Helmholtz bobinleri ile manyetik alan oluşturabilmek için bilinen üç temel yöntem vardır.
Bunlar doğrudan sürüş yöntemi, seri rezonans yöntemi ve akımla güçlendirilmiş yeni
rezonans yöntemidir [1]. Doğrudan sürüş metodunun yeterli olmadığı durumlarda ikinci yöntem olarak seri
rezonans metodu uygulanabilmektedir. Seri rezonans (LC) devreleri, kondansatör ve bobinin birbirine seri
olarak bağlanmasıyla oluşan devrelerdir. Seri rezonans devrelerinde, düzeneğin çalışma
frekansı seri rezonans frekansına yaklaştıkça devrenin toplam empedansı azalır ve azalan
empedans neticesinde akımda artış görülür. Seri rezonans durumu, empedansın minimum
akımın ise maksimum olduğu noktadır. Rezonans frekansında akım ve gerilim en yüksek
değerini alır ve akım ile gerilim aynı fazdadır.
Seri rezonans metodunda, Helmholtz bobinlerini rezonans durumuna getirmek için
bobinlere seri olarak bir kondansatör veya kondansatör grubu bağlanır.
Seri Rezonans methodunu önceki bölümlerde detaylı olarak görmüştük. Bu kısımda ise pratikte bu yöntemin nasıl uygulandığı konusuna değiniyoruz.
Aşağıdaki çizelge, tasarlanmış tek eksenli dairesel bir Helmholtz bobinin farklı frekanslarda ölçülen toplam endüktans değerlerini göstermektedir.
Kaynak: Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Tasarlanan bobinlerin endüktans, ölçümleri için Rohde & Schwarz
HM8118 marka LCR metre kullanılmıştır. Ölçümlerin yapıldığı bu cihazın
çalışma frekans aralığı (20 Hz-200 kHz) arasındadır.
Rohde & Schwarz HM8118 LCR Metre
Kullanılan LCR metrenin ölçüm frekansları
Endüktans, ölçümleri sırasında; bobinlere Rohde & Schwarz marka
HM8118 LCR metre cihazı ile sırasıyla; 1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz, 5 kHz, 6 kHz, 7.2
kHz, 8 kHz, 9 kHz, 10 kHz, 15 kHz, 20 kHz, 25 kHz, 30 kHz, 36 kHz çalışma
frekansları uygulanmıştır.
Endüktanslar hesaplandıktan sonra, çalışma frekansında rezonans durumunu sağlayacak olan kondansatörün kapasitansını
belirlemek için aşağıdaki rezonans eşitliğine ihtiyaç duyulur.
Aşağıdaki tabloda ölçülen endüktans değerlerine göre farklı frekanslarda seri rezonans durumunu sağlayacak kondansatörlerin değerleri belirlenmiştir. [0-20 kHz] arası referans alınmıştır.
Düzeneğin farklı çalışma frekanslarındaki seri rezonans durumunu
sağlayacak kapasitans değerleri
Kaynakça:
Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
