Yüksek frekanslı Helmholtz bobin uygulamaları için donanım düzeneği tasarımı
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BERKAY KIVANÇ
Danışman: Fikret Ari
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Düzgün manyetik alan oluşturmak için kullanılan Helmholtz bobinleri ile alterne veya doğru akım kullanılarak manyetik alan üretilebilir. Bu bobinler ile statik manyetik alana ihtiyaç duyulduğunda, bobinlere bir güç kaynağından DC akım sürülerek istenilen bu statik manyetik alan oluşturulabilir. Öte yandan bu çalışmada örneklendirilen bazı test uygulamaları, zamanla değişen düzgün manyetik alanlara ihtiyaç duyar. Bu durumlarda, Helmholtz bobinlerine AC bir güç kaynağından alterne akım sürülerek istenilen frekanstaki bu manyetik alanlar meydana getirilebilir. Ancak, frekansın büyüklüğü bu durumda çok önemli bir etkendir. Çünkü frekans artışı ile birlikte, Helmholtz bobinlerinin endüktif reaktansları doğru orantılı olarak artmaktadır. Ayrıca bu artan frekans, bobin iç direncini de yakınlık etkisi ve deri etkisi gibi nedenlerle artırmaktadır. Bu parametreler sonucunda yükselen bobin empedansı, bobinler üzerinde çok yüksek voltajlar meydana gelmesine ve güç kaynağından bobinlere çekilebilecek olan akımın düşmesine neden olmaktadır. Helmholtz bobinlerinin meydana getireceği manyetik alanın büyüklüğü de bobinlerden geçecek olan akım ile doğru orantılı olduğundan; bu düşük akım, yapılacak test uygulaması için istenilen manyetik alanın üretilmesini zorlaştırmaktadır. Bu durumun en önemli dezavantajı da bu yüksek frekanslarda bobinlere yeterli akım sürebilmek için bir veya birden fazla yüksek maliyetli amplifikatörlere (yükselteçlere) ihtiyaç duyulmasıdır. Helmholtz bobinlerinin fiyatlarının yüksekliği de göz önüne alındığında, yapılmak istenen test uygulaması için gerekli donanım düzeneğinin maliyetinin oldukça yüksek olması kaçınılmaz olacaktır. Bu çalışmada özellikle bu konu ele alınmış ve orta-yüksek frekanslı Helmholtz bobin uygulamaları için düşük maliyetli bir donanım düzeneği geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada sunulan ölçüm verileri ile de desteklendiği üzere 0-20 kHz çalışma frekansı aralığında kullanılabilecek, düşük maliyetli bir Helmholtz bobin donanım düzeneği oluşturulabileceği görülmüştür.