ELEKTROMANYETİK KURAMA GİRİŞ
1.1. Temel Birimler ve Kavramlar
25
1.3. Elektriksel Temel Nicelikler
27
VEKTÖR/YÖNEY/YÖNLEÇ ANALİZİ
2.1. Vektör ve Gösterimi
29
2.2.1. Bir Vektörün Diğer Bir Vektör Üzerindeki İzdüşümü
32
2.3. Koordinat/Konaç Sistemleri/Dizgeleri ve Diferansiyel Uzunluk, Yüzey ve Hacim Bileşenleri
33
2.4. Koordinat/Konaç Dönüşümleri
37
2.4.1. Kartezyen–Silindirik ve Silindirik–Kartezyen Koordinat/Konaç Dönüşümleri
38
2.4.2. Kartezyen–Küresel ve Küresel–Kartezyen Koordinat/Konaç Dönüşümleri
42
2.4.3. Silindirik–Küresel ve Küresel–Silindirik Koordinat/Konaç Dönüşümleri
49
2.5. Çizgisel/Eğrisel Tümlev/İntegral
55
2.6. Bir Yüzeyin Vektör Olarak Gösterimi
56
2.8. Nabla/Del Vektör Operatörü, Gradient, Divergens ve Rotasyon
58
2.8.1. Nabla/Del Vektör Operatörü
58
2.9. Nabla/Del Operatörü İçeren Vektör Özdeşlikler
70
2.10. Alanların sınıflandırılması ve Helmholtz Teoremi
71
DURGUN ELEKTRİK–ELEKTROSTATİK ALAN
3.2. Elektrik Alan Yeğinliği/Şiddeti
75
3.2.1. Ayrık Noktasal Yüklerin Oluşturduğu Elektrik Alan Yeğinliği/Şiddeti
75
3.2.2. Sürekli Yük Dağılımları ve Bunlarla İlgili Elektrik Alanlar
77
3.2.2.1. Çizgisel Yük Dağılımı
77
3.2.2.2. Yüzeysel Yük Dağılımı
78
3.2.2.3. Hacimsel Yük Dağılımı
79
3.3. Gauss Yasası–Gauss İntegral Teoremi ve Uygulamaları
81
3.3.1. Paralel Levha Sığacının/Kondansatörünün Üst Levhasına Etkiyen Kuvvet
82
3.4. Elektrik Akısı–Yer Değiştirme Akısı–Yer Değiştirme Ψ ve Elektrik Akı Yoğunluğu–Yer Değiştirme (Akı) Yoğunluğu
84
3.4.1. Elektrik Akı Yoğunluğu ve Gauss Yasası– Gauss İntegral Teoremi
85
3.4.2. Elektrik Akı Yoğunluğu ve Elektrik Alan Yeğinliği/Şiddeti Arası İlişki
87
3.5. Bazı Özel Yükler ve İlgili Elektrik Alanları
88
3.5.1. Sonsuz Uzunlukta Türdeş/Homojen Çizgisel Yük
88
3.5.2. Sonsuz Genişlikte, Türdeş/Homojen Yüzeysel Yük
90
3.6. Yükün Elektrik Alanda Devinimi/Hareketi: Gerilim–Potansiyel Farkı–Voltaj
93
3.6.1. Gerilim/Voltaj–Potansiyel Farkı
97
3.6.2. Noktasal Yükün Mutlak Potansiyeli
100
3.6.2.1. Elektrik Çiftucayın/Dipolun Bir Noktadaki Mutlak Potansiyeli
102
3.6.2.2. Çift Telli Elektrik Hattın Potansiyeli
104
3.6.3. Yük Dağılımlarının Mutlak Potansiyeli
105
3.6.3.1. Çizgisel Yük Dağılımının Mutlak Potansiyeli
106
3.6.3.2. Yüzeysel Yük Dağılımının Mutlak Potansiyeli
106
3.6.3.3. Hacimsel Yük Dağılımının Mutlak Potansiyeli
107
3.7.1. Sığa/Kapasite ile İlgili Bazı Özel Örnekler
108
3.7.1.1. Paralel Levha Sığacı/Kondansatörü
108
3.7.1.2. Küresel Sığaç/Kondansatör
110
3.7.1.3. Silindirik Sığaç/Kondansatör
113
3.7.1.4. Çift Telli Elektrik Hattın Sığası/Kapasitesi
116
3.8. Elektrostatik Alanda Erke/Enerji
117
3.8.1. Elektrostatik Alanda Bazı Erke/Enerji Hesaplamaları
123
3.8.1.1. Çiftucay/Dipolun Erkesi/Enerjisi
123
3.8.1.2. Paralel Levha Sığacının/Kondansatörünün Erkesi/Enerjisi
123
3.8.2. Elektrik Alanda Erke/Enerji Yoğunluğu
127
3.8.3. Yüklü Kürenin Erkesi/Enerjisi ve Erke/Enerji Yoğunluğu
129
3.9. Elektrostatik Alanda Erkeden/Enerjiden Kuvvetin Hesaplanması
130
3.10. Elektrostatik Alanda Gereçler/Malzemeler
132
3.10.1. Elektrostatik Alanda İletken Gereçler/Malzemeler
134
3.11. Elektrostatik Alanda Yalıtkan/Dielektrik Gereçler/Malzemeler
137
3.12. Yalıtkan/Dielektrik İçeren Elektrik Alanlarda Erke/Enerji ve Kuvvet
141
3.12.1. Paralel Levha Sığacının/Kondansatörünün İçine İtilen Yalıtkan Gereci–Dielektrik Malzemeyi Çeken Kuvvet
141
3.12.2. Türdeş/Homojen Elektrik Alanda Devingen/Hareketli m Kütleli, q Yüklü Tanecik
143
3.13. Çok Katmanlı Yalıtkan/Dielektrik İçeren Sığaçlar/Kondansatörler
145
3.14. Elektrostatik Alanda Sınır Koşulları
146
3.15. Poisson ve Laplace Denklemleri
150
3.15.1. Laplace Denkleminin Kartezyen Koordinatlarda Çarpım Çözümü
152
3.15.2. Laplace Denkleminin Silindirik Koordinatlarda Çarpım Çözümü
154
3.15.3. Laplace Denkleminin Küresel Koordinatlarda Çarpım Çözümü
157
3.16. Görüntü Yöntemi
160
4.1. Akım Tanımı ve Akım Yoğunluğu
163
4.3.1. Toprağa Gömülen Metal Yarım Kürenin Toprak Direnci
171
4.4. Yüzey Akımı–Akım Tabakası Yoğunluğu
172
4.5. Elektromotor Kuvveti ve Kirchoff Gerilim Yasası
173
4.6. Akımın Sürekliliği, Yük Korunumu, Kirchoff Akım Yasası, Akım Yoğunluğu ve Hacimsel Yük Yoğunluğu Arası İlişki, İçyükül Soğurumu–Dielektrik Soğurması
175
4.6.1. Farklı Gereç/Malzeme Özellikleri Olan İki Türdeş/Homojen Gerecin/Malzemenin Arayüzündeki Akım Yoğunluğu İle İlgili Sınır Koşulları
179
4.7. İletkende Güç Hesapları ve Joule Yasası
182
4.8. Durağan Elektrik Alan Denklemleri
185
4.8.1. Paralel Levha, Küresel ve Silindirik Sığaçların/Kondansatörlerin Dirençlerinin ve İletkenliklerinin ve Toprağa Gömülen Metal Yarım Kürenin Sığasının/Kapasitesinin Hesaplanması
186
5.1. Sürekli Mıknatısların Farklı Ucayları/Kutupları Arasındaki Kuvvet
190
5.2. Biot–Savart Yasası
191
5.3. Amper (Devre) Yasası ve Manyetik Alan Yeğinliği/Şiddeti
192
5.3.1. Amper (Devre) Yasası İle İlgili Bazı Örnekler
194
5.3.1.1. Uzun Silindirik İrkilteçin/Bobinin/İndüktörün–Solenoidin Manyetik Alanı
194
5.3.1.2. Toroidin–Halka İrkiltecin/İndüktörün Manyetik Alanı
195
5.3.1.3. Kalınlığı Sonlu Olan dairesel Silindirik Telin içindeki Manyetik Alan
196
5.3.1.4. İçlerinden Zıt Yönde Akım Geçen İki Paralel İletkenin Oluşturduğu Manyetik Alan Yeğinliği/Şiddeti
197
5.4. Manyetik Alanda Devingen/Hareketli Yük Üzerine Etkiyen Manyetik Kuvvet ve Manyetik Akı Yoğunluğu Tanımı
198
5.5. İçinden Akım Geçen İletken Üzerine Manyetik Alanda Uygulanan Kuvvet
201
5.5.1. İçinden Akım Geçen İki İletken Arasındaki Kuvvet: Akım Birimi Amper’in Tanımı
203
5.7. Manyetik Dönme Momenti–Tork
206
5.9. İrkilimlik/İndüktans
208
5.9.1. Bazı İrkilimliklerin/İndüktansların Hesaplanması
209
5.9.1.1. Dikdörtgen kesitli Toroidin/Halkanın (Öz) İrkilimliği/indüktansının Hesaplanması
209
5.9.1.2. Eşeksenli/Eşeksenel/Eşözekli/Eşmerkezli/Koaksiyal Kablonun–Uzun İletim Hattının İç ve Dış İrkilimlikliğinin/İndüktansının Hesaplanması
210
5.9.1.3. Birbirine Ters Yönde Akım Taşıyan İki Uzun Paralel İletkenden Oluşan İletim Hattının İç ve Dış İrkilimliğinin/İndüktansının Hesaplanması
214
5.9.1.4. Birbirine Ters Yönde Akım Taşıyan İki Uzun Paralel İletkenden Oluşan İletim Hattının Karşı/Ortak İrkilimliğinin/İndüktansının Hesaplanması
216
5.10. Manyetostatik/Manyetik Skalar ve Vektör Potansiyeller
219
5.11. Manyetik Çiftucay/Dipol
222
5.12. Gereçlerin/Malzemelerin Manyetik Özellikleri
224
5.13. Manyetostatik Alanlarda Sınır Koşulları
229
ZAMANA GÖRE DEĞİŞEN ELEKTROMANYETİK ALANLAR
6.1. Manyetik Alanlarda Devingen/Hareketli İletkenler, Faraday (İrkilim/İndüksiyon) Yasası ve Lenz Kuralı
233
6.1.1. Zamandan Bağımsız Manyetik Alanda Düzgün Dairesel Biçimde Devingen/Hareketli Metal İletken Çubuğun Uçları Arasında Oluşan Elektromotor Kuvveti–Kaynak Gerilimi
237
6.1.2. Barlow Tekerleği–Faraday Disk Üreteci
238
6.1.3. Devinimsiz/Hareketsiz Döngü ve Zamana Bağlı Manyetik Alanlar
239
6.1.4. Zamana Bağlı Ayrışık/İnhomojen Manyetik Alanda Devinimsiz/Hareketsiz Döngü
239
6.1.5. Devingen/Hareketli Döngü ve Zamandan Bağımsız Manyetik Alanlar
240
6.2. Faraday (İrkilim/İndüksiyon) Yasasının Tümlev/integral Biçimi
241
6.3. (Öz) İrkilimlik/İndüktans ve Karşı İrkilimlik/İndüktans
244
6.4. Manyetik Devreler ve Transformatör
250
6.4.1. Hava Aralıklı Çekirdekler ve Seri Manyetik Dirençli–Reluktanslı Manyetik Devreler
253
6.4.2. Çok Sargılı Transformatörler
255
6.4.3. Paralel Manyetik Devreler
257
6.4.4. Seri ve Paralel Manyetik Dirençlerden–Reluktanslardan Oluşan Manyetik Devreler
257
6.4.5. Burgaç/Eddy Akımları
261
6.5. Manyetik Alanda Erke/Enerji
269
6.5.1. Manyetik Alan Büyüklükleri Türünden Manyetik Erke/Enerji ve Erke/Enerji Yoğunluğu
269
6.5.2. İrkilimlik/İndüktans ve Akım Büyüklükleri Türünden Manyetik Erke/Enerji
271
6.6. İrkilimliğin/İndüktansın Manyetik Akı ve Manyetik Erke/Enerji Kullanarak Hesaplanması
274
6.6.1. Manyetik Akı Yöntemi
274
6.6.2. Manyetik Erke/Energy Yöntemi
275
6.6.3. Manyetik Direnç–Reluktans veya Erke/Enerji Kullanarak İrkilimlik/İndüktans Hesaplanması ile İlgili Bazı Örnekler
276
6.6.3.1. Uzun Silindirik İrkilteç/İndüktans ve Üzerine Sarılmış Kısa İrkiltecin/İndüktansın Öz ve Karşı İrkilimlikliğinin/İndüktansının Manyetik Direnç–Reluktans Kullanarak Hesaplanması
276
6.6.3.2. Toroid/Halka İrkiltecin/İndüktörün (öz) İrkilimliğinin/İndüktansının Manyetik Direnç–Reluktans Kullanarak Hesaplanması
277
6.6.3.3. Eş Eksenli, Uzun, İç İçe İki Silindirik İletkenin–Koaksiyel Kablonun İç ve Dış İrkilimliğinin/indüktansının Manyetik Erke/Enerji Kullanarak Hesaplanması
278
6.7. Manyetik Alanda Depolanan Erkeden/Enerjiden Kuvvetin ve Dönme Momentinin–Torkun Hesaplanması
280
6.7.1. İçinden Akım Geçen İki Döngü Arasındaki Kuvvet
280
7.1. Elektrik ve Manyetik Alanlarda Sınır Koşulları
283
7.2. Maxwell Denklemlerinin Tümlev/Integral ve Diferansiyel/Noktasal Biçimi
283
7.3. Maxwell Denklemlerinin Diferansiyel/Noktasal Biçimlerinin Çözümleri
290
7.3.1. Elektrik Alan Yeğinliği/Şiddeti ve Manyetik Alan Yeğinliği/Şiddeti ’nın Birbirlerinden Ayrıştırılarak Yapılan Çözümler
290
7.3.2. Manyetik Vektör Potansiyel ve Elektrik Skalar Potansiyel Üzerinden Çözüm
293
ELEKTROMANYETİK DALGALAR VE YAYILIMI
8.1. Vektörlerin Evreoku/Fazör Dönüşümü
299
8.1.1. Evreoku/Fazör Dönüşümünün Özellikleri
300
8.2. Zamana Göre Harmonik Durum İçin Maxwell Denklemleri
301
8.3. Elektromanyetik Dalga Denklemleri
302
8.3.1. Fitzgerald Dönüşümü–İkilik
307
8.3.2. Düzlem Elektromanyetik Dalgalar ve Yalın Çeli/İmpedans
312
8.3.3. Düzlem Dalga Yayılımı
314
8.3.3.1. Yitimli/Kayıplı Yalıtkanlarda Düzlem Dalga Yayılımı
314
8.3.3.2. Yitimsiz/Kayıpsız Yalıtkanlarda Düzlem Dalga Yayılımı
320
8.3.3.3. İyi İletkenlerde Düzlem Dalga Yayılımı
323
8.4. Deri Etkisinin Farklı Bir Yaklaşımla Yeniden İncelenmesi
326
8.5. Enine Elektromanyetik Dalgalar
329
8.6. Düzgün Düzlem Elektromanyetik Dalgaların Polarizasyonu
332
8.7. Elektromanyetik Dalgalar için Grup Hızı
338
8.8. Elektromanyetik Dalgalarla Erke/Enerji Aktarımı ve Poynting Vektörü
339
8.8.1. Anlık ve Ortalama Güç
341
8.9. Yalıtkan Bir Sınıra/Arayüze Dik Gelen Düzlem Dalganın Yansıması
344
8.9.1. Kusursuz Yalıtkan Ortamdan Kusursuz İletken Ortama Dik Çarpan Düzlem Dalganın Yansıması: Tam Yansıma
347
8.10. Çok Katlı/Katmanlı Yalıtkan Sınırlara Dik Gelen/Çarpan Düzlem Dalganın Yansıması
350
8.11. Toplam Alanın Dalga İmpedansı
352
8.12. Düzlem Elektromanyetik Dalgaların Düzlem Yalıtkan Sınırlara/Arayüzlere Eğik Gelmesi/Çarpması
354
8.12.1. Paralel/P Polarizasyon–Yatay Kutuplanma
360
8.12.2. Dikey/S–Dik Polarizasyon
365
9.1. Enine Elektromanyetik Dalga–Genel İletim Hattının Eşdeğer Devresi ve Denklemleri
372
9.1.1. İletim Türevsel/Diferansiyel Denklemlerinin Çözümü, Çözümlerin Açıklanması ve Yayılma Değişmezi
377
9.1.1.1. İletim Türevsel/Diferansiyel Denklemlerinin Çözümü
377
9.1.1.2. Çözümlerin Açıklanması
379
9.2. Yayılma Değişmezi
381
9.3. Bazı Örnekler ve Çözümleri
386
9.3.1. Eşeksenli İletim Hattı–Koaksiyel Kablo
386
9.3.2. Çift Telli İletim Hattı
386
9.3.3. Paralel Levha/Plaka İletim Hattı
387
9.3.4. Üçlü Levha/Plaka–Şerit İletim Hattı
389
9.4. Maksimum Güç Aktarımı
389
9.5. İletim Denklemleri
391
9.6. Yansıma Katsayısı
398
9.6.1. Giriş ve Çıkış Yansıma Katsayısının Bazı Özel Durumları
400
9.6.2. Gerilim ve Akım Dağılımları
401
9.7. Smith Abağı/Diagramı
403
9.7.1. Alım/admitans ve Giriş Yansıma Katsayısının Smith Abağıyla/Diagramıyla Hesaplanması
409