Elektrik, modern yaşamın ayrılmaz bir parçasıdır ve elektrik devreleri, enerjinin güvenli ve kullanışlı bir şekilde iletilmesini sağlayan sistemlerdir. 10. sınıf fizik müfredatında yer alan basit elektrik devreleri konusu, bu sistemlerin temel prensiplerini anlamak için önemlidir.

Temel Devre Elemanları

Basit bir elektrik devresi, en az üç temel elemandan oluşur: enerji kaynağı, iletken teller ve bir alıcı (tüketici).

• Gerilim (Potansiyel Farkı): Devrenin çalışması için gerekli olan enerjiyi sağlayan kaynaktır. Genellikle bir pil veya akü ile temsil edilir. Birimi Volt (V)‘tur. Gerilim, yüklerin hareket etmesini sağlayan itici kuvvettir.
• Elektrik Akımı: Birim zamanda bir iletkenin kesitinden geçen elektrik yükü miktarıdır. Akım, yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akar. Birimi Amper (A)‘dır.
• Direnç: Elektrik akımının geçişine karşı koyan devrenin özelliğidir. Direnç ne kadar büyükse, akımın geçişi o kadar zor olur. Birimi Ohm (Ω)‘dur. Lambalar, elektrikli sobalar ve televizyonlar birer dirençtir.

Ohm Yasası

Ohm Yasası, bir devredeki gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklar. Bu üç büyüklükten ikisini bildiğinizde, diğerini kolayca hesaplayabilirsiniz.

• Formülü: Gerilim = Akım x Direnç
  • V = I x R

Devre Bağlantı Şekilleri

Devre elemanları, özellikle dirençler, iki temel şekilde bağlanabilir.

1. Seri Bağlı Devreler

Bu bağlantı şeklinde, dirençler birbiri ardına, tek bir yol üzerinde sıralanır. Bu durumda akımın izleyeceği tek bir yol vardır.

• Akım: Devrenin her noktasında aynıdır.
• Gerilim: Kaynağın gerilimi, dirençler arasında paylaştırılır. Her bir direncin üzerindeki gerilimin toplamı, kaynağın gerilimine eşittir.
• Eşdeğer Direnç: Devredeki tüm dirençlerin toplamına eşittir.

2. Paralel Bağlı Devreler

Bu bağlantı şeklinde, dirençler birden fazla kola ayrılır ve her biri farklı bir yoldan akım çeker.

• Akım: Kaynaktan çıkan akım, kollara ayrılır. Kollardaki akımların toplamı, ana koldaki akıma eşittir.
• Gerilim: Her bir kolun üzerindeki gerilim, kaynağın gerilimine eşittir ve sabittir.
• Eşdeğer Direnç: Dirençlerin terslerinin toplamının tersine eşittir.

Basit Devrelerin Şematik Çizimi (Metinsel Açıklama)

Devre şeması çizimi yapamasam da, bu devrelerin nasıl göründüğünü metinle açıklayabilirim.

• Seri Bağlı Devre: Bir pil düşünün. Pilin pozitif (+) ucundan bir kablo çıkar. Bu kablo, birinci lambaya girer ve çıkar. Çıkan kablo, ikinci lambaya girer ve çıkar. Son olarak, bu kablo pilin negatif (-) ucuna geri bağlanır. Bu bağlantı, tüm bileşenleri tek bir hat üzerinde sıralar. Eğer lambalardan biri patlarsa, bu hat kesilir ve diğer lambalar da söner.
• Paralel Bağlı Devre: Bir pil düşünün. Pilin pozitif (+) ucundan bir kablo çıkar. Bu kablo ikiye ayrılır. İlk kablo birinci lambaya, ikinci kablo ise ikinci lambaya gider. Her iki lambadan çıkan kablolar, tekrar birleşerek pilin negatif (-) ucuna geri bağlanır. Bu bağlantıda, akımın her bir lamba için farklı bir yolu vardır. Eğer lambalardan biri patlarsa, diğer lambalar yanmaya devam eder çünkü akım için farklı bir yol mevcuttur.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1. Soru Bir basit elektrik devresinde pilin gerilimi 12 Volt, devreden geçen akım 2 Amper’dir. Bu devrenin toplam direnci kaç Ohm’dur?

A) 6 B) 10 C) 12 D) 24

Çözüm: Ohm Yasası’na göre, Gerilim = Akım x Direnç. 12 Volt = 2 Amper x Direnç Direnç = 12 / 2 = 6 Ohm.

Doğru Cevap: A

---

2. Soru Aşağıdakilerden hangisi bir elektrik devresinde akımın geçişine karşı koyan temel büyüklüktür?

A) Gerilim B) Direnç C) Güç D) Akım

Çözüm: Direnç, elektrik akımının geçişine karşı koyan devre elemanıdır.

Doğru Cevap: B

---

3. Soru Seri bağlı iki dirençten oluşan bir devrede, dirençler 5 Ohm ve 7 Ohm’dur. Bu devrenin eşdeğer direnci kaç Ohm’dur?

A) 2 B) 10 C) 12 D) 35

Çözüm: Seri bağlı devrelerde eşdeğer direnç, dirençlerin toplamına eşittir. Eşdeğer Direnç = 5 Ohm + 7 Ohm = 12 Ohm.

Doğru Cevap: C

---

4. Soru Paralel bağlı iki dirençten oluşan bir devrede, dirençler 6 Ohm ve 3 Ohm’dur. Bu devrenin eşdeğer direnci kaç Ohm’dur?

A) 2 B) 4 C) 9 D) 18

Çözüm: Paralel bağlı devrelerde eşdeğer direncin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. 1 / Eşdeğer Direnç = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2 Eşdeğer Direnç = 2 Ohm.

Doğru Cevap: A

---

5. Soru Bir evdeki lambalar, bir devrede birbirine paralel bağlanmıştır. Bu durumda aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Lambalardan biri patladığında diğerleri yanmaya devam eder. B) Lambaların üzerindeki gerilim aynıdır. C) Ana koldaki akım, lambalardan geçen akımların toplamına eşittir. D) Lambalardan biri patladığında, devrenin akımı sıfır olur.

Çözüm: Paralel bağlı bir devrede, bir kolun kopması diğer kolları etkilemez. Bu nedenle lambalardan biri patladığında diğer lambalar yanmaya devam eder. Sadece ilgili koldaki akım sıfır olur, ana koldaki akım tamamen sıfır olmaz.

Doğru Cevap: D