Alt Başlıklar
Mıknatıs Nedir
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 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
Mıknatıs Hakkında Bilgiler
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 mıknatıstır.Siyah 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.
19.Bir 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 dizilir.Herhangi 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 bağlıdır.Aynı 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 gerekir.Örneğin; 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? Açıklayınız.
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 kullanılmaktadır.Sana yiden elektronik eşyalara, evlerde kullandığınız araç gereçlere kadar her yerde mıknatıs vardır.Denizciler, pusula ile denizlerde yönlerini bularak yolculuk yaparlar.Vinçler, ağır demir yüklerim elektromıknatıs sayesinde kaldırırlar.Kapı 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 kullanılır.Elektrik santrallerinde jeneratörlerden elektrik elde etmek için yine elektromıknatıslardan yararlanılır.