Elektrik Devreleri 10. sınıf


Kategoriler: 10. Sınıf Fizik, Elektrik ve Manyetizma, Fizik

AKIM, DİRENÇ VE POTANSİYEL FARKI ARASINDAKİ İLİŞKİ

  • Elektrik enerjisinin, elektrik akımı ile taşındığı, farklı devre elemanlarının bağlı olduğu iletken yola elektrik devresi denir.
  • Basit bir elektrik devresinde, pil, anahtar, lamba gibi devre elemanları bulunur.
  • Üretecin yanı sıra, elektrik enerjisinin harcandığı, lamba gibi devre elemanlarının dirençleri devredeki elektrik akım şiddetini belirler.
  • Bir devredeki akım, potansiyel farkı ve direnç arasındaki ilişki Ohm Yasası olarak bilinir ve aşağıdaki gibi ifade edilir.

Ohm Yasası



Üzerinden akım geçen bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı her zaman sabittir ve iletkenin direncine eşittir.



Ampermetre ve Voltmetre

Bir ampermetrenin iç direnci, ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Bu nedenle bir elektrik devresinde ampermetre devre elemanına her zaman seri bağlanır. Eğer ampermetre bir devre elemanına paralel bağlanırsa bu devre elemanı kısa devre olur ve üzerinden akım geçmez. Çünkü elektrik akımı, dirençsiz yolu tercih ederek ampermetre üzerinden geçer. Bir voltmetrenin iç direnci ise çok büyüktür. Bu nedenle bir elektrik devresinde Voltmetre devre elemanına her zaman paralel bağlanır. Eğer Voltmetre bir devre elemanına seri bağlanırsa bu devre elemanının üzerinden akım geçmez. Çünkü elektrik akımı, daha az dirençli yolu tercih ederek voltmetrenin bağlı olmadığı başka bir koldan geçer. Bir elektrik devresine doğru şekilde bağlanmış olan ampermetrenin ve voltmetrenin devrenin toplam direncine bir etkisi yoktur.



Çözüm: İç direnci ihmal edilebilecek kadar küçük olan ampermetre devre elemanlarına seri bağlanır ve üzerinden akım geçebilir. İç direnci çok büyük olan voltmetre ise devre elemanlarına paralel bağlanır ve üzerinden akım geçirmez. Verilen devrede l noktasındaki ölçüm aracı K ampulüne seri bağlı olduğu halde ampul ışık vermektedir. O hâlde bu araç bir ampermetredir.
II noktasındaki araç da L ampulüne seri bağlı olduğu hâlde bu ampul ışık vermemektedir. 0 hâlde bu araç bir voltmetredir.
III noktasındaki araç M ampulüne paralel bağlı olduğu hâlde bu ampul ışık vermektedir. O hâlde bu araç bir voltmetredir.
IV noktasındaki ölçüm aracı K ampulüne seri bağlı olduğu hâlde ampul ışık vermektedir. O hâlde bu araç bir ampermetredir. Cevap B

SERİ VE PARALEL BAĞLI DEVRELER

Bir elektrik devresinde, devre elemanları, istenilen amaca uygun olarak farklı şekillerde bağlanabilir. Bağlama şekillerine göre devrede ölçülen gerilim, akım ve direnç değerleri değişebilir.

  • Bir elektrik devresinde doğrudan üretece bağlı olan kola ana kol denir.
  • Birden fazla direncin bağlı olduğu bir elektrik devresinde, dirençlerin toplam etkisine eş değer direnç denir ve R şeklinde gösterilir.

Seri Bağlama



Paralel Bağlama





Elektromotor Kuvvet (EMK) Kaynakları



İç Direnç

Üreteçlerin Bağlanması

GALVANİ, VOLTA VE PİLLER

  • Cep telefonu, tablet, dizüstü bilgisayar ve şarj edilebilen diğer küçük ev aletleri gibi günlük yaşantımızın neredeyse her alanında kullandığımız elektrikli araçları çalıştırdığımız piller 18. yüzyılın sonlarında keşfedilmiştir.
  • İlk pilin keşfi, aynı zamanda bir hekim olan İtalyan fizikçi Luigi Galvani’ye dayanır. Galvani laboratuvarında hayvan dokuları üzerinde yaptığı çalışmalar sırasında kurbağaların sinir sisteminin elektriksel özelliğini fark ederek “hayvansal elektrik” fikrini ortaya atmıştır.
  • Bir başka fizikçi olan Alessandro Volta ise Galvani’nin kurbağalar üzerinde fark ettiği elektriksel olayın hayvanlara özgü bir özellik olmadığını, farklı sıvı çözeltileri yardımıyla da elektrik akımı elde edilebildiğini ispatladı. Volta, bakır ve çinko plakalar arasına tuzlu suya batırılmış sünger yerleştirerek ilk pili çalıştırmayı başardı. Daha sonra bu düzeneği geliştirerek kendi adı ile anılan Volta pilini icat etti.
  • Günümüzde yaygın olarak kullanılan piller, Volta pilinin daha da geliştirilmesi ile elde edilmiştir.

ELEKTRİK ENERJİSİ

Enerji Dönüşümleri

  • Dünya’da enerji sürekli üretilip tüketilmektedir.
  • Enerji korunumlu olduğundan, üretilen enerji başka enerji türlerine dönüşmektedir.
  • Örneğin bir hidroelektrik santrali barajında depolanan su potansiyel enerji kazanır.
  • Baraj suyu kanallarla türbinlere aktarıldığında, su aşağıya doğru akmaya başlar. Bu sırada suyun potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
  • Hızlanan su, önüne çıkan türbin pervanelerine çarparak, pervaneleri döndürür. Bu sırada suyun kinetik enerjisi pervanelere kinetik enerji kazandırır.
  • Dönen pervaneler. jeneratör mekanizmasını çalıştırarak elektrik enerjisi elde edilir. Böylece türbin pervanelerinin kinetik enerjisi elektrik enerjisine dönüşmüş olur.
  • Santralde elde edilen elektrik enerjisi kentlere iletilerek yaşam alanlarında ve sanayide kullanılır.
  • Sanayide yapılan üretim faaliyetlerinin önemli bir kısmında elektrik enerjisi tüketilir. Bu üretim faaliyetleri sırasında elektrik enerjisi; mekanik enerji, kimyasal enerji, ısı ve ışık enerjisi gibi birçok farklı enerji türlerine dönüşür.
  • Evlerde kullanılan elektrik enerjisi ise, ütü, fırın. çamaşır ve bulaşık makineleri, televizyon, bilgisayar, cep telefonu gibi birçok elektrikli araçta mekanik enerjiye, ısı, ışık ve ses enerjisine dönüşür.

Elektriksel Güç

Verim

Lambalar

Lamba Parlaklığı

Sigorta

Enerji Tasarrufu

Elektrik Güvenliği

Şekildeki gibi elektrik akımının gideceği tek bir yolun olduğu devreye seri bağlı devre denir.
Seri bağlı bir devrede dirençler uç uca eklenmiştir.
Seri bağlı devrede tüm devre elemanlarından aynı akım geçer.
Seri bağlı devrede dirençlerin uçları arasındaki potansiyel farklarının toplamı, eş değer direncin ya da pilin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir.
V=V1+V2+....
Seri bağlı devrede eş değer direnç, tüm dirençlerin topIamına eşittir.
Seri bağlı devrelerde her bir direncin gerilimi üretecin geriliminden daha küçüktür.
Seri bağlı devrelerde küçük direncin uçları arasındaki potansiyel farkı küçük, büyük direncin uçları arasındaki potansiyel farkı büyüktür.
Paralel bağlı bir devrede dirençlerin birer uçları aynı noktaya bağlanmıştır.
Şekildeki gibi paralel bağlı dirençlerin birer uçları aynı noktaya, o nokta da üretecin bir kutbuna bağlı olduğundan, dirençlerin uçları arasındaki potansiyel farkları üretecin uçları arasındaki potansiyel farkına eşittir.
Paralel bağlı devrede, kollardaki akımların toplamı ana kol akımına eşittir.
Paralel bağlı devrede eş değer direnç aşağıdaki gibi hesaplanır.
Paralel bağlamada, paralel bağlı kolların gerilimleri eşittir. Akım paralel kollara ayrılırken, büyük direncin olduğu kola küçük akım, küçük direncin olduğu kola büyük akım gider. Yani dirençlerle akımlar ters orantılı olur. Bir koldaki direnç ve akımın çarpımı (V1), buna paralel başka bir koldaki direnç ve akımın çarpımına (V2) eşit olur.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
22 Haziran 2019 Cumartesi