Mıknatıs Hakkında uzun bilgi

'Ders notları' forumunda Violet tarafından 19 Şubat 2011 tarihinde açılan konu


  1. Mıknatıs Hakkında Bilgi

    Demir ve nikel`i çekip taşıyabilen çubuğa verilen ad Bu şekilde demir parçalarını çekme, yani mıknatıslık, milâttan birkaç yıl önce, Batı Anadolu`da bulunan Yunan şehirlerinden Maguesia (bugünkü adiyle Manisa) şehri yakınlarında gözlenmiştir Siyah ve ağır bir taşın (bileşiminde demir oksit olan bir taş) demir parçalarını çektiği görülmüş, bu olaya da (magnetite) adı verilmiştir

    Bu tabiî mıknatısların yanında, bir çelik parçasını tabiî bir mıknatıs taşına ya da çelik bir mıknatıs çubuğa sürtmek suretiyle ve elektrik yoluyla geçici mıknatıslık da elde edilebilir Çubuk şeklinde bir mıknatısta, demir tozlarının bu mıknatıs çubuğun uç kısımlarında daha büyük bir şiddetle çekildiği görülür Bu noktalar bir mıknatısın kutup noktaları dır Kuzey yöne dönen mıknatıs kutbuna kuzey kutbu (N), güneye dönen mıknatıs kutbuna güney kutbu (S), adı verilir Aynı addaki mıknatıs kutupları birbirlerini çekerler Ancak, bir mıknatısın kuzey ve güney kutuplarını birbirinden ayırmak mümkün değildir Bu değişik kutupta olma özelliği, demir çubuğun en küçük parçalarının bile molekül mıknatıs özelliği taşımalarındadır

    Bir mıknatıs iğnesinin düşey bir düzlem içinde aşağı yukarı hareket edebilir bir şekilde asılması halinde, yatay durmadığı görülür Bu iğne mıknatıs, yatay eğilme açısı yapar (Türkiye`de 60°) Bu açı kuzeye gidildikçe büyür Bu özellik, yer kürenin, büyük bir mıknatıs gibi etki etmesinden ileri gelmektedir

    Mıknatıs Şekilleri ve Kutupları

    Doğal mıknatıs doğada çok az bulunur Bu nedenle günlük yaşamda yapay mıknatıslar kullanılır Demir, nikel, kobalt gibi maddelerden çeşitli yöntemlerle yapay mıknatıs elde edilir Yapay mıknatıslar çubuk, yassı, silindir, iğne, U ve at nalı şeklinde olabilir

    Mıknatıs, demir tozları üzerine tutulduğunda her tarafının aynı miktarda demir tozlarını çekmediği görülür Demir tozları mıknatısın uç kısımlarında daha fazla toplanır Mıknatısın çekme özelliğinin fazla olduğu uç kısımlarına mıknatıs kutupları denir

    Tam ortasından asılmış bir çubuk mıknatıs kuzey-güney doğrultusunu alarak dengelenir Mıknatısın kuzeye yönelen ucuna kuzey ( north ) anlamında N kutbu, diğer uca da güney ( south ) anlamında S kutbu denir
    Bir mıknatısta N ve S kutuplarının özellikleri farklıdır Bu farklılıktan dolayı aynı kutuplar ( N – N, S – S ) birbirini iter, farklı ( N – S, S- N ) kutuplar birbirini çeker Pratikte bazı mıknatısların kutupları belli olsun diye uçları farklı renklerde boyanır ya da uçlara N, S harfleri yazılır

    Mıknatıslar pusula yapımında, telefon kulaklıklarında, telefon kulaklıklarında, radyo, zil, televizyon, oyuncak, buzdolabı, elektrik motorlarında vb araçlarda kullanılır

    Mıknatıslara kauçuk gibi katkı maddelerinin katılması ile bükülebilen yumuşak mıknatıslar da elde edilebilir Bu tür mıknatıslar buzdolabı kapılarında, elektronik sanayinde, tıpta ameliyat tekniklerinde kullanılmaktadır

    Mıknatıslardan yararlanılarak, yön bulmada kullanılan pusulalar yapılır

    Mıknatısın ilk kullanımı büyük olasılıkla pusula iğnesi biçiminde olmuştur Çinli gemicilerin bin yıldır denizcilikte yön belirlemek için pusula kullanıldığı biliniyor Pusula yardımıyla yer belirten bir işaret, hatta Güneş ve yıldızların yardımı olmaksızın doğru rotada yol alabiliyorlardı 1600 yılında İngiliz bilim adamı William Gilbert bir mıknatısın nasıl çalıştığını açıklamak için tümüyle yeni bir fikir ortaya attı Dünya’nın kendisinin de dev bir mıknatıs olabileceğini öne sürdü Bugün, Dünya’nın kuzey ve güney olmak üzere iki manyetik kutbu olduğu bilinmektedir

    Kutupları belirlenmemiş bir mıknatısın hangi ucunun kuzey, hangi ucunun güney kutbu olduğu bir pusula yardımıyla belirlenebilir Pusula içindeki iğne de bir tür mıknatıs olduğundan mıknatısın herhangi bir kutbu pusulanın N kutbuna yaklaştırıldığında pusulanın ucu itiliyorsa, mıknatısın bilinmeyen kutbu N kutbudur Tersine, pusulanın ucu mıknatıs tarafından çekiliyorsa mıknatısın bilinmeyen kutbu S kutbudur

    Yerkürenin Manyetik Alanı

    Bir mıknatıs, ortasından bir ip ile bağlanarak serbest bırakıldığında bir ucu kuzey, diğer ucu güney yönünü gösterir Yön bulmaya yarayan bu tür mıknatıslara pusula denir Pusula iğnesi de bir mıknatıstır Pusulanın sürekli aynı doğrultuyu gösterecek şekilde sapması, yerin mıknatıslık özelliğinden kaynaklanır Yerkürenin çeşitli yerlerinde yapılan deneylerde pusula iğnesinin yaklaşık hep aynı doğrultuyu gösterdiği belirlenmiştir Bu nedenle yerkürenin daimi bir çubuk mıknatıs özelliği gösterdiği söylenebilir

    Pusula ibresinin kuzey kutbu, kuzeye yöneldiğinden yerkürenin kuzeyinde bir güney mıknatıs kutbu, güneyinde de kuzey mıknatıs kutbu vardır Ancak Dünya’nın değişik noktalarında yapılan deneylerde pusula iğnesinin tam olarak kuzey ya da güney kutuplarını göstermediği belirlenmiştir Bu nedenle yerkürenin coğrafi kutupları ile manyetik kutupları aynı noktalarda çakışmaz Yerin manyetik kutupları ile coğrafi kutupları çakışık olmadığından pusula ibresi ile coğrafi kuzey – güney doğrultusu arasında bir açı vardır Bu açıya sapma açısı denir Sapma açısı, bulunulan konuma göre doğuya ya da batıya doğru olur Ayrıca sapma, yıllara ve mevsimlere göre de değişir

    Mıknatısınızın gösterdiği yöne, sapma açısını hesaplamadan gitmeye kalkarsanız, gitmek istediğiniz noktaya varamazsınız

    Mıknatısın Çekim Alanı

    Mıknatıs, manyetik maddeleri hangi uzaklığa kadar çekim etkisi altında tutabilir? Mıknatısın manyetik maddeleri çekme özelliğini gösterdiği belirli bir bölge ( alan ) var mıdır?

    Mıknatısın büyüklüğüne bağlı olarak değişik uzaklıklardaki toplu iğneleri çekebilir Mıknatıs büyüdükçe daha uzaktaki toplu iğneleri çekebilir Bir mıknatısın etkisini gösterebildiği bölgeye mıknatısın çekim alanı ya da manyetik alanı denir Her mıknatısın belirli bir çekim alanı vardır Mıknatıs büyüdükçe çekim alanı da büyür

    Bir mıknatısın çekim alanı içine giren demir tozları mıknatıslanır ve her biri pusula iğnesi gibi davranarak manyetik alanda sıralanır Manyetik alan ne denli güçlüyse manyetik alan çizgileri de o denli belirgin ve birbirine yakındır Bu nedenle kutuplara yakın bölgelerdeki manyetik alan çizgileri, kutuplardan uzaktaki alan çizgilerinden daha belirgindir

    Bir mıknatısın manyetik alan çizgileri, mıknatısın uçlarına yakın bölgelerde daha sık, uzak bölgelerde zayıf ve seyrektir

    İki mıknatısın aynı ya da farklı kutupları karşı karşıya gelecek şekilde tutularak demir tozlarına yaklaştırıldığında da manyetik alan çizgileri oluşur

    Manyetik alan çizgileri N kutbundan S kutbuna doğru uzanır

    Sürekli ve Geçici Mıknatıslar

    Mıknatıslanma özelliği manyetik maddede kalıcı ya da geçici olabilir Manyetik alan ortadan kalkınca maddenin mıknatıslık özelliği kaybolursa buna geçici mıknatıslanma denir Geçici mıknatıslar sanayide, elektrik zillerinde, transformatör çekirdeklerinde, telefon kulaklıklarında, dinamo ve motor armatürlerinde kullanılır

    Manyetik özelliklerini uzun bir süre sürdürebilen mıknatısa kalıcı mıknatıs adı verilir Kalıcı mıknatıslar, kobalt ve nikelden yapılır Bu metaller kolayca mıknatıslanabilir ve manyetik özelliklerini uzun süre koruyabilir

    Demir çubuk ( çivi ), çelik çubuk ve bir mıknatıs alarak bazı işlemler yapalım
    Mıknatısınızı önce demir çubuğa sürtelim Buradaki sürtme iki elinizi birbirine sürtme gibi olmayacak Elimizi birbirine sürterken yukarı aşağı sürteriz Mıknatısı demir çubuğa sürterken ise tek yönlü sürtmemiz gerekir Ya sadece aşağıya ya da yukarıya doğru olmalı Sağa ve sola sürtmek içinde bu geçerlidir

    Mıknatısa sürttüğümüz demir çubuğu toplu iğnelere yaklaştırdığınızda, toplu iğneleri çektiğini göreceksiniz Fakat bir süre sonra demir çubuğunuz iğneleri çekmeyecektir Burada oluşturduğunuz mıknatıs geçici mıknatıs olmuştur

    Aynı işlemleri çelik çubuk içinde yaptığınızda çelik çubuğun toplu iğneleri çekmeye devam ettiğini göreceksiniz Yaptığınız mıknatıs kalıcı mıknatıs olmuştur

    Bir mıknatısın kalıcı olabilmesi, etkilenme süresine ve ortam koşulları gibi bazı faktörlere bağlıdır
    Sürtünme ile mıknatıslanmış manyetik maddeler çekiçleme, ısınma gibi etkenler karşısında mıknatıslık özelliğini kaybeder Bu sonuç, maddeyi oluşturan atomların sıralanış düzeninin, maddenin mıknatıslanmasında etkili olduğunu kanıtlar

    Mıknatıs bölündüğünde, her parça mıknatıs özelliğini devam ettirir Böldüğünüz mıknatısı tekrar ikiye bölerek daha küçük mıknatıslar elde edebilirsiniz

    Manyetik etki altında olmayan demir ve çelik çubukta manyetik özellik gösteren bölgeler düzensizdir Bu çubuklar manyetik alan içine konduklarında, düzensiz bölgeler düzenli hale gelerek mıknatıslık özelliği kazanır

    Mıknatısı Bölmek

    Çubuk şeklindeki bir mıknatıs ikiye bölündüğünde, oluşan her bir parça yine N – S kutuplu mıknatıs olur Bölme işlemi atomik boyuta kadar devam ettirildiğinde de yine mıknatıs özelliği devam eder Yani tek kutuplu mıknatıs elde edilemez

    Mıknatıs nerelerde kullanılır, kullanım alanları

    Mıknatısın kullanıldığı başlıca yerlere bakacak olursak, pusula, bildiğimiz VHS videolar, kasetler, bilgisayarların içindeki floppy diskler ve hard diskler, kredi ve ATM kartları, televizyon ve bilgisayar monitörleri, kapı zili, hoparlör ve mikrofonlar, elektrikli motor ve jeneratörler, transformatörler öne çıkıyor Dikiş makinelerini de unutmayalım; yere saçılan bin tane toplu iğneyi en ufak hasarla toplamanın tek yolu mıknatıs değilse nedir? Bir de buzdolabı kapaklarının üstüne yapıştırılan süsler var tabii

    MIKNATISIN KULLANILDIĞI YERLER

    1- Denizciler pusula ile yönlerini bulurlar
    2- Hurda yığınları arasındaki demir parçalarının ayıklanmasında
    3- Vinçler de ağır yükleri kaldırmak için elektro mıknatıs kullanılır
    4- Elektrik motorlarında,kapı zillerinde,telgraf ve telefon gibi araçlarda
    5- Elektrik santrallerinde jeneratörlerde elektrik elde etmek için kullanılır


    [​IMG]
     



  2. 1 Mıknatıs neye denir?
    Demir, nikel, çelik, kobalt gibi cisim ve maddeleri çeken cisimlere mıknatıs denir

    2 Mıknatıs her uzaklıktan cisimleri çeker mi?
    Hayır Mıknatıs her uzaklıktan cisimleri çekmez Mıknatısın tesir edebildiği belli bir uzaklık vardır Bu uzaklık mıknatısın tesir edebildiği alandır Bu alana giren ve çekebildiği cisimleri çeker

    3 Mıknatısın çekim alanına giren alana ne denir?
    Magnetik alan denir

    4 Bir mıknatısın mıknatıslığı giderilir mi?
    Bir mıknatıs erime derecesine kadar ısıtılırsa mıknatıslığı kaybolur

    5 Bir mıknatısta kaç kutup vardır?
    İki(2)

    6 Mıknatısın iki kutbu var Bu kutuplar hangileridir? isimleri nedir?
    Mıknatıstaki iki kutuptan biri kuzeyi gösteren (N) kutbu, diğer kutbu ise güneyi gösteren (S) kutbudur
    1 Kuzey kutbu (N) 2 Güney kutbu (S)

    7 Bir mıknatısta eksi (-) ve artı (+) kutbu var mıdır? Varsa hangi kutbu (+), hangi kutbu (-) dir?
    Bir mıknatısın N ile gösterilen kısımları pozitif kutbu (+), S ile gösterilen kutbu ise negatif(-) kutbudur

    8 Mıknatısın hangi kutbu diğer kutbundan daha fazla çekme özelliğine sahiptir?
    Her iki kutupta aynı büyüklükte (şiddette) çekme özelliğine sahiptir Mıknatısın bir kutbu diğer kutbundan daha fazla çekme özelliğine sahip değildir

    9 Bir mıknatısın kuvvet alanı ne demektir?
    Mıknatıs etrafında bulunan demir tozlarına veya iğneye tesir edebildiği alana o mıknatısın kuvvet alanı denir

    10 Bir mıknatısın çekme özelliğinin en fazla olduğu yere ne denir?
    Mıknatısın kutupları (uç noktaları)

    11 Tek kutuplu mıknatıs var mıdır?
    Hayır Yoktur

    12 Bir mıknatısın çekme ve itme özelliği nasıldır?
    Farklı cins kutuplar birbirini çekerler
    Aynı cins kutuplar birbirini iterler

    13 En önemli magnetik maddeler hangileridir
    En önemli magnetik maddeler, demir, nikel, çelik ve kobalttır Magnetik doğal bir mıknatıstırSiyah birtaşı andıran ve doğada tabii olarak bulunan demir, nikel, çelik ve kobaltı çeken demir filizine magnetit adı verilir

    14 Mıknatıs, bir pusulaya yaklaştırıldığında, pusula iğnesi neden sapar?
    Pusula iğnesi bir mıknatıstır Başka bir mıknatısın çekim alanına (magnetik alan) girerse pusula iğnesi sapar

    15 Mıknatısları korumak için yere düşürmemek gerekir Niçin?
    Mıknatısta atomlar belli bir çizgi üzerinde düzenli bir biçimde dizilirler Mıknatıs yere çarpınca bu diziliş bozulabilir ve mıknatıs kırılabilir Büyük mıknatısın magnetik çekim alanı da büyük olur Mıknatıs yere düşüp kırıldığında mıknatıslık özelliğini kaybetmez, fakat mıknatıs ikiye bölünürse, küçülür Küçük mıknatısın magnetik çekim alanı azalmış olur Mıknatıs ne kadar parçaya ayrılsa da, yine her parçasının kuzey (N) ve (S) kutbu vardır Bu özellik kaybolmaz Bir mıknatıs yüksek sıcaklığa kadar ısıtılırsa, mıknatıslığı zayıflayarak kaybolur

    16 Bir pusula île bir mıknatısın kutbunu nasıl bulursunuz?
    Kutbu bilinmeyen mıknatısı, pusulaya yaklaştırırız Pusula iğnesinin hangi kutbunu itiyorsa, mıknatıs pusula kutubu ile aynı kutupludur Çektiği uçlar ise zıt kutupludur

    17 “Pusulanın kutusu demir olamaz” diyoruz Neden? Bu kutu hangi madde ya da maddelerde yapılmalıdır?
    Pusulanın kutusu demir otursa, magnetik özelliğini zamanla kaybeder Kutu magnetik olmayan madde ya da maddelerden yapılmalıdır Örneğin; plastik, tahta vb gibi

    18 Bir mıknatısın demirden mi yoksa, çelikten mi olduğunu nasıl anlarsınız?
    Magnetik özelliği gösteren maddeler, tek yönde sürtme ile mıknatıslanır Sürtme ile elde edilen mıknatıslanma kısa süreli mıknatıslanmadır Çelik mıknatıslanırsa, mıknatıslanma özelliğini uzun süre korur Makas sürtme ile mıknatıslanır Eğer mıknatıslık özelliği uzun süre kalırsa, makas çelikten yapılmış demektir Sürtme ile mıknatıslık özelliği çok kısa sürede kaybolursa, demirden yapılmış olduğu anlaşılır Elinizdeki demirden yapılmış veya plastikten yapılmış tükenmez kaleminizi kazağımıza sürterek, küçük kağıt parçalarının üzerine tuutunuz Negörürsünüz? Kaleminiz küçük kağıt parçalarını çeker Sonra bu çekme özelliği hemen kaybolur Eğer kaleminiz çelikten yapılmış olsaydı, bu mıknatıslık özelliği uzun süre kaybolmayacaktı

    19Bir mıknatısı at nalı şeklinde yapmanın ne gibi yararı vardır?
    At nalı şeklinde olan mıknatıslarda, her iki kutup yani N ve S kutbu birbirine çok yakındır Bundan dolayı kutuplar arasında güçlü bir magnetik alan oluşur Bu mıknatısalar demir tozu içine sokulduğunda demir tozları iki kutup arasında ip gibi dizilirHerhangi bir magnetik maddeye yaklaştırıldığında daha çok şiddetle çeker

    20 Bir mıknatısta yalnız S yada yalnız N kutbu elde edilebilir mi?
    Hangi çeşit mıknatıs otursa olsun, parçalara ayırsanız dahi, yine N ve S kutuplu mıknatıslar elde edersiniz Tek kutuplu mıknatıs elde etmek mümkün değildir

    21 Bir çubuk mıknatısın kutupları neresinde bulunur?
    Bir çubuk mıknatısın kutupları, mıknatısın uç kısımlarında bulunur Bir çubuk mıknatısını demir tozları içerisine daldırırsak, en fazla uç kısımlarında demir tozlarının toplandığını görürüz Demir tozlarının toplandığı bu uç kısımlara mıknatısın kutupları denir

    22 Bir çubuk mıknatısın kutupları, çubuğun uçlarından eşit uzaklıkta mıdır?
    Bir mıknatısta kutuplar uçlardan eşit uzaklıktadır Kutuplar; çekim şiddeti (kuvveti) bakımından birbirine eşit ve simetriktir

    23 Aynı isimli mıknatıs kutuplarının birbirine yaptığı etkiyi açıklayınız?
    Karşılıklı konulan iki mıknatısın birbirlerini itmesi veya çekmesi kutuplarına bağlıdırAynı isimli kutuplar birbirini iter Zıt isimli kutuplar ise birbirlerini çekerler Mıknatısların karşılıklı konan S kutbu N kutbunu çeker Bir mıknatısta N kutuplar ya da S kutuplar karşılıklı konulursa, birbirini ittiği görülür
    Karşılıklı konulan aynı cins kutuplar birbirini iter Birinden diğerine kuvvet çizgisi ulaşmaz Bir mıknatısta, karşılıklı konulan zıt isimli kutuplar birbirini çekerler N kutbundan çıkan kuvvet çizgileri,
    diğer mıknatısın S kutbuna ulaşarak çekim kuvvetini sağlar

    24 Çubuk mıknatıslarında, mıknatıslık özelliklerinin uzun süre devam edebilmesi için,mıknatıs kullanılmadığı zaman nasıl bir önlem alınmalıdır?
    Çubuk mıknatısların, mıknatıslık özelliğim uzun süre koruyabilmeleri için, magnetik olan maddelerden, yani mıknatısın çekme özelliği olan maddelerden uzak tutması gerekirÖrneğin; sürekli olarak bir demire yakın tutulan mıknatısın mıknatıslık özelliği azalmış olur

    25 Etkiyle mıknatıslanan çelik iğne mi, yoksa yumuşak demir çivi mi mıknatıslığını daha uzun süre korur?
    Etkiyle (tesirli) mıknatıslanmada, çelikten yapılmış olan, çelik türü maddeler daha uzun süre kalan mıknatıslık özelliği gösterirler Yani çelik iğnenin mıknatıslık özelliği demir çividen daha uzun sürelidir

    26 Çelik bir kayık yapıp mıknatısladıktan sonra yüzdürürseniz, nasıl bir durum gözlersiniz?
    Kayık çelikten yapılmış ve mıknatıslanmış olduğu için, mıknatıslık özelliğini uzun süre koruyacaktır Mıknatıslık özelliği suda da geçerlidir Yani mıknatıs özelliğim kayık suda da gösterecektir Onun için kayık suda ilk karşılaştığı demir, nikel ve kobalttan yapılı bir cisme yapışarak kalacaktır Örneğin, bu kayık bir demirden yapılı geminin yanından geçemez Gemiye yapışıp kalır Çünkü; mıknatıs özelliğinde olan bu kayık suda da mıknatıslık özelliğini gösterecektir

    27 Geçici ve daimi mıknatıslanma ne demektir?
    Mıknatıslık özelliğim uzun süre koruyamayan ve kolayca kaybeden maddelere geçici mıknatıs denir Örneğin; ham demir, mıknatısa sürtülüp, bir süre bekletilirse, başlangıçta kazandığı mıknatıslık özelliğim kaybeder

    28 Mıknatıslık özelliğini uzun süre koruyabilen (sert çelik gibi) maddelere daimi yani sürekli mıknatıs denir
    Yer’in manyetik kutupları ile coğrafi kutupları çakışık olmadığından pusula ibresi Yer üzerinde çok yerde coğrafi kuzey kutbu göstermez Pusula ibresi ile coğrafi kuzey-güney doğrultusu arasında bir açı vardır Bu açı sapma açısıdır Sapma, bulunulan yere göre,doğuya veya batıya doğru olur Sapma, yıllara ve mevsimlere göre değişir

    29 Mıknatısın kullanım alanlarım sayınız
    Mıknatıs günlük yaşantımızda hemen hemen her yerde kullanılmaktadırSana yiden elektronik eşyalara, evlerde kullandığınız araç gereçlere kadar her yerde mıknatıs vardırDenizciler, pusula ile denizlerde yönlerini bularak yolculuk yaparlarVinçler, ağır demir yüklerim elektromıknatıs sayesinde kaldırırlarKapı zili, telgraf, telefon, radyo, televizyon gibi bir çok araçlar elektromıknatıs sayesinde çalıştırılır Elektrik motorlarının yapısında mıknatıs bulunur Hurda yığınlarının arasından demir parçalarını ayırmak için yine mıknatıs kullanılırElektrik santrallerinde jeneratörlerden elektrik elde etmek için yine elektromıknatıslardan yararlanılır