🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: Basit Elektrik Devreleri, Elektrik Akımı, Ohm Yasası, Dirençlerin Bağlanması Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: Basit Elektrik Devreleri, Elektrik Akımı, Ohm Yasası, Dirençlerin Bağlanması Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
💡 Bir iletkenin kesitinden 5 saniye içinde \( 20 \) Coulomb yük geçmektedir. Buna göre, iletkenden geçen elektrik akımının şiddeti kaç Amper'dir?
Çözüm:
Bu soruda elektrik akımının temel tanımını kullanacağız. Elektrik akımı, birim zamanda geçen yük miktarıdır.
- 👉 Verilenler:
- Zaman (t) = \( 5 \) saniye
- Yük miktarı (Q) = \( 20 \) Coulomb
- 📌 Elektrik akımının formülü: \( I = \frac{Q}{t} \)
- ✅ Değerleri formülde yerine yazalım: \[ I = \frac{20 \text{ C}}{5 \text{ s}} \] \[ I = 4 \text{ A} \]
Örnek 2:
⚡️ Bir elektrik devresinde \( 24 \) Volt'luk bir gerilim kaynağına \( 8 \) Ohm'luk bir direnç bağlanmıştır. Bu devreden geçen elektrik akımının şiddeti kaç Amper'dir?
Çözüm:
Bu soru, Ohm Yasası'nın doğrudan bir uygulamasıdır. Ohm Yasası, gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklar.
- 👉 Verilenler:
- Gerilim (V) = \( 24 \) Volt
- Direnç (R) = \( 8 \) Ohm
- 📌 Ohm Yasası formülü: \( V = I \cdot R \)
- ✅ Akımı bulmak için formülü düzenleyelim: \( I = \frac{V}{R} \)
- Değerleri formülde yerine yazalım: \[ I = \frac{24 \text{ V}}{8 \text{ \Omega}} \] \[ I = 3 \text{ A} \]
Örnek 3:
🔌 Dirençleri \( R_1 = 3 \text{ \(\Omega} \), \( R_2 = 5 \text{ \(\Omega} \) ve \( R_3 = 2 \text{ \(\Omega} \) olan üç direnç seri olarak bağlanmıştır. Bu seri bağlı direnç grubunun eşdeğer direnci kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Dirençler seri bağlandığında, devrenin toplam (eşdeğer) direnci, her bir direncin değerinin toplanmasıyla bulunur.
- 👉 Verilenler:
- \( R_1 = 3 \text{ \(\Omega} \)
- \( R_2 = 5 \text{ \(\Omega} \)
- \( R_3 = 2 \text{ \(\Omega} \)
- 📌 Seri bağlı dirençler için eşdeğer direnç formülü: \( R_{eş} = R_1 + R_2 + R_3 \)
- ✅ Değerleri formülde yerine yazalım: \[ R_{eş} = 3 \text{ \Omega} + 5 \text{ \Omega} + 2 \text{ \Omega} \] \[ R_{eş} = 10 \text{ \Omega} \]
Örnek 4:
💡 Dirençleri \( R_1 = 6 \text{ \(\Omega} \) ve \( R_2 = 3 \text{ \(\Omega} \) olan iki direnç paralel olarak bağlanmıştır. Bu paralel bağlı direnç grubunun eşdeğer direnci kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Dirençler paralel bağlandığında, eşdeğer direncin tersi, her bir direncin tersinin toplamına eşittir. İki direnç için özel bir kısa yol formülü de mevcuttur.
- 👉 Verilenler:
- \( R_1 = 6 \text{ \(\Omega} \)
- \( R_2 = 3 \text{ \(\Omega} \)
- 📌 Paralel bağlı dirençler için eşdeğer direnç formülü: \( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \)
- ✅ Değerleri formülde yerine yazalım: \[ \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{6} + \frac{1}{3} \] Paydaları eşitleyelim: \[ \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{6} + \frac{2}{6} \] \[ \frac{1}{R_{eş}} = \frac{3}{6} \] \[ \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{2} \] Eşdeğer direnci bulmak için ters çevirelim: \[ R_{eş} = 2 \text{ \Omega} \]
- Alternatif olarak iki direnç için çarpımları bölü toplamları formülünü kullanabiliriz: \[ R_{eş} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} \] \[ R_{eş} = \frac{6 \cdot 3}{6 + 3} \] \[ R_{eş} = \frac{18}{9} \] \[ R_{eş} = 2 \text{ \Omega} \]
Örnek 5:
🔋 Bir devrede \( R_1 = 4 \text{ \(\Omega} \) ve \( R_2 = 4 \text{ \(\Omega} \) dirençleri birbirine paralel bağlanmıştır. Bu paralel gruba seri olarak \( R_3 = 6 \text{ \(\Omega} \) direnci eklenmiştir. Bu karışık bağlı devrenin toplam eşdeğer direnci kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Bu tür karışık devrelerde öncelikle paralel bağlı kısımların eşdeğer direncini bulur, sonra bu eşdeğer direnci seri bağlı dirençlerle toplarız.
- 👉 Verilenler:
- \( R_1 = 4 \text{ \(\Omega} \) (paralel)
- \( R_2 = 4 \text{ \(\Omega} \) (paralel)
- \( R_3 = 6 \text{ \(\Omega} \) (seri)
- 📌 Adım 1: Paralel bağlı \( R_1 \) ve \( R_2 \) dirençlerinin eşdeğer direncini ( \( R_{12} \) ) bulalım. \[ \frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \] \[ \frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} \] \[ \frac{1}{R_{12}} = \frac{2}{4} \] \[ \frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{2} \] \[ R_{12} = 2 \text{ \Omega} \]
- 📌 Adım 2: Bulduğumuz \( R_{12} \) eşdeğer direnci ile \( R_3 \) direnci seri bağlıdır. Bu iki direncin toplam eşdeğer direncini ( \( R_{eş} \) ) bulalım. \[ R_{eş} = R_{12} + R_3 \] \[ R_{eş} = 2 \text{ \Omega} + 6 \text{ \Omega} \] \[ R_{eş} = 8 \text{ \Omega} \]
Örnek 6:
💡 Evinizdeki bir televizyonun, fişe takıldığında \( 220 \) Volt'luk şehir şebekesinden \( 0.5 \) Amper akım çektiğini biliyorsunuz. Buna göre, televizyonun iç direnci yaklaşık olarak kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Bu örnek, evimizdeki elektrikli aletlerin çalışma prensibini Ohm Yasası ile anlamamızı sağlar. Her elektrikli aletin belli bir iç direnci vardır.
- 👉 Verilenler:
- Gerilim (V) = \( 220 \) Volt
- Akım (I) = \( 0.5 \) Amper
- 📌 Ohm Yasası formülü: \( V = I \cdot R \)
- ✅ Direnci bulmak için formülü düzenleyelim: \( R = \frac{V}{I} \)
- Değerleri formülde yerine yazalım: \[ R = \frac{220 \text{ V}}{0.5 \text{ A}} \] \[ R = 440 \text{ \Omega} \]
Örnek 7:
🛠️ Bir elektrikçi, elindeki özdeş \( 12 \) Ohm'luk dirençleri kullanarak \( 18 \) Ohm'luk bir eşdeğer direnç elde etmek istiyor. Elektrikçi bunu nasıl bir bağlama şekliyle başarabilir? Bağlama şeklini açıklayınız.
Çözüm:
Bu tür "yeni nesil" sorularda, deneme yanılma ve temel direnç bağlama kurallarını kullanarak çözüme ulaşırız.
- 👉 Verilenler:
- Özdeş dirençlerin her biri = \( 12 \text{ \(\Omega} \)
- Hedef eşdeğer direnç = \( 18 \text{ \(\Omega} \)
- 📌 Adım 1: İki direnci seri bağlarsak: \[ R_{eş} = 12 \text{ \Omega} + 12 \text{ \Omega} = 24 \text{ \Omega} \] Bu, hedef direncimizden büyük.
- 📌 Adım 2: İki direnci paralel bağlarsak: \[ R_{eş} = \frac{12 \cdot 12}{12 + 12} = \frac{144}{24} = 6 \text{ \Omega} \] Bu da hedef direncimizden küçük.
- 📌 Adım 3: Üç direnç kullanmayı deneyelim. Hedefimiz olan \( 18 \text{ \(\Omega} \) direnç, \( 12 \text{ \(\Omega} \) ve \( 6 \text{ \(\Omega} \) toplamı gibi görünüyor. * Elimizde \( 12 \text{ \(\Omega} \) zaten var. * Diğer iki \( 12 \text{ \(\Omega} \) direnci paralel bağlarsak, eşdeğer dirençleri \( 6 \text{ \(\Omega} \) olur (Adım 2'den).
- ✅ Çözüm: Elektrikçi, iki adet \( 12 \text{ \(\Omega} \) direnci birbirine paralel bağlamalıdır. Bu paralel grubun eşdeğer direnci \( 6 \text{ \(\Omega} \) olacaktır. Daha sonra, bu \( 6 \text{ \(\Omega} \) 'luk paralel gruba üçüncü \( 12 \text{ \(\Omega} \) direnci seri olarak bağlamalıdır. * Paralel kısmın eşdeğeri: \( R_{paralel} = \frac{12 \cdot 12}{12 + 12} = 6 \text{ \(\Omega} \) * Toplam eşdeğer: \( R_{eş} = R_{paralel} + R_{üçüncü} = 6 \text{ \(\Omega} + 12 \text{ \(\Omega} = 18 \text{ \(\Omega} \)
Örnek 8:
🔦 Bir el feneri devresindeki ampulün direnci \( 5 \) Ohm'dur. Fener, \( 6 \) Volt'luk bir pil ile çalıştığına göre, ampulden geçen akım kaç Amper'dir?
Çözüm:
Bu basit devre de Ohm Yasası ile çözülebilir. El feneri, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir elektrik devresi örneğidir.
- 👉 Verilenler:
- Direnç (R) = \( 5 \) Ohm
- Gerilim (V) = \( 6 \) Volt
- 📌 Ohm Yasası formülü: \( V = I \cdot R \)
- ✅ Akımı bulmak için formülü düzenleyelim: \( I = \frac{V}{R} \)
- Değerleri formülde yerine yazalım: \[ I = \frac{6 \text{ V}}{5 \text{ \Omega}} \] \[ I = 1.2 \text{ A} \]
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-basit-elektrik-devreleri-elektrik-akimi-ohm-yasasi-direnclerin-baglanmasi/sorular