📄 10. Sınıf Fizik: Direnç, Ohm Yasası, Ampermetre Voltmetre Hesapları Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

a) Reostanın devredeki görevi, devrenin toplam direncini değiştirerek devreden geçen akım şiddetini kontrol etmektir. Böylece lambanın parlaklığı gibi akıma bağlı diğer özellikler de ayarlanabilir.
b) Reostanın sürgüsü, direnç teli üzerinde hareket ettirildiğinde, devredeki dirençli telin uzunluğu değişir. Örneğin, sürgü direnci artıran yöne çekilirse, devrenin toplam direnci artar. Ohm Yasası'na göre \( V = I \times R \) formülünden, gerilim sabitken direnç artarsa akım şiddeti azalır (\( I = V/R \)). Akım şiddeti azaldığı için lambanın parlaklığı azalır. Tersine, sürgü direnci azaltan yöne çekilirse akım şiddeti artar ve lambanın parlaklığı artar.
c) Ampermetre, devreden geçen akım şiddetini ölçer ve devreye seri bağlanır. Ampermetrenin iç direnci çok küçük olmalıdır. Voltmetre, devredeki iki nokta arasındaki potansiyel farkı (gerilimi) ölçer ve devreye paralel bağlanır. Voltmetrenin iç direnci çok büyük olmalıdır.

💡 Çözüm Adımları:

a) Öncelikle \( R_1 \) ve \( R_2 \) seri bağlı olduğu için eşdeğer dirençleri \( R_{12} = R_1 + R_2 \) şeklinde bulunur.
\( R_{12} = 4 \, \Omega + 6 \, \Omega = 10 \, \Omega \)
Şimdi \( R_{12} \) direnci ile \( R_3 \) direnci birbirine paralel bağlıdır. Paralel bağlı dirençlerin eşdeğer direnci \( \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_{12}} + \frac{1}{R_3} \) formülü ile bulunur.
\( \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{10 \, \Omega} + \frac{1}{12 \, \Omega} \)
Ortak paydaya getirirsek (60):
\( \frac{1}{R_{eq}} = \frac{6}{60 \, \Omega} + \frac{5}{60 \, \Omega} = \frac{11}{60 \, \Omega} \)
Buna göre, devrenin eşdeğer direnci \( R_{eq} = \frac{60}{11} \, \Omega \) olur.

b) Üreteçten çekilen toplam akım şiddeti Ohm Yasası'na göre \( I_{toplam} = \frac{V_{toplam}}{R_{eq}} \) formülü ile bulunur.
\( I_{toplam} = \frac{36 \, V}{\frac{60}{11} \, \Omega} \)
\( I_{toplam} = 36 \, V \times \frac{11}{60 \, \Omega} \)
\( I_{toplam} = \frac{36 \times 11}{60} \, A \)
Sadeleştirme yaparsak (36 ve 60'ı 12 ile):
\( I_{toplam} = \frac{3 \times 11}{5} \, A = \frac{33}{5} \, A = 6.6 \, A \)
Üreteçten çekilen toplam akım şiddeti \( 6.6 \) Amper'dir.

💡 Çözüm Adımları:

Bir iletkenin elektriksel direnci \( R = \rho \frac{L}{A} \) formülü ile ifade edilir. Bu formüldeki değişkenler:
\( \rho \) (ro): İletkenin öz direnci (malzemenin cinsi ve sıcaklığına bağlıdır).
\( L \): İletkenin boyu.
\( A \): İletkenin kesit alanı.

Bu formüle göre direnci artırmak için şu yöntemler uygulanabilir:
1. **İletkenin Boyunu Artırmak (\( L \) değerini artırmak):** İletkenin boyu ne kadar uzun olursa, elektronların kat etmesi gereken yol artar ve bu da direnci doğru orantılı olarak artırır.
2. **İletkenin Kesit Alanını Azaltmak (\( A \) değerini azaltmak):** İletkenin kesit alanı ne kadar ince olursa, elektronların geçebileceği yol daralır ve bu da direnci ters orantılı olarak artırır.
3. **Öz Direnci Daha Büyük Bir Malzeme Kullanmak (\( \rho \) değerini artırmak):** İletkenin yapıldığı malzemenin cinsi değiştirilerek öz direnci daha büyük olan bir malzeme (örneğin, bakır yerine nikelin) kullanılırsa, direnç artar.
4. **İletkenin Sıcaklığını Artırmak:** Genellikle metaller için sıcaklık arttıkça atomların titreşimleri artar, bu da elektronların hareketini zorlaştırır ve direnci artırır.