10. SINIF YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI - FİZ.10.3.3
Öğrenme Çıktısı: FİZ.10.3.3. Ohm Yasası ile ilgili tümevarımsal akıl yürütebilme
Yandaki şekilde iletken kablo, direnç ve üreteçten oluşan basit bir elektrik devresi verilmiştir. Devredeki 6 Ω'luk direncin üzerinden 3 A akım geçmektedir.
Buna göre devrede kullanılan üretecin uçları arasına bağlanacak olan bir voltmetrenin gösterdiği değer kaç volt olur?
6 Ω direnç, 3 A akım
Ohm Yasası: V = I · R
Verilenler: I = 3 A, R = 6 Ω
V = 3 A × 6 Ω = 18 volt
Bir elektrikli fırının ısıtıcısının uçlarına uygulanan gerilim bir dimmer ile değiştirilebilmektedir. Fırının iç direnci sabittir. Fırına seri bağlı ampermetre ve fırının uçlarına paralel bağlı voltmetre ile yapılan ölçümler sonucunda, uygulanan gerilime karşılık fırının çektiği akımı gösteren grafik aşağıda verilmiştir.
a) Bu elektrikli fırının ısıtıcısının direnci kaç ohm (Ω)'dur?
b) Fırın, 220 V'luk şehir şebekesine bağlandığında kaç amper akım çeker?
Gerilim-Akım grafiği (doğrusal)
a) Direnç hesaplama: Grafikte örneğin V = 100 V iken I = 4 A okunmaktadır. Ohm Yasası'na göre:
R = V / I = 100 V / 4 A = 25 Ω
b) 220 V şebekede akım: I = V / R = 220 V / 25 Ω = 8,8 A
Bir atölyede çalışan Ayşe ve Mehmet, basit elektrik devreleri kurarak lambaların parlaklığını test etmek istiyorlar. Kullandıkları üreteçlerin iç direnci önemsizdir ve devrelerdeki lambalar saf direnç gibi düşünülebilir.
Ayşe, Şekil 1'deki gibi 30 V'luk bir üretece, direnci 6 Ω olan bir lamba bağlayarak devresine bir ampermetre yerleştiriyor.
Mehmet ise Şekil 2'deki gibi 40 V'luk bir üretece, direnci 5 Ω olan bir lamba bağlayarak devresine bir ampermetre yerleştiriyor.
a) Ayşe'nin kurduğu devrede ampermetrede okuduğu akım değeri kaç amper (A) olur?
b) Mehmet'in kurduğu devrede ampermetrede okuduğu akım değeri kaç amper (A) olur?
c) Ayşe, kendi üretecini (V₁=30 V) alıp Mehmet'in kullandığı lambanın (R₂=5 Ω) uçlarına bağlarsa, bu lambadan geçen akım kaç amper olur?
ç) Mehmet, kendi üretecini (V₂=40 V) alıp Ayşe'nin kullandığı lambanın (R₁=6 Ω) uçlarına bağlarsa, bu lambadan geçen akım kaç amper olur?
a) Ayşe: I = V / R = 30 V / 6 Ω = 5 A
b) Mehmet: I = 40 V / 5 Ω = 8 A
c) Ayşe'nin üreteci (30 V) + Mehmet'in lambası (5 Ω): I = 30 / 5 = 6 A
ç) Mehmet'in üreteci (40 V) + Ayşe'nin lambası (6 Ω): I = 40 / 6 = 20/3 A ≈ 6,67 A
X ve Y iletkenlerinin uçları arasındaki gerilimin (V) üzerlerinden geçen akıma (i) bağlı grafiği aşağıda verilmiştir.
a) X iletkeninin direnci RX kaç ohm (Ω)'dur?
b) Y iletkeninin direnci RY kaç ohm (Ω)'dur?
c) Bu iki iletkenin dirençleri oranı RX/RY kaçtır?
d) X iletkenine 30 V'luk gerilim uygulanırsa üzerinden geçen akım kaç amper olur?
Grafikten okunan değerler (örnek net değerler): X iletkeni için V=40 V iken I=4 A; Y iletkeni için V=30 V iken I=10 A.
a) RX = V/I = 40 V / 4 A = 10 Ω
b) RY = 30 V / 10 A = 3 Ω
c) RX / RY = 10 / 3
d) X iletkenine 30 V uygulanırsa: I = V / RX = 30 V / 10 Ω = 3 A
İç direnci önemsiz üreteç, toplam direnci 12 Ω olan reosta ve ideal ampermetreyle kurulan devrede sürgü K noktasında iken ampermetre 3 A değerini gösteriyor. (KL = LM = MN = NP)
Buna göre sürgü N noktasına getirildiğinde ampermetre kaç amper değerini gösterir?
Reosta (K, L, M, N, P uçları)
Reostanın toplam direnci 12 Ω ve 4 eşit parçaya bölünmüş (KL, LM, MN, NP). Her bir parçanın direnci = 12 Ω / 4 = 3 Ω.
Sürgü K noktasında: Tüm direnç (12 Ω) devreye bağlı. Üreteç gerilimi V = I · R = 3 A × 12 Ω = 36 V.
Sürgü N noktasında: Devreye giren direnç değeri 3 Ω olur. Bu durumda akım: I = V / R = 36 V / 3 Ω = 12 A.
