10. Sınıf Basit Elektrik Devresi Çözümlü Sorular ve Örnekler

Çözümlü Örnek

Kolay Seviye

Bir elektrik devresinde potansiyel farkı (gerilim) \( 12 \, V \) olan bir pil ve \( 4 \, \Omega \) değerinde bir direnç bulunmaktadır.
Bu devrede oluşan elektrik akımının şiddeti kaç Amper (A) olur? 🤔

Çözümlü Örnek

Orta Seviye

Bir basit elektrik devresinde, \( 6 \, \Omega \) ve \( 10 \, \Omega \) değerinde iki direnç seri olarak bağlanmıştır. Bu devrenin uçlarına \( 32 \, V \) potansiyel farkına sahip bir pil bağlandığında, devreden geçen toplam akım kaç Amper (A) olur? ⚡

Çözümlü Örnek

Orta Seviye

Bir elektrik devresinde, \( 6 \, \Omega \) ve \( 12 \, \Omega \) değerinde iki direnç paralel olarak bağlanmıştır. Bu direnç grubunun uçlarına \( 24 \, V \) potansiyel farkına sahip bir pil bağlandığında, devreden geçen ana kol akımı kaç Amper (A) olur? 💡

Çözümlü Örnek

Orta Seviye

Bir elektrik devresinde, \( 8 \, \Omega \) değerinde bir direnç, \( 4 \, \Omega \) ve \( 12 \, \Omega \) değerindeki diğer iki dirence seri olarak bağlanmıştır. Yani \( 4 \, \Omega \) ve \( 12 \, \Omega \) dirençleri birbirine paralel, bu paralel grup da \( 8 \, \Omega \) direncine seridir.
Tüm bu devreye \( 44 \, V \) potansiyel farkı uygulandığında, devreden geçen toplam akım kaç Amper (A) olur? 🔌

Çözümlü Örnek

Yeni Nesil Soru

Basit bir elektrik devresi, sabit gerilimli bir pil ve ayarlı bir direnç (reosta) ile kurulmuştur. Başlangıçta devreden belirli bir akım geçmektedir.
Eğer reostanın sürgüsü hareket ettirilerek devrenin toplam direnci artırılırsa, devreden geçen akım ve pilin devreye sağladığı elektrik gücü nasıl değişir? Açıklayınız. 🤔

Çözümlü Örnek

Günlük Hayattan Örnek

Evlerimizde kullandığımız bir LED televizyon, çalışırken \( 220 \, V \) gerilimle beslenmekte ve \( 0.5 \, A \) akım çekmektedir.
Bu televizyonun elektrik gücü kaç Watt (W) ve 3 saat boyunca çalıştırıldığında harcadığı enerji kaç Joule (J) olur? (Enerji hesabı için 1 saat = 3600 saniye alınız.) 📺

Çözümlü Örnek

Orta Seviye

Boyu \( L \) ve kesit alanı \( A \) olan bir iletken telin direnci \( R \) kadardır.
Eğer bu telin boyu yarıya indirilip (\( L/2 \)) ve kesit alanı iki katına çıkarılırsa (\( 2A \)), yeni direnci başlangıçtaki direncin kaç katı olur? Bu yeni telin uçlarına \( 10 \, V \) gerilim uygulandığında, telden geçen akım başlangıçtaki akımın kaç katı olur? (Telin özdirenci değişmemektedir.) wire_image 🧲

Çözümlü Örnek

Orta Seviye

Aşağıda metinsel olarak tanımlanan bir elektrik devresinde;
Bir pilin uçları arasına \( 10 \, \Omega \) ve \( 20 \, \Omega \) değerinde iki direnç seri olarak bağlanmıştır. Bu devredeki akımı ölçmek için bir ampermetre dirençlerden sonra seri olarak bağlanmıştır. Dirençlerden \( 10 \, \Omega \) olanın uçları arasına ise bir voltmetre bağlanmıştır.
Eğer pilin potansiyel farkı \( 90 \, V \) ise, ampermetre ve voltmetre hangi değerleri gösterir? (Ampermetre ve voltmetrenin ideal olduğu varsayılacaktır.) 📏

Çözüm ve Açıklama

Bu soruda, seri bağlı dirençler, Ohm Kanunu ve ideal ampermetre-voltmetre bağlantı prensiplerini kullanacağız.
📌 İdeal Ampermetre: Direnci sıfır kabul edilir ve devreye her zaman seri bağlanır. Üzerinden geçen akımı ölçer.
📌 İdeal Voltmetre: Direnci sonsuz kabul edilir ve devreye her zaman paralel bağlanır. Bağlandığı iki nokta arasındaki potansiyel farkını ölçer.
👉 Bize verilen değerler:

Dirençler: \( R_1 = 10 \, \Omega \), \( R_2 = 20 \, \Omega \)
Pil potansiyel farkı: \( V_{pil} = 90 \, V \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Seri bağlı dirençlerin eşdeğer direncini (\( R_{eş} \)) hesaplayın.
\( R_{eş} = R_1 + R_2 \)
\( R_{eş} = 10 \, \Omega + 20 \, \Omega \)
\( R_{eş} = 30 \, \Omega \)
✅ Adım 2: Devreden geçen ana kol akımını (ampermetrenin göstereceği değer) bulun.
Seri devrede her yerden aynı akım geçer. Ampermetre de seri bağlı olduğu için bu akımı ölçecektir.
Ohm Kanunu'nu kullanalım: \( V_{pil} = I_{toplam} \times R_{eş} \)
\( 90 = I_{toplam} \times 30 \)
\( I_{toplam} = \frac{90}{30} \)
\( I_{toplam} = 3 \, A \)
Ampermetre \( 3 \, A \) değerini gösterir.
✅ Adım 3: Voltmetrenin göstereceği değeri bulun.
Voltmetre \( 10 \, \Omega \) direncin uçları arasına paralel bağlandığı için bu direnç üzerindeki potansiyel farkını ölçecektir.
Ohm Kanunu'nu sadece bu direnç için uygulayalım: \( V_{R1} = I_{toplam} \times R_1 \)
\( V_{R1} = 3 \, A \times 10 \, \Omega \)
\( V_{R1} = 30 \, V \)
Voltmetre \( 30 \, V \) değerini gösterir.

Ampermetre \( 3 \, A \), voltmetre ise \( 30 \, V \) değerini gösterir. ✅

Çözümlü Örnek

Kolay Seviye

Bir evde kullanılan elektrikli ısıtıcı, \( 220 \, V \) gerilim altında \( 10 \, A \) akım çekmektedir.
Bu elektrikli ısıtıcının direnci kaç Ohm (\( \Omega \))'dur? 🔥

10. Sınıf Fizik: Basit Elektrik Devresi Çözümlü Örnekler

Örnek 1:

Çözüm:

Bu soruyu çözmek için Ohm Kanunu'nu kullanacağız.
📌 Ohm Kanunu, bir devredeki gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklar:
\[ V = I \times R \] Burada:

\( V \) = Potansiyel Farkı (Gerilim) (Volt biriminde)
\( I \) = Elektrik Akımı (Amper biriminde)
\( R \) = Direnç (Ohm biriminde)

👉 Bize verilen değerler:

Potansiyel Farkı \( V = 12 \, V \)
Direnç \( R = 4 \, \Omega \)

Şimdi formülü kullanarak akımı hesaplayalım:

✅ Adım 1: Ohm Kanunu formülünü yazın: \( V = I \times R \)
✅ Adım 2: Bilinen değerleri yerine koyun: \( 12 = I \times 4 \)
✅ Adım 3: Akımı \( I \) yalnız bırakın: \( I = \frac{12}{4} \)
✅ Adım 4: Hesaplamayı yapın: \( I = 3 \, A \)

Sonuç olarak, devrede oluşan elektrik akımının şiddeti \( 3 \, A \)'dir. 💡

Örnek 2:

Çözüm:

Bu soruda, seri bağlı dirençlerin eşdeğer direncini bulup ardından Ohm Kanunu'nu uygulayacağız.
📌 Seri Bağlı Dirençler: Seri bağlı dirençlerde eşdeğer direnç, dirençlerin değerlerinin doğrudan toplanmasıyla bulunur. \[ R_{eş} = R_1 + R_2 + ... \]
👉 Bize verilen değerler:

Birinci direnç \( R_1 = 6 \, \Omega \)
İkinci direnç \( R_2 = 10 \, \Omega \)
Potansiyel Farkı \( V = 32 \, V \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Seri bağlı dirençlerin eşdeğer direncini hesaplayın.
\( R_{eş} = R_1 + R_2 \)
\( R_{eş} = 6 \, \Omega + 10 \, \Omega \)
\( R_{eş} = 16 \, \Omega \)
✅ Adım 2: Ohm Kanunu'nu kullanarak devreden geçen toplam akımı bulun.
\( V = I \times R_{eş} \)
\( 32 = I \times 16 \)
✅ Adım 3: Akımı \( I \) yalnız bırakın ve hesaplamayı yapın.
\( I = \frac{32}{16} \)
\( I = 2 \, A \)

Bu devreden geçen toplam akım şiddeti \( 2 \, A \)'dir. 💡

Örnek 3:

Çözüm:

Bu soruda, paralel bağlı dirençlerin eşdeğer direncini bulup ardından Ohm Kanunu'nu uygulayacağız.
📌 Paralel Bağlı Dirençler: Paralel bağlı dirençlerde eşdeğer direncin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. \[ \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... \]
👉 Bize verilen değerler:

Birinci direnç \( R_1 = 6 \, \Omega \)
İkinci direnç \( R_2 = 12 \, \Omega \)
Potansiyel Farkı \( V = 24 \, V \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Paralel bağlı dirençlerin eşdeğer direncini hesaplayın.
\( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \)
\( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{6} + \frac{1}{12} \)
Paydaları eşitleyelim (ortak payda 12):
\( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{2}{12} + \frac{1}{12} \)
\( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{3}{12} \)
\( \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{4} \)
Buradan eşdeğer direnç \( R_{eş} = 4 \, \Omega \) bulunur.
✅ Adım 2: Ohm Kanunu'nu kullanarak devreden geçen ana kol akımını bulun.
\( V = I \times R_{eş} \)
\( 24 = I \times 4 \)
✅ Adım 3: Akımı \( I \) yalnız bırakın ve hesaplamayı yapın.
\( I = \frac{24}{4} \)
\( I = 6 \, A \)

Bu devreden geçen ana kol akımı şiddeti \( 6 \, A \)'dir. ⚡

Örnek 4:

Çözüm:

Bu soruda hem paralel hem de seri bağlı dirençler bulunmaktadır. Önce paralel bağlı kısmın eşdeğer direncini bulacak, sonra bu değeri seri bağlı dirençle toplayarak devrenin toplam eşdeğer direncini hesaplayacak ve son olarak Ohm Kanunu'nu uygulayacağız.

👉 Bize verilen değerler:

Seri direnç \( R_1 = 8 \, \Omega \)
Paralel dirençler \( R_2 = 4 \, \Omega \) ve \( R_3 = 12 \, \Omega \)
Potansiyel Farkı \( V = 44 \, V \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Paralel bağlı dirençler \( R_2 \) ve \( R_3 \)'ün eşdeğer direncini (\( R_{paralel} \)) hesaplayın.
\( \frac{1}{R_{paralel}} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} \)
\( \frac{1}{R_{paralel}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{12} \)
Paydaları eşitleyelim (ortak payda 12):
\( \frac{1}{R_{paralel}} = \frac{3}{12} + \frac{1}{12} \)
\( \frac{1}{R_{paralel}} = \frac{4}{12} \)
\( \frac{1}{R_{paralel}} = \frac{1}{3} \)
Buradan \( R_{paralel} = 3 \, \Omega \) bulunur.
✅ Adım 2: Paralel grubun eşdeğer direnci (\( R_{paralel} \)) ile seri bağlı direnç (\( R_1 \))'in toplam eşdeğer direncini (\( R_{toplam} \)) hesaplayın.
\( R_{toplam} = R_1 + R_{paralel} \)
\( R_{toplam} = 8 \, \Omega + 3 \, \Omega \)
\( R_{toplam} = 11 \, \Omega \)
✅ Adım 3: Ohm Kanunu'nu kullanarak devreden geçen toplam akımı bulun.
\( V = I \times R_{toplam} \)
\( 44 = I \times 11 \)
✅ Adım 4: Akımı \( I \) yalnız bırakın ve hesaplamayı yapın.
\( I = \frac{44}{11} \)
\( I = 4 \, A \)

Devreden geçen toplam akım şiddeti \( 4 \, A \)'dir. ✅

Örnek 5:

Çözüm:

Bu yeni nesil soruda, değişkenlerin birbirini nasıl etkilediğini yorumlamamız gerekiyor.

👉 Cevabı adım adım inceleyelim:

✅ Akımdaki Değişim:
- Ohm Kanunu'na göre, \( V = I \times R \) formülünde, pilin gerilimi (\( V \)) sabit tutulurken devrenin toplam direnci (\( R \)) artırılırsa, devreden geçen akım (\( I \)) azalmak zorundadır.
- Bunun nedeni, gerilim sabitken direnç ile akımın ters orantılı olmasıdır. Daha yüksek bir dirence karşı, aynı potansiyel farkını koruyabilmek için daha az akım akması gerekir.
✅ Elektrik Gücündeki Değişim:
- Pilin devreye sağladığı elektrik gücü (\( P \)) için farklı formüller kullanabiliriz: \( P = V \times I \), \( P = I^2 \times R \), veya \( P = \frac{V^2}{R} \).
- En uygun olanı \( P = \frac{V^2}{R} \) formülüdür, çünkü pilin gerilimi \( V \) sabit ve direnç \( R \) değişiyor.
- Bu formüle göre, gerilim (\( V \)) sabitken devrenin toplam direnci (\( R \)) artırılırsa, pilin devreye sağladığı elektrik gücü (\( P \)) azalacaktır.
- Alternatif olarak, \( P = V \times I \) formülünü de kullanabiliriz. Gerilim \( V \) sabitken, akımın \( I \) azaldığını bildiğimiz için, güç \( P \) de azalacaktır.

Sonuç olarak, reostanın sürgüsü hareket ettirilerek devrenin toplam direnci artırıldığında:

Devreden geçen akım azalır. 📉
Pilin devreye sağladığı elektrik gücü azalır. 📉

Bu, günlük hayatta bir lambanın parlaklığını kısıtlamak için parlaklık ayar düğmesini çevirmeye benzer, direnç artar ve akım azalarak lamba daha az güç harcar. 💡

Örnek 6:

Çözüm:

Bu örnek, elektrik enerjisinin günlük hayattaki kullanımını ve hesaplamalarını göstermektedir.
📌 Elektrik Gücü: Bir elektrik devresindeki gücü bulmak için gerilim ve akım çarpılır. \[ P = V \times I \] 📌 Harcanan Elektrik Enerjisi: Harcanan enerji, gücün harcama süresiyle çarpılmasıyla bulunur. \[ E = P \times t \]
👉 Bize verilen değerler:

Gerilim \( V = 220 \, V \)
Akım \( I = 0.5 \, A \)
Çalışma Süresi \( t = 3 \, saat \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Televizyonun elektrik gücünü (\( P \)) hesaplayın.
\( P = V \times I \)
\( P = 220 \, V \times 0.5 \, A \)
\( P = 110 \, W \)
Televizyonun gücü \( 110 \, Watt \)'tır.
✅ Adım 2: Çalışma süresini saniyeye çevirin.
\( 1 \, saat = 3600 \, saniye \)
\( 3 \, saat = 3 \times 3600 \, saniye \)
\( t = 10800 \, saniye \)
✅ Adım 3: Televizyonun 3 saatte harcadığı elektrik enerjisini (\( E \)) hesaplayın.
\( E = P \times t \)
\( E = 110 \, W \times 10800 \, s \)
\( E = 1188000 \, J \)

Bu televizyonun gücü \( 110 \, W \) ve 3 saatte harcadığı enerji \( 1.188.000 \, J \) (veya \( 1188 \, kJ \))'dir. ✅

Örnek 7:

Çözüm:

Bu soruda, bir iletkenin direncinin boyutlarına bağlılığını ve ardından Ohm Kanunu'nu kullanacağız.
📌 Direncin Boyutlara Bağlılığı: Bir iletkenin direnci (\( R \)), özdirenci (\( \rho \)), boyu (\( L \)) ve kesit alanı (\( A \)) ile şu şekilde ilişkilidir: \[ R = \rho \frac{L}{A} \]
👉 Bize verilen bilgiler:

Başlangıç direnci: \( R_{ilk} = \rho \frac{L}{A} \)
Yeni boy: \( L_{yeni} = \frac{L}{2} \)
Yeni kesit alanı: \( A_{yeni} = 2A \)
Uygulanan gerilim: \( V = 10 \, V \) (sabit)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Yeni telin direncini (\( R_{yeni} \)) hesaplayın.
\( R_{yeni} = \rho \frac{L_{yeni}}{A_{yeni}} \)
\( R_{yeni} = \rho \frac{L/2}{2A} \)
\( R_{yeni} = \rho \frac{L}{4A} \)
Bu ifadeyi başlangıçtaki direnç \( R_{ilk} = \rho \frac{L}{A} \) ile karşılaştırırsak:
\( R_{yeni} = \frac{1}{4} \left( \rho \frac{L}{A} \right) = \frac{1}{4} R_{ilk} \)
Yani, yeni direnç başlangıçtaki direncin \( \frac{1}{4} \) katı olur.
✅ Adım 2: Başlangıçtaki akımı (\( I_{ilk} \)) ve yeni akımı (\( I_{yeni} \)) Ohm Kanunu ile ifade edin.
\( I_{ilk} = \frac{V}{R_{ilk}} \)
\( I_{yeni} = \frac{V}{R_{yeni}} \)
✅ Adım 3: Yeni akımın başlangıçtaki akımın kaç katı olduğunu bulun.
\( I_{yeni} = \frac{V}{\frac{1}{4} R_{ilk}} \)
\( I_{yeni} = 4 \frac{V}{R_{ilk}} \)
\( I_{yeni} = 4 \times I_{ilk} \)

Yeni direnç başlangıçtaki direncin \( \frac{1}{4} \) katı olurken, telden geçen akım başlangıçtaki akımın \( 4 \) katı olur. ✅

Örnek 8:

Çözüm:

Dirençler: \( R_1 = 10 \, \Omega \), \( R_2 = 20 \, \Omega \)
Pil potansiyel farkı: \( V_{pil} = 90 \, V \)

Şimdi çözüm adımlarını izleyelim:

✅ Adım 1: Seri bağlı dirençlerin eşdeğer direncini (\( R_{eş} \)) hesaplayın.
\( R_{eş} = R_1 + R_2 \)
\( R_{eş} = 10 \, \Omega + 20 \, \Omega \)
\( R_{eş} = 30 \, \Omega \)
✅ Adım 2: Devreden geçen ana kol akımını (ampermetrenin göstereceği değer) bulun.
Seri devrede her yerden aynı akım geçer. Ampermetre de seri bağlı olduğu için bu akımı ölçecektir.
Ohm Kanunu'nu kullanalım: \( V_{pil} = I_{toplam} \times R_{eş} \)
\( 90 = I_{toplam} \times 30 \)
\( I_{toplam} = \frac{90}{30} \)
\( I_{toplam} = 3 \, A \)
Ampermetre \( 3 \, A \) değerini gösterir.
✅ Adım 3: Voltmetrenin göstereceği değeri bulun.
Voltmetre \( 10 \, \Omega \) direncin uçları arasına paralel bağlandığı için bu direnç üzerindeki potansiyel farkını ölçecektir.
Ohm Kanunu'nu sadece bu direnç için uygulayalım: \( V_{R1} = I_{toplam} \times R_1 \)
\( V_{R1} = 3 \, A \times 10 \, \Omega \)
\( V_{R1} = 30 \, V \)
Voltmetre \( 30 \, V \) değerini gösterir.

Ampermetre \( 3 \, A \), voltmetre ise \( 30 \, V \) değerini gösterir. ✅

Örnek 9:

Bir evde kullanılan elektrikli ısıtıcı, \( 220 \, V \) gerilim altında \( 10 \, A \) akım çekmektedir.
Bu elektrikli ısıtıcının direnci kaç Ohm (\( \Omega \))'dur? 🔥

Çözüm:

Bu soruyu çözmek için yine Ohm Kanunu'nu kullanacağız.
📌 Ohm Kanunu, bir devredeki gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklar:
\[ V = I \times R \] Burada:

\( V \) = Potansiyel Farkı (Gerilim) (Volt biriminde)
\( I \) = Elektrik Akımı (Amper biriminde)
\( R \) = Direnç (Ohm biriminde)

👉 Bize verilen değerler:

Potansiyel Farkı \( V = 220 \, V \)
Elektrik Akımı \( I = 10 \, A \)

Şimdi formülü kullanarak direnci hesaplayalım:

✅ Adım 1: Ohm Kanunu formülünü yazın: \( V = I \times R \)
✅ Adım 2: Bilinen değerleri yerine koyun: \( 220 = 10 \times R \)
✅ Adım 3: Direnci \( R \) yalnız bırakın: \( R = \frac{220}{10} \)
✅ Adım 4: Hesaplamayı yapın: \( R = 22 \, \Omega \)

Sonuç olarak, elektrikli ısıtıcının direnci \( 22 \, \Omega \)'dur. 💡

Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun

https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-basit-elektrik-devresi/sorular

İçerik Hazırlanıyor...

Lütfen sayfayı kapatmayın, bu işlem 30-40 saniye sürebilir.

💡 10. Sınıf Fizik: Basit Elektrik Devresi Çözümlü Örnekler

10. Sınıf Fizik: Basit Elektrik Devresi Çözümlü Örnekler

İçerik Hazırlanıyor...