🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: Pilin tükenme süresi Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: Pilin tükenme süresi Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir el fenerinde kullanılan pilin kapasitesi 1200 mAh (miliamper-saat) olarak verilmiştir. El feneri sabit bir akımla 200 mA çekiyorsa, pilin tamamı tükendiğinde kaç saat çalışabilir? 💡
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için pilin kapasitesi ile çektiği akım arasındaki ilişkiyi kullanacağız.
- Verilenler:
- Pil Kapasitesi (C) = 1200 mAh
- Çekilen Akım (I) = 200 mA
- İstenen:
- Pil Ömrü (t) = ? saat
- Formül: Pil Ömrü \( t = \frac{C}{I} \) şeklinde hesaplanır. Burada C kapasite, I ise akımdır. Birimlerin uyumlu olması önemlidir. Kapasite mAh ve akım mA ise, süre saat olarak bulunur.
- Hesaplama: \( t = \frac{1200 \text{ mAh}}{200 \text{ mA}} \)
\( t = 6 \text{ saat} \)
Örnek 2:
Bir oyuncak arabada kullanılan pilin kapasitesi 500 mAh'dir. Oyuncak araba, ortalama 100 mA akım çektiğinde pilin tükenme süresi ne olur? Eğer pilin tam kapasitesinin sadece %80'i kullanılabiliyorsa, bu süre ne kadar kısalır? ⏳
Çözüm:
Bu soruda hem temel pil ömrünü hesaplayacağız hem de kullanılabilir kapasite kısıtlamasının etkisini inceleyeceğiz.
- Verilenler:
- Pil Kapasitesi (C) = 500 mAh
- Çekilen Akım (I) = 100 mA
- Kullanılabilir Kapasite Oranı = %80
- İstenen:
- Tam Kapasite ile Pil Ömrü (t1) = ? saat
- Kullanılabilir Kapasite ile Pil Ömrü (t2) = ? saat
- Süre Kısaltması = ? saat
- Hesaplama (Tam Kapasite): \( t_1 = \frac{C}{I} = \frac{500 \text{ mAh}}{100 \text{ mA}} = 5 \text{ saat} \)
- Hesaplama (Kullanılabilir Kapasite): Kullanılabilir Kapasite \( C_{kullanılabilir} = C \times \text{%80} = 500 \text{ mAh} \times 0.80 = 400 \text{ mAh} \)
- Süre Kısaltması: Süre Kısaltması \( = t_1 - t_2 = 5 \text{ saat} - 4 \text{ saat} = 1 \text{ saat} \)
\( t_2 = \frac{C_{kullanılabilir}}{I} = \frac{400 \text{ mAh}}{100 \text{ mA}} = 4 \text{ saat} \)
Örnek 3:
Bir akıllı telefonun bataryası 4000 mAh kapasiteye sahiptir. Telefon, ekran parlaklığı orta seviyede ve Wi-Fi açıkken ortalama 500 mA akım çekmektedir. Eğer telefonun bataryası, oyun oynarken %50 daha fazla akım çekerse, oyun oynarken pilin tükenme süresi kaç saat olur? 🎮
Çözüm:
Bu soruda, farklı kullanım senaryolarında pilin tükenme süresini hesaplayacağız.
- Verilenler:
- Batarya Kapasitesi (C) = 4000 mAh
- Normal Kullanım Akımı (I_normal) = 500 mA
- Oyun Akımı (I_oyun) = Normal Akımın %50 fazlası
- İstenen:
- Oyun Oynarken Pil Ömrü (t_oyun) = ? saat
- Hesaplama (Oyun Akımı): Oyun oynarken çekilen akım, normal akımın %50 fazlası olduğu için:
- Hesaplama (Oyun Oynarken Pil Ömrü): Şimdi oyun oynarkenki akımı kullanarak pil ömrünü hesaplayalım:
\( I_{oyun} = I_{normal} + (I_{normal} \times 0.50) \)
\( I_{oyun} = 500 \text{ mA} + (500 \text{ mA} \times 0.50) \)
\( I_{oyun} = 500 \text{ mA} + 250 \text{ mA} \)
\( I_{oyun} = 750 \text{ mA} \)
\( t_{oyun} = \frac{C}{I_{oyun}} = \frac{4000 \text{ mAh}}{750 \text{ mA}} \)
\( t_{oyun} \approx 5.33 \text{ saat} \)
Örnek 4:
Uzaktan kumandalarda kullanılan ince kalem pillerin (AA tipi) kapasitesi genellikle 2000 mAh civarındadır. Bir televizyon kumandası, sürekli açık kaldığında ortalama 50 mA akım çektiğine göre, bu piller kumandada ne kadar süre çalışabilir? 📺
Çözüm:
Bu örnek, günlük hayatımızda sıkça karşılaştığımız pil kullanımını anlamamıza yardımcı olacaktır.
- Verilenler:
- Pil Kapasitesi (C) = 2000 mAh
- Çekilen Akım (I) = 50 mA
- İstenen:
- Pil Ömrü (t) = ? saat
- Formül: Pil ömrünü hesaplamak için \( t = \frac{C}{I} \) formülünü kullanacağız.
- Hesaplama: \( t = \frac{2000 \text{ mAh}}{50 \text{ mA}} \)
\( t = 40 \text{ saat} \)
Örnek 5:
Bir el feneri pilinin kapasitesi 1500 mAh'dir. El feneri 300 mA akım çektiğinde, pilin tükenme süresi kaç saat olur? 🔦
Çözüm:
Bu soruda, pilin kapasitesi ve çektiği akım kullanılarak pilin çalışma süresi hesaplanacaktır.
- Verilenler:
- Pil Kapasitesi (C) = 1500 mAh
- Çekilen Akım (I) = 300 mA
- İstenen:
- Pil Ömrü (t) = ? saat
- Formül: Pil ömrü \( t = \frac{C}{I} \) formülü ile bulunur.
- Hesaplama: \( t = \frac{1500 \text{ mAh}}{300 \text{ mA}} \)
\( t = 5 \text{ saat} \)
Örnek 6:
Bir elektrikli oyuncak araba, 6V geriliminde çalışan ve 800 mAh kapasiteli bir pile sahiptir. Oyuncak arabanın motoru ortalama 160 mA akım çekerse, pilin tamamı tükendiğinde kaç saat çalışabilir? 🚗
Çözüm:
Bu soruda, pilin kapasitesi ve çektiği akım arasındaki ilişkiyi kullanarak çalışma süresini bulacağız. Gerilim bilgisi bu hesaplama için doğrudan gerekli değildir.
- Verilenler:
- Pil Kapasitesi (C) = 800 mAh
- Çekilen Akım (I) = 160 mA
- Gerilim (V) = 6V (Bu hesaplama için kullanılmayacak)
- İstenen:
- Pil Ömrü (t) = ? saat
- Formül: Pil ömrü \( t = \frac{C}{I} \) formülü ile hesaplanır.
- Hesaplama: \( t = \frac{800 \text{ mAh}}{160 \text{ mA}} \)
\( t = 5 \text{ saat} \)
Örnek 7:
Bir dizüstü bilgisayarın bataryası 60 Wh (vatt-saat) kapasitelidir ve 15V gerilimle çalışır. Bilgisayar, standart kullanımda (internet gezintisi, yazı yazma) ortalama 30W güç tüketiyorsa, batarya kaç saat dayanır? Eğer bilgisayar oyun oynarken güç tüketimi %50 artarsa, oyun süresi kaç saat olur? 💻
Çözüm:
Bu soruda, vatt-saat (Wh) birimiyle verilen kapasiteyi ve güç tüketimini kullanarak pil ömrünü hesaplayacağız. Güç (P), gerilim (V) ve akım (I) arasındaki ilişki \( P = V \times I \) olduğundan, akımı da hesaplayabiliriz.
- Verilenler:
- Batarya Kapasitesi (E) = 60 Wh
- Gerilim (V) = 15V
- Standart Güç Tüketimi (P_standart) = 30W
- Oyun Güç Tüketimi (P_oyun) = Standart Tüketimin %50 fazlası
- İstenen:
- Standart Kullanımda Batarya Ömrü (t_standart) = ? saat
- Oyun Oynarken Batarya Ömrü (t_oyun) = ? saat
- Hesaplama (Standart Kullanım Batarya Ömrü): Batarya ömrü, toplam enerji kapasitesinin tüketilen güce bölünmesiyle bulunur: \( t = \frac{E}{P} \)
- Hesaplama (Oyun Güç Tüketimi): Oyun oynarken güç tüketimi %50 arttığına göre:
- Hesaplama (Oyun Oynarken Batarya Ömrü): Şimdi oyun oynarkenki güç tüketimiyle batarya ömrünü hesaplayalım:
\( t_{standart} = \frac{60 \text{ Wh}}{30 \text{ W}} = 2 \text{ saat} \)
\( P_{oyun} = P_{standart} + (P_{standart} \times 0.50) \)
\( P_{oyun} = 30 \text{ W} + (30 \text{ W} \times 0.50) \)
\( P_{oyun} = 30 \text{ W} + 15 \text{ W} \)
\( P_{oyun} = 45 \text{ W} \)
\( t_{oyun} = \frac{E}{P_{oyun}} = \frac{60 \text{ Wh}}{45 \text{ W}} \)
\( t_{oyun} \approx 1.33 \text{ saat} \)
Örnek 8:
Bir powerbank'in kapasitesi 10000 mAh olarak belirtilmiş. Bu powerbank ile tam dolu bir akıllı telefonu (bataryası 2500 mAh) kaç kez şarj edebiliriz? Powerbank'in kendi içindeki enerji kaybı %20 olarak kabul edilecektir. ⚡
Çözüm:
Bu örnek, taşınabilir şarj cihazlarının (powerbank) verimliliğini ve kaç şarj imkanı sunduğunu anlamamıza yardımcı olur.
- Verilenler:
- Powerbank Kapasitesi (C_pb) = 10000 mAh
- Telefon Batarya Kapasitesi (C_tel) = 2500 mAh
- Enerji Kaybı = %20
- İstenen:
- Şarj Edilebilecek Tam Telefon Sayısı = ?
- Hesaplama (Kullanılabilir Powerbank Kapasitesi): Powerbank'in enerji kaybı olduğu için, kullanabileceğimiz gerçek kapasiteyi hesaplamalıyız:
- Hesaplama (Şarj Edilebilecek Telefon Sayısı): Şimdi kullanılabilir kapasiteyi telefonun batarya kapasitesine bölerek kaç tam şarj yapabileceğimizi bulalım:
Kullanılabilir Kapasite \( C_{kullanılabilir} = C_{pb} \times (1 - \text{Enerji Kaybı}) \)
\( C_{kullanılabilir} = 10000 \text{ mAh} \times (1 - 0.20) \)
\( C_{kullanılabilir} = 10000 \text{ mAh} \times 0.80 \)
\( C_{kullanılabilir} = 8000 \text{ mAh} \)
Şarj Sayısı \( = \frac{C_{kullanılabilir}}{C_{tel}} = \frac{8000 \text{ mAh}}{2500 \text{ mAh}} \)
Şarj Sayısı \( = 3.2 \)
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-pilin-tukenme-suresi/sorular