🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: Elektrikte ohm yasası, üreteç ve direnç bağlanması Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: Elektrikte ohm yasası, üreteç ve direnç bağlanması Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkı (gerilim) ile üzerinden geçen akım şiddeti arasındaki ilişkiyi inceleyen bir öğrenci, direnci \( 5 \Omega \) olan bir iletkenin uçlarına \( 20 V \) gerilim uyguluyor.
Buna göre, bu iletkenden geçen akım şiddeti kaç Amper (\( A \)) olur? 💡
Buna göre, bu iletkenden geçen akım şiddeti kaç Amper (\( A \)) olur? 💡
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için temel Ohm Yasası formülünü kullanmalıyız:
- Verilenler:
- Direnç \( R = 5 \Omega \)
- Potansiyel Fark \( V = 20 V \)
- Formül: \( V = I \cdot R \)
Çözüm Adımları:
- Formülde akımı (\( I \)) yalnız bırakırsak: \( I = \frac{V}{R} \)
- Değerleri yerine koyalım: \( I = \frac{20}{5} \)
- Sonuç: \( I = 4 A \) olarak bulunur. ✅
Örnek 2:
Şekildeki bir devrede, birbirine paralel bağlı \( 6 \Omega \) ve \( 3 \Omega \) değerindeki iki direnç bulunmaktadır. Bu paralel gruba ise \( 4 \Omega \) değerinde bir direnç seri olarak bağlanmıştır.
Buna göre devrenin eşdeğer direnci (\( R_{es} \)) kaç \( \Omega \)'dur? 🔍
Buna göre devrenin eşdeğer direnci (\( R_{es} \)) kaç \( \Omega \)'dur? 🔍
Çözüm:
Karmaşık devrelerde eşdeğer direnç adım adım hesaplanır:
1. Adım: Paralel Bağlı Dirençlerin Hesaplanması
- Paralel bağlı \( 6 \Omega \) ve \( 3 \Omega \) dirençlerin eşdeğeri (\( R_p \)):
- \[ R_p = \frac{6 \cdot 3}{6 + 3} \]
- \[ R_p = \frac{18}{9} = 2 \Omega \]
2. Adım: Seri Bağlı Dirençlerin Hesaplanması
- Bulduğumuz \( 2 \Omega \)'luk direnç ile devredeki \( 4 \Omega \)'luk direnç birbirine seridir.
- \[ R_{es} = 2 + 4 \]
- \[ R_{es} = 6 \Omega \] olarak bulunur. ✅
Örnek 3:
Bir devrede her birinin elektromotor kuvveti (emk) \( 12 V \) olan özdeş üç adet üreteç bulunmaktadır. Bu üreteçlerden ikisi birbirine paralel, bu paralel gruba ise üçüncü üreteç seri ve düz bağlanmıştır.
Devrenin toplam potansiyel farkı (\( V_{top} \)) kaç Volt olur? 🔋
Devrenin toplam potansiyel farkı (\( V_{top} \)) kaç Volt olur? 🔋
Çözüm:
Üreteçlerin bağlanma kurallarını uygulayalım:
1. Adım: Paralel Üreteçler
- Birbirine paralel bağlı özdeş üreteçlerin toplam gerilimi, sadece bir tanesinin gerilimine eşittir.
- Paralel bağlı iki adet \( 12 V \)'luk üretecin toplamı: \( V_p = 12 V \)'dur.
2. Adım: Seri Bağlı Üreteçler
- Bulduğumuz \( 12 V \)'luk paralel grup ile diğer \( 12 V \)'luk üreteç seri ve düz bağlıdır.
- Seri bağlı üreteçlerde gerilimler toplanır:
- \[ V_{top} = 12 + 12 \]
- \[ V_{top} = 24 V \] olarak hesaplanır. ✅
Örnek 4:
Bir evde kullanılan ütü (\( 40 \Omega \)) ve fırın (\( 20 \Omega \)) birbirine paralel olarak şehir şebekesine bağlanmıştır. Şehir şebekesinin gerilimi \( 220 V \) olarak kabul edilmektedir.
Bu iki cihaz aynı anda çalıştırıldığında, ana koldan geçen toplam akım kaç Amper olur? 🏠⚡
Bu iki cihaz aynı anda çalıştırıldığında, ana koldan geçen toplam akım kaç Amper olur? 🏠⚡
Çözüm:
Evlerdeki tüm elektrikli aletler birbirine paralel bağlanır.
1. Adım: Her Cihazın Akımını Ayrı Ayrı Bulma
- Ütüden geçen akım (\( I_1 \)): \( I_1 = \frac{220}{40} = 5,5 A \)
- Fırından geçen akım (\( I_2 \)): \( I_2 = \frac{220}{20} = 11 A \)
2. Adım: Toplam Akımı Bulma
- Paralel kollardaki akımların toplamı ana kol akımını verir:
- \[ I_{top} = I_1 + I_2 \]
- \[ I_{top} = 5,5 + 11 = 16,5 A \]
Alternatif Yol: Önce eşdeğer direnci bulup sonra \( I = \frac{V}{R_{es}} \) formülünü de kullanabilirdik. ✅
Örnek 5:
Bir devrede \( 12 A \)'lik ana kol akımı iki paralel kola ayrılmaktadır. Üst kolda \( 2 \Omega \) ve \( 4 \Omega \)'luk iki direnç birbirine seri bağlıdır. Alt kolda ise sadece \( 3 \Omega \)'luk tek bir direnç bulunmaktadır.
Buna göre, alt koldan (\( 3 \Omega \)'luk dirençten) geçen akım kaç Amperdir? 📈
Buna göre, alt koldan (\( 3 \Omega \)'luk dirençten) geçen akım kaç Amperdir? 📈
Çözüm:
Paralel kollarda gerilimlerin eşitliği prensibini kullanalım:
1. Adım: Kolların Toplam Dirençlerini Belirleme
- Üst kol direnci (\( R_{ust} \)): \( 2 + 4 = 6 \Omega \)
- Alt kol direnci (\( R_{alt} \)): \( 3 \Omega \)
2. Adım: Akım Paylaştırma
- Paralel kollarda akım, dirençle ters orantılı paylaşılır.
- Üst koldan \( i \) kadar akım geçerse, direnci yarısı olan alt koldan \( 2i \) kadar akım geçer.
- Toplam akım: \( i + 2i = 3i \)
- \( 3i = 12 A \Rightarrow i = 4 A \)
3. Adım: Sonuç
- Alt koldan geçen akım \( 2i \) olduğu için:
- \[ 2 \cdot 4 = 8 A \] olarak bulunur. ✅
Örnek 6:
Bir el fenerinin içinde her biri \( 1,5 V \) gerilime sahip 4 adet pil bulunmaktadır. Pillerin daha uzun süre dayanması için fenerin içindeki ampulün direnci \( 12 \Omega \) olarak seçilmiştir.
Pillerin hepsi seri ve düz bağlı olduğuna göre, fener çalışırken pillerden çekilen akım kaç Amperdir? 🔦
Pillerin hepsi seri ve düz bağlı olduğuna göre, fener çalışırken pillerden çekilen akım kaç Amperdir? 🔦
Çözüm:
Günlük hayatta kullandığımız pilli cihazların çoğunda piller seri bağlanarak gerilim artırılır.
1. Adım: Toplam Gerilimi Bulma
- Seri bağlı 4 pilin toplam gerilimi:
- \[ V_{top} = 4 \cdot 1,5 = 6 V \]
2. Adım: Akımı Hesaplama
- Ohm Yasası (\( V = I \cdot R \)) kullanılarak:
- \[ I = \frac{V_{top}}{R} \]
- \[ I = \frac{6}{12} = 0,5 A \]
Sonuç: Fener çalışırken devreden \( 0,5 A \) akım geçer. ✅
Örnek 7:
İç direnci önemsiz bir üretece bağlı devrede, \( 10 \Omega \)'luk bir dirençten \( 3 A \) akım geçmektedir. Bu dirence paralel olarak \( 15 \Omega \)'luk ikinci bir direnç daha eklenirse;
a) Devrenin eşdeğer direnci nasıl değişir?
b) Üreteçten çekilen toplam akım ne olur? 🔄
a) Devrenin eşdeğer direnci nasıl değişir?
b) Üreteçten çekilen toplam akım ne olur? 🔄
Çözüm:
a) Eşdeğer Direnç Değişimi:
- Başlangıçta direnç \( 10 \Omega \)'dur.
- Paralel direnç eklendiğinde eşdeğer direnç her zaman en küçük dirençten bile daha küçük olur.
- Yeni \( R_{es} = \frac{10 \cdot 15}{10 + 15} = \frac{150}{25} = 6 \Omega \).
- Direnç azalmıştır.
b) Toplam Akım:
- Üreteç gerilimi sabittir: \( V = I \cdot R = 3 \cdot 10 = 30 V \).
- Yeni durumda toplam akım: \( I_{yeni} = \frac{V}{R_{es}} = \frac{30}{6} = 5 A \).
- Akım artmıştır. ✅
Örnek 8:
Bir öğrenci laboratuvarda özdeş dirençler ve özdeş üreteçlerle iki farklı devre kuruyor.
1. Devre: İki direnç seri bağlı.
2. Devre: İki direnç paralel bağlı.
Her iki devrede de aynı üreteç kullanıldığına göre, 2. devredeki ana kol akımının 1. devredeki ana kol akımına oranı (\( \frac{I_2}{I_1} \)) kaçtır? 🧪
1. Devre: İki direnç seri bağlı.
2. Devre: İki direnç paralel bağlı.
Her iki devrede de aynı üreteç kullanıldığına göre, 2. devredeki ana kol akımının 1. devredeki ana kol akımına oranı (\( \frac{I_2}{I_1} \)) kaçtır? 🧪
Çözüm:
Dirençlerin her birine \( R \), üretecin gerilimine \( V \) diyelim.
1. Devre (Seri):
- Eşdeğer Direnç: \( R_1 = R + R = 2R \)
- Akım: \( I_1 = \frac{V}{2R} \)
2. Devre (Paralel):
- Eşdeğer Direnç: \( R_2 = \frac{R \cdot R}{R + R} = \frac{R}{2} \)
- Akım: \( I_2 = \frac{V}{R/2} = \frac{2V}{R} \)
Oranlama:
- \[ \frac{I_2}{I_1} = \frac{2V/R}{V/2R} \]
- Birinciyi aynen yaz, ikinciyi ters çevir çarp: \( \frac{2V}{R} \cdot \frac{2R}{V} = 4 \)
- Sonuç: Paralel bağlı devrede akım 4 katına çıkar. ✅
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-elektrikte-ohm-yasasi-uretec-ve-direnc-baglanmasi/sorular