

Sağ El Kuralı ile. Sağ elin son dört parmağı akım yönünde kıvrıldığında açık başparmak manyetik alanın yönünü gösterir.


32. Soru

Akı halkası değeri ne şekilde ifade edilebilir?

Cevap

Akı halkası değeri, bir manyetik akının bir sargı üzerinde kestiği (içinden geçtiği) iletken halkalarının sayısıdır.


33. Soru

Ferromanyetik bir malzemenin B-H (veya H-B) alternatif akımla elde edilen grafiği ne olarak adlandırılır?

Cevap

Histerezis eğrisi.


34. Soru

Sabit mıknatısların mıknatıslanma karakteristikleri histerezis eğrisinin hangi bölgelerinde incelenir?

Cevap

Yalnız ikinci bölgesinde.


35. Soru

Sabit mıknatısların mıknatıslanma karakteristikleri kullanılarak çözüm yapılırken, histerezis eğrisinin ikinci bölgedeki kısmı aynen mi kullanılır?

Cevap

Hayır, doğrusal olmayan karakteristiklerin kullanılma zorluğu nedeniyle, bu bölge doğrusallaştırılarak (en yakın doğruya benzetilerek) çözüm yapılır


36. Soru

Sabit mıknatıslar neden yüksek sıcaklıklarda kullanılmamalıdır?

Cevap

Yüksek sıcaklıklarda malzemeler yumuşadığından, domenler nisbeten serbest kalarak karışık bir düzen sergiledikleri ve dolayısıyla malzeme mıknatıslık özelliğini kaybettiği için.


37. Soru

Ferromanyetik bir malzemenin B-H (veya H-B) grafiği üzerindeki doyma bölgesi neyi ifade eder?

Cevap

Malzemenin hemen hemen tümüyle mıknatıslanmış olduğunu (Malzeme üzerindeki domenlerin tümünün veya büyük çoğunluğunun aynı yönde yönelmiş olması).


38. Soru

Nüve kesit alanının aralık kesit alanına eşit olduğu hava aralıklı bir manyetik devrede, manyetik akı yoğunluğunun nüve kesitindeki değeri ile hava aralığı kesitindeki değeri arasında nasıl bir ilişki vardır?

Cevap

Her ikisi birbirine eşittir


39. Soru

Ferromanyetik bir malzemenin B-H (veya H-B) grafiği nasıldır?

Cevap

Başlangıçta yaklaşık olarak doğrusal bir artış gösterir, daha sonra gittikçe eğimi azalan bir grafik çizer


40. Soru

Sabit bir mıknatısın histerezis eğrisinin ikinci bölgesinde H ve B’nin zıt işaretli olması, sabit mıknatıslı devre çözümlerini ne şekilde etkiler?

Cevap

Devre çözümlenirken malzeme içinde H ve B’nin zıt yönlü oldukları dikkate alınmalıdır.


41. Soru

Aralıklı bir nüve, nasıl bir manyetik devre olarak düşünülebilir?

Cevap

Biri ferromanyetik malzeme, diğeri boşluk veya havanın relüktansı olmak üzere, iki relüktansın seri bağlı hali şeklinde.


42. Soru

Üzerinden I akımı geçen N sarımlı bir sargının oluşturduğu manyetomotor kuvvet (H), nasıl hesaplanır?

Cevap

H= N. I


43. Soru

Akı halkası değerinin birimi nedir?

Cevap

Henry (H).


44. Soru

Elektrik devrelerine uygulanan Ohm Kanunu, manyetik devrelere de uygulanabilir mi?

Cevap

Evet, tümüyle uygulanabilir.


45. Soru

Manyetik akı, bir nüvenin aralık kısmında ne şekilde yol alır?

Cevap

Aralığın iç kısmındaki manyetik akı, hemen hemen doğrusal bir yol takip eder, fakat aralığın çeperlerine yakın manyetik akılar, aralığın dışına doğru bombeli bir yol takip ederler.


46. Soru

Bir sargının oluşturduğu manyetomotor kuvvet (mmk,H), hesaplanırken neden akım ile sarım sayısı çarpılır?

Cevap

Her bir sarımdan geçen akım, eşit miktarda manyetik alan şiddeti (veya mmk) oluşturduğu ve bunların her biri belli bir nokta üzerine ayrı ayrı etkidiği için.


47. Soru

Manyetik devrelerde, elektrik devrelerinde olduğu gibi bir dirençten söz edilebilir mi?

Cevap

Evet, elektrik devrelerinde aynı gerilime (emk) karşılık daha az akım geçmesine sebep olan elektrik direnci olduğu gibi, manyetik devrelerde aynı manyetomotor kuvvete (mmk) karşılık daha az manyetik akı geçmesine sebep olan nedenler, manyetik direnç olarak adlandırılır.


48. Soru

Sabit bir mıknatısın histerezis eğrisinin ikinci bölgesinde H ve B’nin işaretleri nasıldır?

Cevap

H negatif B pozitif işaretlidir.


49. Soru

Manyetik akının, bir nüvenin aralıklı kısmının çeperlerinde dışa doğru bombeli bir yol takip etmeleri ne olarak adlandırılır?

Cevap

Saçaklanma


50. Soru

Saçaklanma, etkin (hissedilen) nüve aralık kesit alanını ne şekilde etkiler?

Cevap

Etkin (hissedilen) aralık kesiti alanının, gerçek kesit alanından bir miktar büyük olmasına yol açar.


52. Soru

İçinden akım geçen bir bobinin manyetik kuvvet çizgilerinin yönü nasıl bulunur?

Cevap

Sağ el kuralı ile. Sağ elin dört parmağı, bobinden geçen akım yönünde bobini kavrayacak olursa, açık başparmağı, manyetik kuvvet çizgilerinin yönünü gösterir.


53. Soru

Endüktans ne şekilde tanımlanır?

Cevap

Endüktans, akı halkası değerinin taşınan akıma oranıdır


54. Soru

Nüveler çok pencereli (gözlü) olabilir mi?

Cevap

Evet, olabilir. Göz sayısı ihtiyaca göre belirlenir.


55. Soru

Çok gözlü manyetik devrelerin elektrik devre karşılığı nasıldır?

Cevap

Çok gözlü ve birden fazla gerilim kaynağının bulunduğu elektrik devreleri.


56. Soru

Elektrik devrelerindeki dirençlerin manyetik devrelerdeki karşılıkları ne şekilde adlandırılır?

Cevap

Relüktans.


57. Soru

Manyetik devrelerdeki paralel ve seri bağlı relüktansların eşdeğeri ne şekilde hesaplanır?

Cevap

Elektrik devrelerindeki paralel ve seri bağlı direnç eşdeğerlerinin hesaplanmasında olduğu gibi.


58. Soru

Bir nüvenin tümüyle kapalı olmayıp, iki uçlu ve bu uçları arasında boşluk veya hava olması, relüktansını ne şekilde etkiler?

Cevap

Nüveler, ferromanyetik malzemelerden imal edildiklerinden ve tüm ferromanyetik malzemelerin manyetik geçirgenlikleri boşluktan veya havadan büyük olduğundan, devrenin manyetik relüktansı artar. Başka bir ifadeyle, devreden tümüyle kapalı nüveye göre daha az manyetik akı geçer.


59. Soru

Endüktör (bobin) ile kondansatörü enerji depolama ortamları bakımından karşılaştırınız?

Cevap

Kondansatörler enerjiyi elektrik alanı olarak depolarken, endüktörler (bobinler) enerjiyi manyetik alan olarak depolar.


60. Soru

Nüvesi hava olan, 2000 sarımlı, 500 mm uzunluğunda, 40 mm çaplı bir solenoidin endüktansı ne kadardır?

Cevap

12.63 (H)


61. Soru

Manyetik alanlarla ilgili hangi temel kanunlar bulunmaktadır?

Cevap

Manyetik alanlar ve bu alanlarla ilgili kanunlar ve kavramlar, elektrik makinalarının çalışma prensiplerinin temelini oluşturur. İki temel kanundan birincisi Biot-Savart Kanunu, ikincisi ise Amper Kanunu’dur. Elektromekanik enerji dönüşümü yapan bütün elektrik makinalarının ve transformatörlerin çalışma prensipleri, bu iki kanun ve diğer elektromanyetik kanunlar ile kolayca açıklanır.


62. Soru

Manyetik devrenin tanımı nedir ve en temel manyetik devreyi neler meydana getirir?

Cevap

Makinalar için gerekli manyetik alanı oluşturduğumuz devreye manyetik devre ismini veririz. En basit temel manyetik devre, manyetik alana ait kuvvet (akı) çizgilerini taşıyan ve ferromanyetik (demir özlü veya çelik) bir malzemeden imâl edilen nüve ile manyetik alan kaynağı olan sargı’dan meydana gelir. Elektrik makinalarından elde edilecek güç, makinada oluşturulan manyetik alanın değeri ile doğru orantılıdır. 


63. Soru

Domen nedir?

Cevap

Malzeme üzerinde oluşan küçücük mıknatıslardan aynı yöne yönlenenlerin oluşturduğu bölümlere domen adı verilir.


64. Soru

Manyetik akı yoğunluğu, manyetik geçirgenlik değeri ve manyetik alınganlık ölçütü nedir?

Cevap

Malzemeye uygulanan H manyetik alan şiddetine karşılık malzeme içersinde manyetik akı yoğunluğu değeri elde edilir. Oluşan manyetik akı yoğunluğunun genliğini, malzemenin manyetik geçirgenlik değeri ile mıknatıslanma ölçütü olarak tanımlayabileceğimiz manyetik alınganlık değeri belirler.


65. Soru

Dimanyetik malzemeler nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Diamanyetik malzemeler, uygulanan kuvvetli bir manyetik alan şiddetine karşılık çok zayıf ve negatif değerlikli manyetik alınganlık değeri gösterirler. Negatif değerlikli alınganlık göstermesi, manyetik alan tarafından hafifçe itilecekleri anlamını taşır. Uygulanan alan kaldırıldıktan sonra kalıcı bir mıknatısiyet barındırmazlar. Periyodik tablodaki altın, gümüş, bakır, civa, bizmut ve karbon grafit gibi pekçok element diamanyetiktir. Bu malzemelerin yanında, su, tahta ve canlı doku da diamanyetik malzemeler kategorisindedir


66. Soru

Paramanyetik malzemeler nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

Paramanyetik malzemeler manyetik alan tarafından zayıfça çekilirler ve küçük miktarda pozitif değerli manyetik alınganlık gösteririler. Bu malzemeler sıcaklığa karşı oldukça duyarlıdırlar. Alüminyum, uranyum ve pilatinyum gibi paramanyetik mazlemelerin düşük sıcaklıklarda mıknatıslanmaları artar. Diğer paramanyetik malzemelere örnek olarak magnezyum, titanyum, tungsten, molibden ve lityum sayılabilir.


67. Soru

Ferromanyetik malzemeler nedir ve özellikleri nelerdir?

Cevap

İsminden anlaşılacağı üzere ağırlıklı olarak demir veya demir özlü malzemeler olarak bilinmesine karşılık, nikel ve kobalt gibi malzemeler de ferromanyetik malzemelerdir. Kendi aralarında yumuşak ve sert olarak da sınıflandırılırlar. Demir gibi yumuşak malzemeleri mıknatıslamak kolay iken, nikel ve kobalt gibi malzemeler zor mıknatıslanırlar. Ancak tersine demir kalıcı mıknatısiyetini yitirme eğiliminde iken, diğerleri mıknatısiyetlerini koruma eğilimindedirler. Aynı zamanda bu malzemeler sabit mıknatısların fabrika ortamında yapay olarak elde edilmesinde de kullanılırlar.


68. Soru

Diamanyetik ve paramanyetik malzemeler için mıknatıslanma karakteristikleri nasıldır?

Cevap

Diamanyetik malzemelerin mıknatıslanma karakteristikleri, uygulanan alan yönünün tersi yönde mıknatıslanmaları sebebiyle, paramanyetik malzemeler için verilen karakteristiğin tersidir.


69. Soru

En basit manyetik devrenin oluşması için ne gereklidir?

Cevap

En basit manyetik devre, kapalı devre oluşturan ve ferromanyetik malzemeden imâl edilen bir nüve ile bu nüve üzerine sarılmış N sarımlı, I akımı taşıyan bir sargıdan oluşur.


70. Soru

Çok gözlü manyetik devrelerin özellikleri nelerdir?

Cevap

Bazı manyetik devrelerde birden fazla pencere ve birden fazla sargı olabilir. Bu durum çok gözlü ve birden fazla gerilim kaynağının bulunduğu bir elektrik devresine karşılık gelir. Elektrik devrelerinde çok gözlü devrelere uygulanan çözüm yöntemleri, manyetik devrelere de uygulanabilir.


71. Soru

Hava aralıklı manyetik devrelerin özellikleri nelerdir?

Cevap

Elektrik makinalarında stator veya kutuplar ile rotor veya endüvi arasında bir hava aralığı bırakılmak zorundadır. Aynı şekilde röle, kontaktör ve solenoid valflerde hareketli parça ile kutup göbeği arasında bir hava aralığı bulunur.


72. Soru

Sabit mıknatıslı manyetik devrelerin özellikleri nelerdir?

Cevap

Sabit mıknatıslar günümüzde motor ve generatörlerde alan kaynağı olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Fırçasız doğru akım motorları ve sabit mıknatıslı senkron motorlar bunlara örnek olarak verilebilir.


73. Soru

Endüktör nedir?

Cevap

Endüktör (bobin) manyetik alanında enerji depo eden elaman olarak tanımlanır. Elektrik  lanında enerji depo eden kondansatöre karşılıktır. Solenoid ve toroid özel endüktör yapılarıdır.


Kayıt Yenileme (Ders Ekle Sil)
7 Şubat 2022 Pazartesi