📄 10. Sınıf Fizik: Elektrik devreleri seri ve paralel bağlama Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Öncelikle seri bağlı dirençlerin eşdeğer direncini bulalım:

\(R_{seri} = R_1 + R_2 = 4 \,\Omega + 6 \,\Omega = 10 \,\Omega\)



Şimdi bu \(R_{seri}\) direnci ile 5 \(\Omega\) direncinin paralel bağlı olduğunu düşünelim. Eşdeğer direnci \(R_{es}\) bulalım:

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{R_{seri}} + \frac{1}{R_3}\)

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{10 \,\Omega} + \frac{1}{5 \,\Omega}\)

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{10 \,\Omega} + \frac{2}{10 \,\Omega}\)

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{3}{10 \,\Omega}\)

\(R_{es} = \frac{10}{3} \,\Omega\)



Devrenin ana kolundan geçen akım \(I_{toplam} = 3\) Amper olduğuna göre, Ohm Kanunu'nu kullanarak üretecin potansiyel farkını (\(V\)) bulabiliriz:

\(V = I_{toplam} \cdot R_{es}\)

\(V = 3 \,\text{A} \cdot \frac{10}{3} \,\Omega\)

\(V = 10 \,\text{Volt}\)



Üretecin potansiyel farkı 10 Volt'tur.

💡 Çözüm Adımları:

a) Devrenin eşdeğer direncini (\(R_{es}\)) hesaplayalım:

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}\)

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{4 \,\Omega} + \frac{1}{6 \,\Omega}\)

Paydaları eşitleyelim (12'de):

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{3}{12 \,\Omega} + \frac{2}{12 \,\Omega}\)

\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{5}{12 \,\Omega}\)

\(R_{es} = \frac{12}{5} \,\Omega = 2.4 \,\Omega\)



b) Ana koldan geçen toplam akım şiddetini (\(I_{toplam}\)) bulalım. Üretecin potansiyel farkı \(V = 12\) Volt'tur:

\(I_{toplam} = \frac{V}{R_{es}}

\(I_{toplam} = \frac{12 \,\text{V}}{2.4 \,\Omega}\)

\(I_{toplam} = 5 \,\text{A}\)



c) Her bir dirençten geçen akım şiddetini bulalım. Paralel bağlı devrelerde her bir kolun üzerindeki potansiyel farkı üretecin potansiyel farkına eşittir (\(V = 12\) Volt).

4 \(\Omega\) dirençten geçen akım (\(I_1\)): \(I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12 \,\text{V}}{4 \,\Omega} = 3 \,\text{A}\)

6 \(\Omega\) dirençten geçen akım (\(I_2\)): \(I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12 \,\text{V}}{6 \,\Omega} = 2 \,\text{A}\)

Kontrol: \(I_{toplam} = I_1 + I_2 = 3 \,\text{A} + 2 \,\text{A} = 5 \,\text{A}\). Sonuçlar tutarlıdır.\)

💡 Çözüm Adımları:

Seri Bağlı Devreler:

1. Kullanım Alanı: Eski tip yılbaşı ağacı lambaları. Bu lambalar genellikle seri bağlıdır.

Tercih Sebebi: Maliyeti düşüktür, çünkü daha az kablo kullanılır ve her bir lambanın düşük voltajda çalışması sağlanabilir. Ancak bir lamba bozulduğunda (açık devre olduğunda) tüm lambalar söner, bu da bir dezavantajdır.

2. Kullanım Alanı: Bazı elektronik cihazlardaki pil yuvaları. Piller, toplam voltajı artırmak için seri bağlanabilir.

Tercih Sebebi: Cihazın ihtiyacı olan yüksek voltajı sağlamak için pillerin voltajları toplanır.



Paralel Bağlı Devreler:

1. Kullanım Alanı: Evlerimizdeki elektrik tesisatları. Prizler, lambalar ve diğer elektrikli cihazlar genellikle paralel bağlanır.

Tercih Sebebi: Her bir cihaz, şebeke gerilimi olan aynı potansiyel farkına sahip olur ve birbirinden bağımsız çalışır. Bir cihaz bozulduğunda veya kapatıldığında diğerleri çalışmaya devam eder. Ayrıca, her cihaza kendi ihtiyacı olan akım çekme imkanı tanır.

2. Kullanım Alanı: Araçlardaki farlar ve diğer aydınlatma sistemleri.

Tercih Sebebi: Bir far bozulduğunda diğerinin çalışmaya devam etmesi sürüş güvenliği için önemlidir. Ayrıca, her bir farın aynı akü voltajını alması sağlanır.