💡 10. Sınıf Fizik: Basit elektrik devreleri, elektrik akımı Çözümlü Örnekler

Bu soruyu çözmek için elektrik akımı tanımını kullanacağız. Elektrik akımı, bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen elektriksel yük miktarıdır. Formülü şöyledir:

• Akım \( I \), Yük \( Q \), Zaman \( t \) olsun.
• Formül: \( I = \frac{Q}{t} \)

Verilenler:

• Geçen yük \( Q = 20 \) Coulomb
• Geçen süre \( t = 5 \) saniye

Hesaplama:

• \( I = \frac{20 \text{ C}}{5 \text{ s}} \)
• \( I = 4 \) Amper

Sonuç: İletkenden geçen akımın şiddeti 4 Amperdir. ✅

Bu soruda, akım şiddeti ve süre verilmiş, geçen yük miktarı sorulmaktadır. Akım formülünü yük miktarına göre yeniden düzenleyerek çözüme ulaşabiliriz.

• Akım \( I \), Yük \( Q \), Zaman \( t \) olsun.
• Formül: \( I = \frac{Q}{t} \)
• Buradan yükü bulmak için \( Q = I \times t \) formülünü kullanırız.

Verilenler:

• Akım \( I = 0.5 \) Amper
• Geçen süre \( t = 2 \) dakika

Önemli Not: Süreyi saniye cinsinden kullanmalıyız.

• \( t = 2 \text{ dakika} \times 60 \frac{\text{saniye}}{\text{dakika}} = 120 \) saniye

Hesaplama:

• \( Q = 0.5 \text{ A} \times 120 \text{ s} \)
• \( Q = 60 \) Coulomb

Sonuç: Ampulden 2 dakikada 60 Coulombluk yük geçer. 👉

Bu soru, Ohm Kanunu'nun temel bir uygulamasıdır. Direnç, akım ve potansiyel farkı arasındaki ilişkiyi kullanarak soruyu çözeceğiz.

• Ohm Kanunu formülü: \( V = I \times R \)

Verilenler:

• Potansiyel Fark \( V = 20 \) Volt
• Direnç \( R = 10 \) Ohm

Bulmamız gereken: Akım \( I \). Formülü akım \( I \) için yeniden düzenleyelim:

• \( I = \frac{V}{R} \)

Hesaplama:

• \( I = \frac{20 \text{ V}}{10 \text{ } \Omega} \)
• \( I = 2 \) Amper

Sonuç: Telden geçen akım 2 Amperdir. 👍

Bu soruda iki adım bulunmaktadır. İlk adımda Ohm Kanunu ile akımı bulacağız, ikinci adımda ise akım ve süre ile yük miktarını hesaplayacağız.

Adım 1: Akım Şiddetini Hesaplama

• Ohm Kanunu: \( V = I \times R \)
• Akım için: \( I = \frac{V}{R} \)

Verilenler:

• Gerilim \( V = 12 \) Volt
• Direnç \( R = 5 \) Ohm

Hesaplama:

• \( I = \frac{12 \text{ V}}{5 \text{ } \Omega} \)
• \( I = 2.4 \) Amper

Adım 2: Geçen Yük Miktarını Hesaplama

• Yük formülü: \( Q = I \times t \)

Verilenler:

• Akım \( I = 2.4 \) Amper
• Süre \( t = 10 \) saniye

Hesaplama:

• \( Q = 2.4 \text{ A} \times 10 \text{ s} \)
• \( Q = 24 \) Coulomb

Sonuç: Devreden geçen akım 2.4 Amperdir ve 10 saniyede 24 Coulomb yük geçer. 💯

Bu yeni nesil soru, hem temel akım hesaplamasını hem de farklı cihazların akım çekme kapasitelerini karşılaştırmayı içeriyor.

Adım 1: Sensörün Akım Şiddetini Hesaplama

• Sensör için verilenler: Yük \( Q = 30 \) C, Süre \( t = 1 \) dakika.
• Süreyi saniyeye çevirelim: \( t = 1 \times 60 = 60 \) saniye.
• Akım formülü: \( I = \frac{Q}{t} \)
• \( I_{\text{sensör}} = \frac{30 \text{ C}}{60 \text{ s}} = 0.5 \) Amper

Adım 2: Ampulün Akım Şiddetini Hesaplama

• Ampul için verilenler: Güç \( P = 100 \) Watt, Gerilim \( V = 220 \) Volt.
• Güç formülü: \( P = V \times I \)
• Akım için: \( I = \frac{P}{V} \)
• \( I_{\text{ampul}} = \frac{100 \text{ W}}{220 \text{ V}} \approx 0.45 \) Amper

Adım 3: Akım Farkını Hesaplama

• Akım farkı = \( I_{\text{sensör}} - I_{\text{ampul}} \)
• Akım farkı = \( 0.5 \text{ A} - 0.45 \text{ A} = 0.05 \) Amper

Sonuç: Sensörün çektiği akım 0.5 Amperdir. Ampulün çektiği akım yaklaşık 0.45 Amper olduğundan, sensör ampulden yaklaşık 0.05 Amper daha fazla akım çeker. (Soruda "minimum akım" denmesine rağmen, hesaplamalar sonucunda sensörün çektiği akım ampulden daha yüksek çıkmıştır. Bu, gerçekçi bir senaryoda sensörün daha verimli olduğunu veya ampulün daha düşük güçte çalıştığını gösterebilir.) 💡

Bu günlük hayat örneği, sigortaların çalışma prensibini ve güç, gerilim, akım ilişkisini anlamamızı sağlar.

Adım 1: Tost Makinesinin Çektiği Akımı Hesaplama

• Verilenler: Güç \( P = 2200 \) Watt, Gerilim \( V = 220 \) Volt.
• Güç formülü: \( P = V \times I \)
• Akım için: \( I = \frac{P}{V} \)
• \( I_{\text{tost makinesi}} = \frac{2200 \text{ W}}{220 \text{ V}} = 10 \) Amper

Adım 2: Sigorta ile Karşılaştırma

• Mutfak devresindeki sigorta değeri: 10 Amper.
• Tost makinesinin çektiği akım: 10 Amper.

Sonuç: Tost makinesi tam olarak sigortanın değerine eşit akım çeker. Bu durumda sigorta attırmaz, ancak devrede başka cihazlar da çalışıyorsa veya akımda küçük bir dalgalanma olursa sigorta atabilir. Güvenlik açısından, bu kadar yüksek güç çeken bir cihazın tek başına veya az yükle bir devrede kullanılması önerilir. ⚠️

Bu soru, Ohm Kanunu'nun temel bir uygulamasıdır.

• Ohm Kanunu: \( V = I \times R \)
• Akım \( I \) için formül: \( I = \frac{V}{R} \)

Verilenler:

• Gerilim \( V = 6 \) Volt
• Direnç \( R = 3 \) Ohm

Hesaplama:

• \( I = \frac{6 \text{ V}}{3 \text{ } \Omega} \)
• \( I = 2 \) Amper

Sonuç: Devredeki akım şiddeti 2 Amperdir. ✅

Bu soruda hem direnç hem de süre hesaplaması yapacağız.

Adım 1: İletkenin Direncini Hesaplama

• Ohm Kanunu: \( V = I \times R \)
• Direnç \( R \) için formül: \( R = \frac{V}{I} \)

Verilenler:

• Potansiyel Fark \( V = 12 \) Volt
• Akım \( I = 3 \) Amper

Hesaplama:

• \( R = \frac{12 \text{ V}}{3 \text{ A}} \)
• \( R = 4 \) Ohm

Adım 2: Yükün Geçme Süresini Hesaplama

• Yük formülü: \( Q = I \times t \)
• Süre \( t \) için formül: \( t = \frac{Q}{I} \)

Verilenler:

• Yük \( Q = 60 \) Coulomb
• Akım \( I = 3 \) Amper

Hesaplama:

• \( t = \frac{60 \text{ C}}{3 \text{ A}} \)
• \( t = 20 \) saniye

Sonuç: İletkenin direnci 4 Ohm'dur ve 60 Coulomb'luk yükün geçmesi 20 saniye sürer. 👉

Bu soru, günlük hayatımızda sıkça karşılaştığımız şarj aletleri üzerinden güç ve yük hesaplamalarını içeriyor.

Adım 1: Şarj Aletinin Gücünü Hesaplama

• Verilenler: Gerilim \( V = 5 \) Volt, Akım \( I = 2 \) Amper.
• Güç formülü: \( P = V \times I \)
• Hesaplama: \( P = 5 \text{ V} \times 2 \text{ A} = 10 \) Watt

Adım 2: Aktarılan Toplam Yükü Hesaplama

• Verilenler: Akım \( I = 2 \) Amper, Süre \( t = 2 \) saat.
• Süreyi saniyeye çevirelim: \( t = 2 \text{ saat} \times 3600 \frac{\text{saniye}}{\text{saat}} = 7200 \) saniye.
• Yük formülü: \( Q = I \times t \)
• Hesaplama: \( Q = 2 \text{ A} \times 7200 \text{ s} = 14400 \) Coulomb

Sonuç: Şarj aletinin gücü 10 Watt'tır. Cep telefonuna toplam 14400 Coulomb yük aktarılmış olur. 💯