Üreteçlerin Bağlanması Test Çöz 10. Sınıf Fizik
Elektrik devrelerinde akım kaynağı olarak kullanılan üreteçler (piller, jeneratörler vb.), bir devrenin gerilim ve akım ihtiyacını karşılamak için farklı şekillerde bağlanabilir. Temel olarak iki bağlantı türü vardır: seri bağlantı ve paralel bağlantı. Seri bağlantıda, üreteçler arka arkaya, artı kutup eksi kutuba gelecek şekilde bağlanır. Bu bağlantı, toplam gerilimi artırmak için kullanılır ve eşdeğer gerilim üreteçlerin gerilimlerinin toplamına eşittir ($E_{eş} = E_1 + E_2 + …$). Eşdeğer iç direnç de dirençlerin toplamı kadardır ($r_{eş} = r_1 + r_2 + …$). Paralel bağlantıda ise üreteçler, tüm artı kutuplar bir noktaya, tüm eksi kutuplar başka bir noktaya bağlanır. Özdeş üreteçlerin paralel bağlanması durumunda, toplam gerilim tek bir üretecin gerilimine eşit kalır, ancak devrenin sağlayabileceği toplam akım artar ve pilin ömrü uzar. Eşdeğer iç direnç ise küçülür ($\frac{1}{r_{eş}} = \frac{1}{r_1} + \frac{1}{r_2} + …$).
Çözümlü Örnek Test Soruları
Soru 1:
Her biri 1.5 V gerilime sahip 3 özdeş pil, seri olarak bağlanmıştır. Bu pil grubunun toplam gerilimi kaç Volt’tur?
A) 1.5
B) 3.0
C) 4.5
D) 6.0
E) 9.0
Çözüm:
Seri bağlantıda toplam gerilim, pillerin gerilimlerinin toplamına eşittir: $V_{toplam} = 1.5 \text{ V} + 1.5 \text{ V} + 1.5 \text{ V} = 4.5$ V.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 2:
Her biri 1.5 V gerilime sahip 4 özdeş pil, paralel olarak bağlanmıştır. Bu pil grubunun toplam gerilimi kaç Volt’tur?
A) 1.5
B) 3.0
C) 4.5
D) 6.0
E) 9.0
Çözüm:
Özdeş üreteçlerin paralel bağlantısında toplam gerilim, tek bir üretecin gerilimine eşittir.
Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 3:
Üreteçlerin seri bağlanmasının temel amacı nedir?
A) Devrenin iç direncini azaltmak.
B) Toplam gerilimi artırmak.
C) Pil ömrünü uzatmak.
D) Akımı sabit tutmak.
E) Enerji verimini düşürmek.
Çözüm:
Üreteçler seri bağlandığında, gerilimleri toplanır. Bu, daha yüksek bir toplam gerilim elde etmek için yapılır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 4:
Üreteçlerin paralel bağlanmasının temel amacı nedir?
A) Toplam gerilimi artırmak.
B) Akımı sabit tutmak.
C) Devrenin iç direncini artırmak.
D) Pilin sağlayabileceği toplam akım kapasitesini artırmak.
E) Devredeki kısa devre riskini artırmak.
Çözüm:
Paralel bağlanan özdeş piller, aynı gerilimi korurken, her bir pilden akım çekilebildiği için toplam akım kapasitesini artırır ve pil ömrünü uzatır.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 5:
İç direnci 1 $\Omega$ olan 3 özdeş pil, seri bağlanmıştır. Bu pil grubunun eşdeğer iç direnci kaç $\Omega$’dur?
A) 0.33
B) 1
C) 2
D) 3
E) 9
Çözüm:
Seri bağlantıda toplam iç direnç, iç dirençlerin toplamına eşittir: $r_{eş} = 1 + 1 + 1 = 3 \Omega$.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 6:
İç direnci 6 $\Omega$ olan 3 özdeş pil, paralel bağlanmıştır. Bu pil grubunun eşdeğer iç direnci kaç $\Omega$’dur?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 6
E) 18
Çözüm:
Paralel bağlantıda eşdeğer iç direnç: $\frac{1}{r_{eş}} = \frac{1}{r_1} + \frac{1}{r_2} + \frac{1}{r_3} = \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$.
$r_{eş} = 2 \Omega$.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 7:
Bir pil grubunun sağladığı akımı azaltmak için ne yapılmalıdır?
A) Pilleri seri bağlamak.
B) Pilleri paralel bağlamak.
C) Direnci azaltmak.
D) Gerilimi artırmak.
E) Devreye daha büyük bir direnç eklemek.
Çözüm:
Ohm Kanunu’na göre ($I=V/R$), gerilim sabitken akımı azaltmak için direncin artırılması gerekir. Devreye daha büyük bir direnç eklemek, toplam direnci artırarak akımı azaltır.
Doğru cevap E şıkkıdır.
Soru 9:
İç direnci önemsiz olan 20 V’luk pil ve 5 $\Omega$ dirençli bir devrede, ana kol akımı kaç Amper’dir?
A) 2
B) 4
C) 5
D) 10
E) 20
Çözüm:
İç direnç önemsiz olduğu için devrenin toplam direnci sadece dış dirence eşittir. Ohm Kanunu’na göre: $I = V / R = 20 \text{ V} / 5 \Omega = 4$ A.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 10:
Bir pilin gerilimi ne ile ölçülür?
A) Ampermetre
B) Voltmetre
C) Ohmmetre
D) Wattmetre
E) Termometre
Çözüm:
Bir pilin gerilimi, devreye paralel bağlanan bir voltmetre ile ölçülür.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 11:
Paralel bağlı özdeş üreteçlerden oluşan bir devrenin toplam gerilimi, tek bir üretecin gerilimine neden eşittir?
A) İç dirençler çok büyük olduğu için.
B) Üreteçler seri bağlandığı için.
C) Her bir üreteç aynı iki nokta arasına bağlandığı için.
D) Akım bölündüğü için.
E) Dirençler sabit olduğu için.
Çözüm:
Paralel bağlantıda tüm üreteçler, aynı iki nokta arasına bağlanır. Potansiyel fark (gerilim), bu noktalar arasındaki enerji farkı olduğu için, her üretecin gerilimi de aynıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 12:
Bir devrede 20 V gerilime sahip bir pil, 5 $\Omega$’luk bir dış dirence ve 1 $\Omega$’luk iç dirence sahiptir. Devreden geçen akım kaç Amper’dir?
A) 2
B) 3
C) 4
D) 5
E) 6
Çözüm:
Devrenin toplam direnci, dış direnç ile iç direncin toplamıdır: $R_{toplam} = R_{dış} + R_{iç} = 5 \Omega + 1 \Omega = 6 \Omega$.
Ohm Kanunu’na göre: $I = V / R_{toplam} = 20 \text{ V} / 6 \Omega \approx 3.33$ A. En yakın cevap B şıkkıdır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 13:
Aşağıdaki durumlardan hangisinde bir devrenin akım kapasitesi artar?
A) Üreteçleri seri bağlamak.
B) Devreye ek direnç eklemek.
C) Paralel bağlı üreteç sayısını artırmak.
D) Üretecin gerilimini azaltmak.
E) Üretecin iç direncini artırmak.
Çözüm:
Paralel bağlanan her yeni üreteç, ana kol akımına katkı sağlar. Bu da devrenin toplam akım kapasitesini artırır.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 14:
Seri bağlı üreteçlerden birinin bağlantısı ters çevrilirse ne olur?
A) Devrenin toplam gerilimi artar.
B) Devrenin toplam gerilimi azalır.
C) Devre kısa devre olur.
D) Akım yönü tersine döner.
E) Pilin ömrü uzar.
Çözüm:
Seri bağlı bir üretecin bağlantısı ters çevrildiğinde, toplam gerilim, diğerlerinin toplamından bu ters bağlı pilin gerilimi kadar eksilir. Dolayısıyla toplam gerilim azalır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 15:
Özdeş olmayan üreteçler paralel bağlanırsa ne gibi bir sorun ortaya çıkabilir?
A) Gerilimler toplanır.
B) Akım sıfır olur.
C) Piller arasında akım dolaşımı oluşarak verim düşer ve piller zarar görebilir.
D) İç direnç sıfıra düşer.
E) Pillerin ömrü sonsuz olur.
Çözüm:
Özdeş olmayan piller paralel bağlandığında, daha yüksek gerilime sahip pil diğerine akım basmaya çalışır. Bu durum, piller arasında gereksiz bir akım dolaşımına yol açarak enerji kaybına ve pillerin zarar görmesine neden olabilir.
Doğru cevap C şıkkıdır.