📄 10. Sınıf Fizik: Basit Devreler Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Evlerimizdeki elektrik tesisatında elektrikli aletler paralel bağlanır çünkü paralel bağlamada her bir alet aynı gerilime (220 V) maruz kalır ve bağımsız çalışır. Bu sayede bir aletin arızalanması veya kapatılması diğer aletlerin çalışmasını etkilemez. Ayrıca her alet kendi akımını çeker ve tam performansla çalışabilir.

Seri bağlamanın dezavantajları şunlardır:
1. Gerilim Paylaşımı: Seri bağlamada üretecin gerilimi dirençler arasında paylaşılır. Bu durumda her bir alet daha düşük gerilimle çalışır ve tam verimle çalışamaz.
2. Bağımlılık: Seri bağlı devrelerde bir elemanın arızalanması veya devreden çıkarılması durumunda tüm devre akım geçirmeyi durdurur ve diğer elemanlar da çalışmaz hale gelir.
3. Akım Kısıtlaması: Tüm elemanlardan aynı akım geçtiği için, yüksek akıma ihtiyaç duyan bir cihaz, diğer cihazların da akımını kısıtlar.

💡 Çözüm Adımları:

1. Eşdeğer Direncin Hesaplanması:
Dirençler seri bağlı olduğu için eşdeğer direnç, dirençlerin toplamına eşittir:
\(R_{es} = R_1 + R_2\)
\(R_{es} = 4\,\,\,\Omega + 6\,\,\,\Omega = 10\,\,\,\Omega\)

2. Ana Akımın Hesaplanması:
Ohm Yasası'na göre \(V = I \cdot R_{es}\) formülünden ana akımı bulabiliriz:
\(I = \frac{V}{R_{es}}\)
\(I = \frac{30\,\,\,V}{10\,\,\,\Omega} = 3\,\,\,A\)

3. Her Bir Direnç Üzerindeki Gerilimin Hesaplanması:
Seri bağlı devrede akım her yerden aynı olduğu için, her bir direnç üzerindeki gerilimi Ohm Yasası ile ayrı ayrı hesaplayabiliriz:
\(V_1 = I \cdot R_1\)
\(V_1 = 3\,\,\,A \cdot 4\,\,\,\Omega = 12\,\,\,V\)

\(V_2 = I \cdot R_2\)
\(V_2 = 3\,\,\,A \cdot 6\,\,\,\Omega = 18\,\,\,V\)

(Kontrol: \(V_1 + V_2 = 12\,\,\,V + 18\,\,\,V = 30\,\,\,V\), bu da üretecin gerilimine eşittir.)

💡 Çözüm Adımları:

a) Devrenin eşdeğer direncini hesaplayınız:
Paralel bağlı dirençlerde eşdeğer direnç formülü:
\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}\)
\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{9\,\,\,\Omega} + \frac{1}{6\,\,\,\Omega}\)
Paydaları eşitleyelim (ortak kat 18):
\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{2}{18\,\,\,\Omega} + \frac{3}{18\,\,\,\Omega} = \frac{5}{18\,\,\,\Omega}\)
\(R_{es} = \frac{18}{5}\,\,\,\Omega = 3.6\,\,\,\Omega\)

b) Ana kol akımını hesaplayınız:
Ohm Yasası'na göre \(I_{ana} = \frac{V}{R_{es}}\):
\(I_{ana} = \frac{18\,\,\,V}{3.6\,\,\,\Omega} = 5\,\,\,A\)

c) Her bir direnç üzerinden geçen akımları hesaplayınız:
Paralel bağlı devrelerde her bir kolun gerilimi üretecin gerilimine eşittir (yani 18 V).
\(I_1 = \frac{V}{R_1}\)
\(I_1 = \frac{18\,\,\,V}{9\,\,\,\Omega} = 2\,\,\,A\)

\(I_2 = \frac{V}{R_2}\)
\(I_2 = \frac{18\,\,\,V}{6\,\,\,\Omega} = 3\,\,\,A\)

(Kontrol: \(I_1 + I_2 = 2\,\,\,A + 3\,\,\,A = 5\,\,\,A\), bu da ana kol akımına eşittir.)