Helmholtz bobinlerinin AC ve DC akıma karşı tepkisi

 Helmholtz Bobinlerinin AC ve DC Akıma Karşı Tepkisi 


DOĞRU AKIM

        Bobinler, alternatif akım (AC) veya doğru akım (DC) kaynaklı elektronik devrelerinde kullanılabilirler. Doğru akım, zamanla yönü ve şiddeti değişmeyen akımdır. Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akım da alterne akım olarak ifade edilir. 

        Yönü ve şiddeti değişmeyen doğru akımın frekansı sıfırdır, alterne akımın frekansı ise kullanıldığı devreye göre çok düşük frekanslardan çok yüksek frekanslara kadar değer alabilir. 

        Bir bobine doğru akım uygulandığında endüktif bir akım meydana gelmez, sadece akım dolaşımına engel olan ve bobinin sarımından kaynaklı bir iç direnç meydana gelir. Doğru akım uygulandığındaki bu bobin iç direnci birçok hesaplamada dikkate alınmayacak kadar küçük olabilir. Öte yandan, bobin tellerinin sarımından kaynaklanan bu iç direnç çok sargılı bobinlerde yüksek değerlere ulaşabilir. Bu nedenle her bir bobin aşağıdaki şekilde görülebileceği üzere kendisine seri bağlı bir direnç, diğer bir deyişle iç direnç ile modellenebilir.


ALTERNATİF AKIM

        Bir bobine alternatif  akım uygulandığında ise , bobin etrafında meydana gelen farklı frekanslardaki manyetik alanlardan dolayı akım dolaşımına engel olan bir etki meydana gelir. Bobinin AC akıma karşı gösterdiği bu dirence endüktif (indüktif) reaktans denilir. Özetle, alterne akım devrelerinde yükün (bobinin) direnci empedans (Z) iken doğru akımda saf direnç (R) olarak ifade edilebilir.

        Endüktif reaktans; AC güç kaynağı tarafından enerji verilen bir bobinin üzerinde oluşan voltajın, bobinden geçen akıma oranı olup; 

        𝑋𝐿=𝑉𝐿*𝐼𝐿,

        𝑉𝐿*𝐼𝐿 =𝜔𝐿.𝐼𝐿/𝐼𝐿=𝜔𝐿,  

        𝑋𝐿=2πfL eşitliği ile hesaplanır.

 Bu eşitlikte; 

  •             𝑓 bobin üzerinden geçen akımın frekansını,
  •             L ise bobinin endüktansını ifade eder.

 Eşitlikten de görüleceği üzere; bir bobinin endüktif reaktansı, uygulanan frekansın artışı veya azalışı ile doğru orantılı olarak artar veya azalır.



Kaynakça:


 Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.