10. SINIF

Kİ KA

20 DAKİKADA FİZİK

DA

ÖĞRENCİ DEFTERİ

1. Dönem

Deniz KARAKOÇ

DAKİKA YAY I N L A R I

SERİ: ÖĞRENCİ DEFTERLERİ Copyright  MPS Basım Yayın İth. İhr. Tic. Ltd. Şti.

Kİ KA

ISBN: 978-625-8220-20-9 Sertifika No: 50196

Dizgi - Grafik

Dakika Dizgi Servisi

Baskı

Platin Ofset Sertifika No: 49236 Halkalı / İSTANBUL

Genel Dağıtım

DA

Karekök Rasimpaşa Mah. Karakolhane Cd. No:16/2 Kadıköy / İSTANBUL Telefon: (216) 418 36 70 – 330 08 57 www.dakikayayinlari.com

Birinci Basım

Bu kitabın ve sistemin her hakkı saklıdır. Tüm hakları MPS Basım Yayın İthalat İhracat Ticaret Limited Şirketine aittir. Kısmen de olsa alıntı yapılamaz. Metin, biçim ve sorular yayımlayan şirketin izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılamaz, yayımlanamaz.

ÖN SÖZ

Kİ KA

Değerli Öğretmenler, Sevgili Öğrenciler, Öğretim sürecinin en önemli unsurlarından biri zamanı verimli kullanmaktır. Uzun ve titiz bir çalışmanın sonucunda sizlere sunduğumuz öğrenci defteri ile bu hedefe daha kolay ulaşacağınıza inanıyoruz.

Dikkat süresi, bir insanın dikkati dağılmadan bir işe odaklandığı sürenin toplamıdır. Peki, bir iş üzerine tümüyle yoğunlaşan bir insan için dikkat süresi kaç dakikadır? Diğer bir ifadeyle bizler, çok önemsediğimiz bir işe en fazla kaç dakika odaklanabiliyoruz? Bu konuda yapılan bilimsel araştırmalar, bu sürenin ortalama 20 dakika olduğunu gösteriyor. Bu sebeple, defterimiz her bir ders için yaklaşık 20 dakikalık bir öğretim süresi düşünülerek hazırlanmıştır. Lise giriş sınavı sorularının çözülebilmesi için konuyu bilmenin yeterli olmadığı artık herkes tarafından kabul edilmektedir. Konuyu bilmenin yanı sıra, doğru ve hızlı düşünebilme, soruyu değerlendirebilme, çözüm alternatifleri arasından doğru ve kısa yöntemi seçebilme, işlemi kısa sürede ve hatasız yapabilme gibi etkenlerin de belirleyici öneme sahip olduğu açıktır.

DA

Bu defter hazırlanırken ortaokul müfredatı dikkatle incelenmiş, sınırları tespit edilmiştir. Lise giriş sınavının soruları; konu ve soru dağılımı, soru tipleri ve öğrenciden istenen yaklaşım tarzları göz önüne alınarak analiz edilmiştir. Bu tespit ve analizden sonra konuya ışık tutan değişik kaynakların desteği ve yazarın öğretmenlik birikimiyle bu defter oluşturulmuştur. Defterin rahat anlaşılabilmesini sağlamak ve sıkıcılıktan kurtarmak için mizanpaja, dizgiye, grafik çizimlerine ve baskıya azami özen gösterilmiştir.

Bu kitabın yazımında desteklerini esirgemeyen yazarımız Deniz Karakoç’a; tashihinde yardımcı olan Hasan Ali Baştaş, Mehmet Emin Karaköz, Emel Taze, Erkan Akar ve Adem Eliküçük’e; dizgisindeki titiz çalışmalarından dolayı Betül Doğan ve Serdar Uyduran’a şükranlarımı­zı bildiririz. Tüm öğretmenlerimize ve öğrencilerimize yararlı olması dileğiyle...

Dakika Yayınları

Kİ KA

İÇİNDEKİLER

1. Bölüm: ELEKTRİK

10

Elektrik Potansiyel Farkı ve Elektriksel Direnç

17

Ohm Yasası

23

Devre Elemanları

30

Seri Bağlı Dirençler

36

Paralel Bağlı Dirençler

41

Seri Bağlı Üreteçler

47

Paralel Bağlı Üreteçler

53

Üreteçlerin Tükenme Süreleri

59

Elektriksel Enerji ve Güç

64

Lambalar

69

DA

Elektrik Akımı ve İletkenlik

2. Bölüm: MANYETİZMA Mıknatıs ve Manyetik Alan

74

Akım ve Manyetik Alan

80

Dünyanın Manyetik Alanı

85

Kİ KA 3. Bölüm: BASINÇ

92

Basınç Kuvveti

98

Sıvı Basıncı

103

Pascal Prensibi ve Cendereler

109

Açık Hava Basıncı

118

Kapalı Kaptaki Gazların Basıncı

124

Akışkanlar Mekaniği

129

Kaldırma Kuvveti - I

135

Kaldırma Kuvveti - II

141

Kaldırma Kuvveti - III

147

Kaldırma Kuvveti - IV

153

DA

Katı Basıncı

DA

Kİ KA

Bu defterde işlenilen her bir dersi 20 Dakikada 10. Sınıf Fizk Soru Bankası ile pekiştirebilirsiniz.

Her test defterdeki ilgili dersin konu içeriğiyle sınırlandırılmıştır.

Her bölümün sonunda karma sorulardan oluşan “Bölüm Testleri” yer almaktadır.

Testlerde bulunan karekod ile ilgili dersin konu anlatımı ve soruların video çözümlerine ulaşılmaktadır.

Derslerin ilk sayfalarında bulunan karekod ile ders anlatım videolarına ulaşabilirsiniz.

Kİ KA

0F92C68C

DA

dakikavideocozum.com

Karekod okutun veya karekodun altında bulunan ‘Kod Gir’ alanına girin

KAREKOD TARA veya

Kod Gir

Karekod Kodunu Giriniz...

Testlerin ilk sayfalarında bulunan karekod ile soruların video çözümlerine ulaşabilirsiniz.

Kİ KA

0FC3E9B8

DA

dakikavideocozum.com

Karekod okutun veya karekodun altında bulunan ‘Kod Gir’ alanına girin

Karekod Kodunu Giriniz...

KAREKOD TARA veya Kod Gir

Kİ KA

1. ELEKTRİK

1. Ders: Elektrik Akımı ve İletkenlik

2. Ders: Elektrik Potansiyel Farkı ve Elektriksel Direnç 3. Ders: Ohm Yasası

4. Ders: Devre Elemanları

5. Ders: Seri Bağlı Dirençler

DA

6. Ders: Paralel Bağlı Dirençler 7. Ders: Seri Bağlı Üreteçler

8. Ders: Paralel Bağlı Üreteçler 9. Ders: Üreteçlerin Tükenme Süreleri 10. Ders: Elektriksel Enerji ve Güç 11. Ders: Lambalar

Ders

1

ELEKTRİK AKIMI VE İLETKENLİK

0F92C68C

Elektrik Akımı Hareketsiz bir yük etrafına elektrik alan yayar fakat elektrik akımı oluşturmaz. Herhangi bir kuvvetin etkisiyle hız kazanan yüklü cisim ise elektrik akımı oluşturur. Sonuç olarak yüklü bir cismin herhangi bir yerde hareket etmesine elektrik akımı denir.

Kİ KA

Elektrik akımı maddenin katı, sıvı, gaz ve plazma olmak üzere her hâlinde görülebilir. Maddenin tüm hâllerinde ve boşlukta da geçerli olmak üzere, yüklü cisimlerin hareket vektörüne dik bir alanda bir saniye içerisinde geçen yük miktarına akım şiddeti denir. +

+

+

+

+

I

Yukarıda verilen tanımı denklem üzerinde ifade etmek istersek Dt geçen süre ve Dq bu sürede alan içerisinden geçen yük miktarı olmak üzere akım şiddeti I,

Not

!

I=

Dq Dt

ile hesaplanır. Temel bir büyüklük olan akım şiddetinin birimine Amper (A) denir. SI birim sisteminde yükün birimi Coloumb (C) ve sürenin birimi saniye (s) olduğuna göre aşağıdaki eşitliği yazabiliriz.



1A =

1C 1s

Geleneksel olarak akımın yönü, pozitif yüklerin hareketiyle aynı ve negatif yüklerin hareketiyle zıt yönde alınır.

DA

İletkenlerde elektrik akımının negatif yüklerin hareketinden kaynaklandığını biliyoruz. Fakat bu keşif 19. yüzyılın sonunda yapıldı. Daha önce ise iletkenlerde elektrik akımının pozitif yüklerin hareketinden kaynaklandığı düşünülüyordu. Bu sebeple akımın yönü pozitif yüklerin hareket yönü olarak kabul edildi. Fakat bu hiç de önemli bir mevzu değildir. Tersini kabul etsek bile elektrik ile ilgili ulaştığımız yasaların hiçbiri değişmez. Akımın yönü sadece basit bir modelleme meselesidir.



10

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

+

-

+

-

+

-

+

-

Şekil 1

I1

I2

I3 Şekil 2

Şekil 3

Yukarıdaki şekilde aynı süre içerisinde belirli bir alandan geçen, aynı yük şiddetine sahip parçacıklar gösterilmiştir. Şekil 1’de iki pozitif yükün oluşturduğu akım şiddeti, Şekil 2’de iki negatif yükün oluşturduğu akım şiddetine eşittir ve akımların yönü zıttır. Şekil 3’te oluşan akım şiddeti ise diğer şekillerde oluşan akım şiddetinin iki katıdır: I3 = 2I2 = 2I1

Örnek - 1 Aşağıda verilen ifadelerden, I. Masadan yere düşen nötr bir iletken. II. Net yükü negatif olan hareketsiz bir cisim. III. Boşlukta hareket hâlinde olan bir proton.

A) Yalnız I 

Kİ KA

hangilerinde elektrik akımından bahsedebiliriz? B) Yalnız II 

D) II ve III

C) Yalnız III

E) I, II ve III

(1775 ‑ 1836) Fransız fizikçi ve matematikçi. Kendi adıyla anılan yasa en önemli keşfidir. Bu yasa sayesinde içerisinden akım geçen telin etrafındaki manyetik alanın şiddetini hesaplayabiliyoruz. Özel hayatı trajiktir, Fransız Devrimi esnasında babasını ve genç yaştaki eşini kaybetti. Bu trajediler sebebiyle olsa gerek mezar taşına Latince yazılmış şu sözü seçti: Tandem Felix (Sonunda mutlu). Akım şiddetinin birimine adı verilmiştir.

Örnek - 2

Aşağıdaki görselde A, 2A ve A kesit alanlarından, alanlarda dik hızlarla bir saniye içerisinde geçen yük miktarları gösterilmiştir.

A

2A

A

+40q

DA

+20q

(I)

(II)

+40q

(III)

Buna göre oluşan akım şiddetleri arasındaki ilişki hangi seçenekteki gibi olur? A) I1= I2 = I3 

B) I2 = I3 > I1 

D) I3 > I2 = I1

C) I1 = I3 > I2 E) I2 > I3 > I1

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

11

Örnek - 3 Bir çözelti içerisinde, kesit alanından 2 dakika içerisinde +60 C yük ile -30 C yük aynı yönde birlikte hareket ediyor. Buna göre, I. Oluşan akımın şiddeti 0,25 A’dir.

Kİ KA

II. Zıt yükler zıt yönlerde hareket ediyor olsaydı akım şiddeti daha büyük olurdu. III. Oluşan akımın yönü belirlenemez. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) I ve II 

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III

İletkenlik

Elektrik akımını ileten maddelere iletken, iletemeyenlere ise yalıtkan madde denir.

DA

Katı hâlde bulunan maddelerde iletkenlik serbest elektronlar sayesinde gerçekleşir. Protonlar çekirdekte birbirlerine ve nötronlara güçlü kuvvet etkisiyle sıkı sıkıya bağlıdır. Bu sebeple hareket etmez. Yalıtkan katı maddeler, serbest elektronlara sahip olmadığı için elektrik akımı oluşmaz. Aşağıdaki görselde iletken bir tel içerisinde elektrik alanın etkisiyle hareket eden bir elektronun aldığı yolun temsili bir çizimi gösterilmektedir. Elektron hareketi esnasında atomlarla yaptığı çarpışmaların etkisiyle sürekli yön değiştirir.

Akımın oluştuğu metal tel içerisinde elektronlar hızlı hareket ediyor olsa da tel doğrultusu boyunca elektronların hızı oldukça düşüktür. Bu hız uygulanan voltaja ve dirence göre değişse de ortalama bir değer vermemiz gerekirse akımı oluşturan elektronların sürati 1 saatte 1 metre kadardır. Yani kavanozdan boşalan balın süratinden daha düşüktür.

12

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

-

ÂE

Sıvı çözeltilerinde elektrik akımı pozitif ve negatif iyonlar sayesinde gerçekleşir. Aşağıdaki görselde ifade edildiği gibi pozitif yüklü iyonlar negatif yüklü plakaya (katot), negatif yüklü iyonlar pozitif yüklü plakaya (anot) hareket eder. Böylece elektrik akımı gerçekleşmiş olur.

Pozitif

PİL

Negatif

Anot

Bulutlar birbirine sürtünerek zıt yüklerle yüklenir. Yüklü bulutların etkisiyle yeryüzünde zıt bir kutuplanma meydana gelir. Zıt kutuplanmanın etkisiyle bulutlar arasında ve bulut ile yer arasında elektik alanı oluşur. Elektrik alan, havanın iyonize olmasını ve böylece elektirk akımı oluşmasını sağlar. Bulutlar arasında meydana gelen akıma şimşek, bulut ile yer arasında oluşan akıma yıldırım deriz. Bu durum havanın ‑ gazların iletken olduğunu gösterir.

Kİ KA

Katot

Çözelti

Normal şartlarda gazlar elektriği iletmezken yüksek sıcaklık ve düşük basınç değerlerinde elektrik alanın etkisiyle iyonlaşma meydana gelir. Bu iyonların ve serbest hâle geçen elektronların hareketiyle elektrik akımı oluşur.

DA

Plazma hâlde maddeler iyi bir iletkendir. Elektrik akımı, serbest hâldeki elektronların ve iyonların hareketiyle oluşur.

Örnek - 4

I. Maddenin katı, sıvı, gaz ve plazma hâllerinde elektrik akımı oluşabilir.

II. Metal bir telde elektrik akımını oluşturan protonlardır.

III. Gazlar elektrik akımını iletmez.

Yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

D) I ve III

C) I ve II E) II ve III

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

13

Örnek - 5 İyonize olmuş bir sulu çözelti içerisine iki metal plaka konuluyor. Ardından bu plakalar iletken tellerle bataryanın pozitif ve negatif uçlarına bağlanıyor. Buna göre, I. Sıvılar iletken olmadığı için bu devrede elektrik akımı oluşmaz. II. İyonların hareketiyle elektrik akımı oluşur.

Kİ KA

III. Birim zamanda plakalardan birine ulaşan yük miktarı ne kadar yüksekse akım şiddeti o denli yüksektir.

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

D) II ve III

E) I, II ve III

Örnek - 6

DA

İçerisinde iyonize olmuş gazların bulunduğu X ve Y tüplerinden aynı zaman dilimi içerisinde hareket eden yüklerin büyüklükleri ve yönleri görselde verilmiştir. +4q

-2q

-5q

X

+1q Y

Buna göre, I. Tüplerde oluşan akım şiddetleri eşittir.

II. Elektrik akımlarının yönleri zıttır.

III. Oluşan akımın şiddeti 6 A’dir. yargılarından hangilerinin doğruluğu kesindir? A) Yalnız I 

14

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

B) Yalnız II  D) I ve II

C) Yalnız III E) I, II ve III

1. Silindir biçimindeki bir tüpün içi düşük basınçta gazla





Buna göre,



I. Pozitif yüklü iyonlar, elektrik alan yönünde hareket eder.



II. Serbest hale geçen elektronlar, elektrik alana zıt yönde hareket eder.



III. Elektrik akımı oluşur.



yargılarından hangileri doğrudur?

ile gösterilen doğrultuda elektrik alan uygulanıyor.

1

2



2 saniyede tüpte oluşan elektrik akımı 12 Amper olarak ölçülüyor.



Buna göre 2 saniye içerisinde 1 ve 2 yönlerinde geçen ortalama yük miktarı Coulomb cinsinden hangi seçenekte doğru verilmiştir?

Kİ KA



B) I ve II 

C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

2

A)

-12

+12

B)

-6

+6

2. Akım şiddeti ile ilgili,

C)

-24

+48



I. Temel bir büyüklüktür.

D)

-12

+24



II. Yönü olduğu için vektörel bir büyüklüktür.

E)

+12

+12



III. SI birimi Amperdir.

dakika

1



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

1

4. İçi iyonize olmuş gaz dolu bir silindir tüpe, şekilde 1 ve 2

doludur. Tüpe elektrik alan uygulanınca gazın iyonize olduğu gözlenmektedir.

A) Yalnız I 

20 Dakika

ELEKTRİK AKIMI VE İLETKENLİK

0FC3E9B8

B) I ve II 

C) II ve III

D) I ve III E) I, II ve III

DA

5. Katı haldeki bir maddenin sıcaklığını arttırırsak madde önce sıvı ardından gaz hâle geçecektir. Sıcaklığı arttırmaya devam edersek madde atomları elektronlarını kaybetmeye başlayacaktır. Yüksek sıcaklık değerlerinde elektronların serbest hale gelmesiyle, serbest elektronlar ve pozitif yüklü çekirdeklerden meydana gelen bu hâle plazma denir.

3. Yüklü cisimlerin hareketi ile elektrik akımı oluşur.

Buna göre,



I. zıt yönde hareket eden eşit sayıda elektron ve protonun bulunduğu ortam,



II. aynı yönlerde hareket eden farklı sayıda elektron ve protonun bulunduğu ortam,



III. protonların hareketsiz, elektronların hareketli olduğu bir ortam



durumların hangilerinde elektrik akımından bahsedilebilir?

A) Yalnız I 

B) I ve III 

D) I ve II E) I, II ve III

C) II ve III



Buna göre plazma ile ilgili,



I. Nötr olduğu için elektriği iletmez.



II. Elektrik akımını iletir ve akım sadece serbest elektronların hareketinden kaynaklanır.



III. Serbest elektronlar ve iyonlara sahip olduğu için iyi bir iletkendir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız III 

C) I ve II

D) II ve III E) I, II ve III 20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

15

6. Aşağıda bazı olaylardan bahsedilmiştir.

8. Bir ölçüm yapılarak X, Y ve Z iletkenlerinin kesit alanlarından belirli sürelerde geçen yük miktarları grafiğe aktarılmıştır.

Buna göre,



I. Elimizle metal bir cisme dokunduğumuzda oluşan kıvılcım





II. Yıldırım ve şimşek çakması





III. Düşünmek



yargılarından hangilerinde elektrik akımından bahsetmek mümkündür? A) Yalnız I 

Yük (C)

Kİ KA



B) Yalnız II 

C) I ve II

X

D) II ve III E) I, II ve III

Y

Z



Bu ölçüm X iletkeni için 2, Y iletkeni için 0,5 ve Z iletkeni için 3 saniye sürmüştür.



Buna göre iletkenlerin akım şiddetleri arasındaki ilişki hangi seçenekteki gibi olabilir? A) IX = IY = IZ

B) IX = IY > IZ

C) IY > IX = IZ D) IZ = IY < IX

geçen yük miktarları aşağıdaki grafiğe aktarılmıştır.

Yük (C) -120

DA

-80

2

Süre (s)

6



Buna göre grafikteki doğruların hangi iletkene ait olduğunu anlamak için,



I. İletkenlerin üzerinde oluşan ortalama akım şiddetleri



II. İletkenlerin geometrik yapısı



III. 3. saniye içerisinde iletkenlerin kesit alanından geçen net yük miktarı



dakika

7. X ve Y iletkenlerinin kesit alanlarından belirli sürelerde

E) IZ > IY = IX

9. Bir laboratuvarda yapılan ölçümde kesit alanı A olan bir telden t sürede q büyüklüğünde yükün geçtiği ölçülüyor.

Buna göre akım şiddetini hesaplamak isteyen bir kişi yukarıda verilen fiziksel özelliklerden hangilerini kullanılmalıdır?

yargılarından hangilerini tek başına bilmek yeterlidir? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

A) Yalnız q 

C) II ve III

16

E

2

D

3

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

E

4

C) t ve q

D) A ve t E) t, A ve q

D) I ve III E) I, II ve III 1

B) A ve q 

A

5

B

6

E

7

D

8

C

9

C

ELEKTRİK POTANSİYEL FARKI VE ELEKTRİKSEL DİRENÇ

1A6BAA99

Ders

2

Elektrik Potansiyel Farkı: Düz bir zemin üzerinde hareketsiz duran bir cisim düşünelim. Bu cismin üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğu için cisim durmaya devam edecektir. Bu durumu farklı bir biçimde açıklamak da mümkündür: Cismin üzerinde durduğu zemin düz olduğu için cismin düz zemin üzerindeki kütle çekim potansiyel enerji değerleri eşittir, bu nedenle cisim hareket etmez. (1745 ‑ 1827) İtalyan fizikçi ve kimyager. Pilin mucidi ve metan gazının kaşifidir. Elektriğin yalnızca canlılar tarafından üretilebileceği inancının aksine elektriğin kimyasallar aracılığıyla da üretilebileceğini gösterdi. Elektrik potansiyel farkın birimine adı verilmiştir.

Kİ KA

Şimdi eğik bir düzlem düşünelim. Örneğin dik bir yokuş. Bu yokuşa bırakacağımız bir top yokuştan aşağı doğru hareket edecektir. Elbette ki top kütle çekim kuvvetinin etkisiyle ivmelenmektedir. Bu durumu şöyle de izah edebiliriz: Top kütle çekim potansiyel enerjisinin büyük olduğu noktadan küçük olduğu noktaya doğru hareket eder.

Yukarıda verdiğimiz örneğe benzer bir durum yüklü cisimlerin elektrik alan içerisindeki hareketi için de geçerlidir. Tek tip kütle vardır, fakat iki tip yük bulunur: pozitif ve negatif. Kütle tek tip olduğu için her zaman (dış kuvvetlerin ihmal edildiği durumlarda) bir cisim kütle çekim enerjisinin yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru hareket eder. İki farklı yük tipi bulunduğu için iki farklı durum vardır: • Pozitif yükler, yüksek elektriksel potansiyelin olduğu yerden düşük olduğu yere hareket eder.

• Negatif yükler, düşük elektriksel potansiyelin olduğu yerden yüksek olduğu yere hareket eder. Bu durumda artık elektriksel potansiyelin tanımını da verebiliriz: 1 Coulomb yük başına düşen elektriksel potansiyel enerjidir. SI birimi Volt (V)’tur. Bu durumda, J C

DA

V=

eşitliğini yazabiliriz.

Şimdilik elektriksel potansiyel farka sahip üretecin devrede elektrik alan oluşturduğunu bunun da serbest haldeki yükleri hareket ettirdiğini düşünmek yeterlidir. Bu durumda potansiyel fark ile akım şiddeti arasında doğru orantılı bir ilişki olduğunu anlayabiliriz.

Örnek - 1

I. Potansiyel fark sıfır ise akım oluşmaz.

II. Potansiyel farkın artması akım şiddetini arttırır.

III. Elektron, yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru hareket eder. IV. Proton, yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru hareket eder. V. Nötr bir parçacık elektrik alan içerisindeki potansiyel farktan etkilenmez. Yukarıda verilen yargılarından hangisi yanlıştır? A) I 

B) II 

C) III 

D) IV 

E) V

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

17

Örnek - 2 Pozitif yüklü, iletken bir A küresi ile negatif yüklü, iletken bir B küresi iletken bir telle birbirine bağlanıyor. +

+

+

+ +

+

A

+

+

+

-

-

B

-

-

+

- -

-

Kİ KA

+ +

-

-

B küresinin potansiyeli daha düşük olduğuna göre,

I. B küresinden A küresine negatif yük geçişi meydana gelir.

II. A küresinden B küresine pozitif yük geçişi meydana gelir.

III. Potansiyel fark eşitlenince yük akışı durur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I ve III

DA

Elektriksel Direnç

Elektriksel direnç, bir maddenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluğun ölçüsüdür. Dolayısıyla elektrik akımı ile ters orantılıdır. Direncin artması akım şiddetinin değerini düşürür. SI birimi ohm (Ω)’dur. Direnç üzerinde akım oluştuğu zaman elektrik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür.

Elektronik bir devreye bağlı dirençler. Her renk farklı bir direnç değerine tekabül eder. Böylece direnç üzerindeki renklere bakarak direncin kaç ohm olduğunu hesaplamak mümkündür.

Katı bir cismin direncinin bağlı olduğu faktörleri inceleyelim. Aynı geometrik şekle sahip farklı maddelerden yapılmış iki cismi özdeş devrelere bağlayıp dirençlerini ölçersek, direnç değerlerinin eşit olmadığını görürüz. Bu durum bize diğer tüm parametreleri eşit alsak da iki farklı maddenin direnç değerlerinin aynı olmayacağını gösterir. Bu durumu öz direnç olarak ifade edeceğiz. Dolayısıyla öz direnç maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Aynı maddeden yapılmış iki cismin tüm parametrelerini eşit alıp sadece akım doğrultusundaki uzunluğunu değiştirirsek, uzunluk ile direncin doğru orantılı olduğunu görürüz. Aynı maddeden yapılmış iki cismin tüm parametrelerini eşit alıp sadece akım doğrultusuna dik kesit alanını değiştirirsek, kesit alanı ile direncin ters orantılı olduğunu görürüz.

18

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

L A Ι

Yukarıdaki şekilde silindir biçimindeki katı bir cismin, bağlı olduğu devrenin akım doğrultusuna dik kesit alanı A (m2), akım doğrultusundaki uzunluk L (m) ve öz direnç ρ ile gösterilmiştir. Bu durumda silindirin direnci R aşağıdaki şekilde hesaplanır: R= t

L A

Süper iletkenlik, bazı maddelerin kritik sıcaklık adı verilen belirli bir sıcaklık değerinin altında elektriksel direnç göstermemesi durumudur. Keşfedilen kritik sıcaklık değerleri çok düşük sıcaklıklardır. Örneğin, cıva bir süper iletkendir ve kritik sıcaklığı yaklaşık 4 K’dir. Oda koşullarında bir süper iletken keşfedildiği zaman bunun teknoloji ve günlük hayattaki etkileri muazzam olacaktır.

Kİ KA



Bu durumda öz direnç; bir metre uzunluğunda, bir metre kare kesit alanına sahip maddenin direnci olur ve birimi Ω ∙ m’dir.

Direnç bağlı bir devrede enerji korunum yasası gereği elektrik enerjisi, üzerinden akım geçen dirençte ısı enerjisine dönüşür.

Örnek - 3

İletken bir telin direnci ile ilgili,

I. Cismin geometrik yapısına bağlıdır.

II. Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürür.

DA

III. Cisimler için ayırt edicidir.

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II 

B) I ve II 

D) II ve III

C) I ve III E) I, II ve III

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

19

Örnek - 4 Ayrıt uzunlukları a, b ve c olan metal bir dikdörtgen prizma, devreye şekilde gösterildiği gibi bağlanıyor.

b a

Kİ KA

c

Hangi ayrıt uzunlukları tek başına arttırıldığında prizmanın direnci azalır? A) Yalnız a 

B) Yalnız b 

D) a ve b

C) Yalnız c

E) a ve c

Örnek - 5

Metalden yapılmış kare bir prizma önce Şekil ‑ I’deki, ardından da Şekil ‑ 2’deki gibi devreye bağlanıyor.

DA

a

a

a

a

c

c Şekil - I

Şekil - II

Prizmanın Şekil ‑ I’deki direncinin, Şekil ‑ II’deki direncine oranı kaçtır? A)

20

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

c2

a2

 

B)

c a2

 

C) a 

D) c 

E)

a c

ELEKTRİK POTANSİYEL FARKI VE ELEKTRİKSEL DİRENÇ

1C78A5F6

1. Farklı potansiyeldeki iki küre bir iletkenle birbirine bağla-

2

4. Şekil ‑ I’de gösterilen dikdörtgen prizması şeklindeki ci-

nıyor.

sim orta kısmından düz bir şekilde kesilerek Şekil ‑ II’deki gibi üst üste konuyor.



Buna göre,



I. İletken üzerinde elektrik akımı oluşur.





II. Kürelerin potansiyelleri eşitlenince akım şiddeti sıfır olur.





III. Elektrik akımı elektronların hareketiyle oluşur.



yargılarından hangileri doğrudur?

(I)



(II)

Buna göre cismin Şekil ‑ I’deki direnç değerinin Şekil ‑ II’dekine oranı kaçtır?

Kİ KA

A) Yalnız I 

20 Dakika

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

A) 1 

D) II ve III E) I, II ve III

B) 2 

C) 4 

D) 6 

E) 16



I. Türetilmiş bir büyüklüktür.



II. Skaler bir niceliktir.



III. SI birimi volttur.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) I ve II 

dakika

2. Elektriksel potansiyel fark ile ilgili,

C) II ve III

D) I ve III E) I, II ve III

5. K, L ve M iletkenlerine ait öz direnç, uzunluk ve kesit ala-

DA

nı değerleri aşağıdaki tabloya ρ, L ve A’nın katları olarak aktarılmıştır.



3. Elektrik akımı oluşturmak için,

Öz direnç

Uzunluk

Alan

K

1,2 ρ

L

8A

L

2ρ

2L

8A

M

1ρ

5L

A

I. serbest haldeki iyonların bulunduğu ortamda elektrik alan oluşturmak,



Buna göre,



I. İletkenlerin direnç değerleri farklıdır.



II. bir iletkenin uçları arasında elektriksel potansiyel fark oluşturmak,



II. K iletkeninin uzunluğu iki katına çıkarılırsa direnç değeri, L’ninkinden daha büyük olur.



III. yüklü bir cismi hareket ettirmek



III. En büyük direnç değeri M’ye aittir.



işlemlerinden hangileri işe yarayabilir?



yargılarından hangileri doğrudur?



A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

D) I ve II E) I, II ve III

C) II ve III

A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) I ve II

D) I ve III E) II ve III 20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

21

6. K ve L iletkenleri aynı maddeden yapılmıştır. L ve M ilet-

8. Bir silidirin yanına sürekli olarak aynı kesit alanına sahip

kenleri ise aynı uzunluğa sahipken, K ve M iletkenlerinin kesit alanları eşittir.

fakat farklı uzunluktaki silindirler ekleniyor. Bir dikdörtgen prizmanın üstüne ise özdeş prizmalar konuyor.

Bu iletkenler içerisinde en yüksek direnç değerine sahip olan K, en düşük değere sahip olan ise M’dir.



Buna göre,



I. K ve M aynı maddeden yapılmış olabilir.



II. L ve M aynı kesit alanına sahipse farklı maddeden yapılmışlardır.



III. K ve L aynı kesit alanına sahipse, M en düşük öz dirence sahiptir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 



Kİ KA





Silindir ve prizmanın dirençleri grafik üzerinde gösterilirse aşağıdakilerden hangisi elde edilebilir?



B) Yalnız II 

C) Yalnız III

Silindir

Prizma

A)

Direnç (Ω)

Direnç (Ω)

B)

Direnç (Ω)

Direnç (Ω)

C)

Direnç (Ω)

Direnç (Ω)

D)

Direnç (Ω)

Direnç (Ω)

E)

Direnç (Ω)

Direnç (Ω)

7. Aşağıdaki tabloda oda sıcaklığında gümüş, bakır ve altı-

dakika

D) I ve II E) I, II ve III

na ait öz direnç değerleri verilmiştir. Madde

Öz direnç (Ω . m)

Gümüş

-8 1,6 . 10

Bakır

1,7 . 10-8

DA



2,4 . 10-8

Altın



Buna göre,



I. Bir metre uzunluğunda, bir metre kare kesit alanına sahip bakırın direnci 1,7 ∙ 10-8 dir.



II. Oda sıcaklığında aynı şartlar altında gümüş daha iyi bir iletkendir



III. Gümüşün bakıra kıyasla daha pahalı olması daha iyi bir iletken olmasından kaynaklanır.



yargılarından hangilerinin doğru olduğu söylenebilir? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

D) I ve II E) I, II ve III 1

22

E

2

E

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

3

E

4

C

5

D

6

E

7

D

8

C

Ders

OHM YASASI

1FA91740

Ohm Yasası R A

Ι

B



V = I ∙ R

!

Elektrik ünitesinde “kütle çekim potansiyel enerji farkı” kavramını kullanmayız. Dolaysısıyla bir karışıklığa sebep olmayacağı için bundan sonra “Elektrik potansiyel farkı” yerine sadece “potansiyel fark” denecektir.

Kİ KA

Direnç değeri ihmal edilebilecek kadar küçük iletken bir tel alıp, yukarıdaki şekilde R direnç değerine sahip direnci bu tele bağlayalım. Telin A ve B uçları arasında herhangi bir yolla V değerinde potansiyel fark oluşturalım. Bu durumda iletken tel üzerinde elektrik akımı oluşacaktır. Oluşan akımın şiddetine I diyelim. Bu durumda akım şiddeti (I), direnç değeri (R) ve potansiyel fark (V) arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

Not

3

Yukarıdaki denklem Ohm Yasası’nın pratik bir sonucudur.

Not

Ohm Yasası Uygulamaları

Şu ana kadar öğrendiklerimizi aşağıdaki basit devre üzerinde uygulayalım. Va

Vb

!

Gerçekte ohm yasası şunu ifade eder: Çoğu malzeme için potansiyel farkın akım şiddetine oranı sabittir ve bu oran akım şiddetinin değerinden bağımsızdır.

R

Ι

V

DA

Yukarıdaki devre; V potansiyel farkına sahip bir üreteç, R direnç değerine sahip bir direnç ve dirençsiz kabul edeceğimiz iletken bir telden oluşmaktadır. Üretecin potansiyel farkı, iletken tel üzerinde elektrik alan oluşturacaktır. Bu alanın etkisiyle hareket eden elektronlar, elektrik akımı oluşturur. Devre, tek bir iletken telden oluştuğu için tel boyunca akım şiddeti (I) sabittir.

Va ve Vb noktaları bulundukları yerin elektriksel potansiyeli olsun, bu durumda direncin uçları arasındaki potansiyel fark (Va - Vb)’dir. Direncin üzerinden geçen akım şiddeti I olduğuna göre ohm yasası gereği, (Va - Vb) potansiyel farkı I ∙ R olur. Hemen dikkat edilecek husus: üreteç de Va ve Vb noktaları arasındadır. Yani (Va - Vb) potansiyel farkı, üretecin potansiyel farkı V’ye eşittir. Bu durumda yukarıdaki basit devre için aşağıdaki denklemi yazabiliriz:

V = I ∙ R

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

23

Örnek - 1 Aşağıdaki görselde farklı potansiyellere sahip üreteç ve dirençlerden oluşmuş üç devre gösterilmiştir. 2Ω

6Ω

Ι2

Ι3

Kİ KA

Ι1

4Ω

20 V

18 V

40 V

Buna göre devrelerde oluşan akım şiddetleri arasındaki ilişki hangi seçenekteki gibidir?

George Simon Ohm (1789 ‑ 1854): Alman fizikçi. Alessandro Volta’nın keşiflerinden sonra elektrokimya ile ilgilenmeye başladı. Kendi adıyla anılan yasayı keşfetti. Direncin birimine adı verilmiştir.

A) I1= I3 > I2 

B) I3 > I2 > I1 

D) I3 > I2 = I1

C) I1 > I3 > I2

E) I2 > I3 > I1

DA

Aşağıdaki görselde verilen devreyi ohm yasasını kullanarak inceleyelim. İletken teller dirençsizdir. R1 ve R2 dirençleri aynı tel üzerinde bağlı, üretecin potansiyeli V iken telden geçen akım şiddeti I değerindedir. Aynı tel üzerinden aynı akım şiddetinin oluşacağını hatırlarsak ohm yasası gereği aşağıdaki denklemleri yazabiliriz:

V1 = I ∙ R1

V2 = I  ∙ R2 Va Ι

V1

V2

R1

R2

Vb

V

Harflendirme yardımıyla V1 ve V2 gerilimleri toplamının, (Va - Vb) potasinyel farkına eşit olduğunu görürüz. Hemen farkederiz ki üretecin potansiyel farkı V de (Va - Vb)’dir. Bu durumda,

24

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

V = V1 + V2 , V = I ∙ R1 + I ∙ R2

Örnek - 2 Dirençsiz kablolar, üç direnç ve bir üreteçle aşağıdaki devre oluşturuluyor. 2, 3 ve 4 ohmluk dirençlerin uçları arasındaki potansiyel farklar sırasıyla V1, V2 ve V3 tür. V1

V2

V3

2Ω

3Ω

4Ω

Kİ KA

Ι

V

Buna göre, I. V1 = V2 = V3

II. Dirençlerin üzerinde oluşan akım şiddetleri eşittir. III. V = V1 + V2 + V3

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız III 

DA

D) I ve II

C) II ve III

E) I, II ve III

Bir ilmeğe gelen akım şiddetlerinin toplamı ayrılan akımların şiddetlerinin toplamına eşittir. Yandaki şekilde IK akımı ilmeğe gelen tek akımdır, öte yandan IL ve IM akımları ilmekten ayrılmaktadır. Bu durumda

ΙK

olur. Yukarıda verilen yasayı ve ohm yasasını kullanarak yandaki devreyi inceleyelim. İlmeğe gelen I akım şiddeti, ilmekten ayrılan I1 ve I2 akım şiddetlerinin toplamına eşittir:

ΙM

Va

Vb

IK = IM + IL



R2 Ι2 Va

Ι1

Vb R1

Ι

I = I1 + I2



R1, R2 dirençleri ile üretecin uçları arasındaki potansiyel farkların üçü de (Va - Vb)’dir. Bu durumda,

ΙL

V

V = I1 ∙ R1 = I2 ∙ R2

olur.

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

25

Örnek - 3 Aşağıda gösterilen devrenin üretecinin potansiyeli V, 3 ohmluk direncin üzerinde oluşan akım şiddeti 4 amper ve anakoldan geçen akım şiddeti I’dır. 4Ω

Kİ KA

4A 3Ω

Ι

V

Buna göre sırasıyla I ve V değerleri kaç amper ve kaç volttur? A) 7 ve 12 

B) 12 ve 12 

DA

D) 12 ve 24

C) 8 ve 12

E) 7 ve 24

Potansiyel Fark ‑ Akım Grafiği Bir üreteçten ve bir dirençten oluşan basit bir devre düşünelim. Üretecin potansiyel farkını düzenli olarak doğrusal bir şekilde artırırsak akım şiddeti de aynı oranda artacaktır. Ohm yasası gereği potansiyel fark ‑ akım şiddeti grafiğinin eğimi direnç değerine eşit olur. Potansiyel Fark (Volt)

R = DV DI

∆V

∆Ι Akım Şiddeti (Amper)

26

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

Örnek - 4 K ve L dirençlerinin uçları arasına uygulanan potansiyel farkın direnç üzerinde oluşturduğu akım şiddeti grafiği şekildeki gibidir. Potansiyel fark K

Kİ KA

L

Akım şiddeti

Buna göre,

I. Farklı gerilim değerlerinde dirençler üzerinde farklı akım şiddetleri oluşur. II. Dirençlere aynı gerilim uygulanırsa farklı değerde akım şiddeti oluşur.

III. Herhangi bir gerilim altında K’nin direnç değeri, L’ninkinden büyüktür. ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

E) I, II ve III

DA

D) II ve III

Örnek - 5

Özdeş olmayan dirençler ve bir üreteçle görseldeki devre kuruluyor. Ι2

Ι3

Ι1

Buna göre kollardaki akım şiddetleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisidir? A) I3 > I2 > I1 

B ) I2 > I3 > I1  D) I3 = I2 > I1

C ) I1 > I2 > I3 E) I3 > I1 > I2

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

27

20 Dakika

3

OHM YASASI

1. RX, RY ve RZ dirençlerine farklı gerilimler uygulanınca di-

3. Direnci önemsiz tellerin uçları; silindir biçiminde, R di-

rençler üzerinde oluşan akım şiddetleri kaydedilip aşağıdaki grafik oluşturuluyor.



renç değerine sahip bir iletkene bağlanıyor. Tellerin diğer uçları ise şekilde gösterildiği gibi V potansiyeline sahip üretecin uçlarına bağlanıyor.

Gerilim (volt)



RX

1FD9CFD4

RY

Ι

RZ

Kİ KA

V

Akım Şiddeti (amper)





Silindirde hiçbir değişiklik yapılmadığına göre,

Buna göre direnç değerleri arasındaki ilişki hangi seçenekteki gibidir?



I. Üretecin potansiyeli arttırıldığında R değeri değişmez.



A) RX = RY > RZ

B) RX > RY > RZ



II. V oranı sabittir. I III. Üretecin potansiyeli artırıldığında I değeri artar.

D) RX = RY = RZ



yargılarından hangileri doğrudur?

C) RY = RZ > RX

E) RZ > RY > RX

A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

DA

dakika

D) I ve II E) I, II ve III

4. Fizik dersinde ohm yasası konusu işlendikten sonra, üç öğrenci aşağıda verilen deneyleri yapıyor.

2. Silindir biçimindeki bir iletkenin direnç değeri 3 ohmdur.



Silindirin kesit alanından 2 saniye içerisinde, 8 Coulomb negatif yük ile 2 Coulomb pozitif yük zıt yönlerde, kesit alanına dik hareket etmektedir.

Ahmet: Sabit gerilim altında direnç değerini sürekli arttırarak direnç üzerinde oluşan akım şiddetini ölçmektedir.



Ali: Bir iletkene farklı gerilimler uygulayıp akım şiddetini ölçmektedir.



Mehmet: Bir iletkene aynı değerde gerilimler uygulayıp akım şiddetini ölçmektedir.



Buna göre hangi öğrencilerin yaptığı deneyde gerilimin akım şiddetine oranı sabittir?



-



Buna göre silindire etki eden potansiyel fark kaç volttur? A) 15 

28

+

B) 30 

C) 10 

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

D) 9 

E) 27

A) Yalnız Ali

B) Yalnız Mehmet

C) Ali ve Mehmet

D) Ahmet ve Mehmet

E) Ali, Ahmet ve Mehmet

5. Aşağıdaki tabloda K, L ve M iletkenlerinin uçları arasına

7. Bir üreteç, dirençsiz iletkenler ve silindir biçimindeki iki

uygulanan gerilim değerleri ile iletkenlerin direnç değerleri, sırasıyla volt ve ohm biriminde verilmiştir.

Direnç

K

620

10

L

480

24

M

130

2



2L

L X A

Buna göre iletkenler üzerinde oluşan akım şiddetleri arasındaki ilişki hangi seçenekteki gibidir?

Y 2A



Silindirlerin kesit alanları ve uzunlukları şekilde gösterildiği gibidir. Yapılan ölçümde iki silindirin de uçları arasındaki potansiyel farkların eşit olduğu görülmüştür.



Buna göre,



I. X ve Y silindirleri aynı maddeden yapılmıştır.



II. Kesit alanı büyük olan silindirde oluşan akım şiddeti daha büyüktür.



III. Her iki silindirin uçları arasındaki potansiyel farkın, silindirler üzerinde oluşan akımlara oranı eşittir.



yargılarından hangileri doğrudur?

Kİ KA



Gerilim

cisimden oluşan devre aşağıdaki gibidir.

A) IK = IL > IM  B) IM > IK > IL C) IK > IM > IL D) IL > IK = IM

dakika

E) IL > IK > IM

A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

D) I ve II E) I ve III

6. Bir devre aşağıda gösterildiği gibi kurulmuştur. 2 ohmluk

direnç üzerinde oluşan akım 10 amperdir. Anakoldan geçen akım şiddeti I ve üretecin potansiyeli V’dir.

DA

5Ω



10A

4Ω

2Ω

Ι

V



Buna göre sırasıyla I ve V’nin amper ve volt cinsinden değerleri hangi seçenekteki gibidir?

A) 14 ve 72

B) 12 ve 20

C) 10 ve 76

D) 12 ve 56

E) 14 ve 76 1

B

2

A

3

E

4

C

5

B

6

E

7

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

E

29

Ders

4

DEVRE ELEMANLARI

02C3837D

Ampermetre Bağlı olduğu iletken üzerindeki akım şiddetini ölçer. Herhangi bir direncin üzerinde oluşan akım şiddetini ölçmek istiyorsak, ampermetrenin aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi seri bağlanması gerekir. A R

Kİ KA

Eğer ampermetre direncin bulunduğu iletkene aşağıdaki gibi paralel bağlanırsa direnç üzerinde akım oluşmaz, yani kısa devre olur. Bunun nedenini anlamaya çalışalım. A

Bir ampermetre görseli

Va

R

Va

Ampermetrenin direnç değeri ihmal edilecek kadar küçüktür, bu sebeple ampermetrenin direnç değerini sıfır kabul edeceğiz. Ampermetrenin bağlı olduğu bir uçtaki elektriksel potansiyel değeri Va olsun. Ampermetrenin direnç değeri sıfır olduğu içn ampermetrenin bağlı olduğu kol boyunca ilerlediğimizde potansiyelde düşme ya da artma meydana gelmez. Bu sebeple ampermetrenin bağlı olduğu diğer uçtaki potansiyel değer de Va dır. Bu durumda R direncinin uçları arasındaki potansiyel fark (Va - Va), yani sıfır olur. Ohm yasasını yazarsak:

V = I ∙ R



0 = I ∙ R

R değeri sıfır olmadığına göre,

I=0

DA

sonucunu elde ederiz. Yani direnç üzerinde akım oluşmamaktadır. Bu duruma kısa devre denir.

Örnek - 1

Aşağıda RX, RY ve RZ dirençleri üzerinde oluşan akım şiddetini ölçmek için ampermetrelerin nasıl bağlandığı gösterilmiştir. RY

RX

RZ

A

A

A

Buna göre hangi dirençlerin üzerinde akım oluşmaz? B) RX ve RZ 

A) Yalnız RX  D) RY ve RZ

30

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

C) RX ve RY E) RX , RY ve RZ

Örnek - 2 40 volt potansiyele sahip bir üreteç, ampermetre ve dirençlerle aşağıdaki devre oluşturulmuştur. A1

A2

2Ω

4Ω

A3

Kİ KA

10 Ω

Buna göre sırasıyla A1, A2 ve A3 ampermetrelerinin gösterdiği değerler kaç amperdir? A) 0, 10, 14 

B) 10, 10, 14 

E) 14, 10, 14

DA

D) 0, 10, 110

C) 0, 0, 4

Voltmetre

Votlmetre, bağlı bulunduğu uçlar arasındaki potansiyel farkı ölçer. Uçları arasındaki potansiyel farkı ölçülmek istenen devre elemanına paralel bağlanır, uygun bir bağlanma biçimi aşağıdaki görseldeki gibidir. Voltmetrenin direnci çok büyük olduğu için, voltmetrenin bağlı bulunduğu kol üzerinde akım oluşmaz. V

R

Ι

Ι

Bir voltmetre görseli

Ohm yasası gereği görseldeki voltmetrenin ölçtüğü değer I ∙ R’dir.

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

31

Örnek - 3 2 ve 3 ohmluk dirençler ve 20 voltluk üreteçle aşağıdaki devre oluşturulmuştur. Devreye voltmetre ve ampermetre görseldeki gibi bağlanmıştır. 2Ω

3Ω

A

Kİ KA

V

20 V

Buna göre sırasıyla voltmetrenin ve ampermetrenin okuduğu değerler kaç volt ve kaç amperdir? A) 20, 10 

B) 10, 10 

C) 0, 0 

D) 8, 4  

E) 10, 10

Örnek - 4

DA

Farklı dirençler ve bir üreteçten oluşan devreye voltmetre görseldeki gibi bağlanıyor. R X K

3R

Y V 2R

Z

Daha sonra voltmetrenin K ucu; X, Y ve Z noktalarına bağlanıyor. Buna göre voltmetrenin gösterdiği değerler arasındaki ilişki nasıl olur? A) X > Y > Z 

B ) Y > X > Z  D) Z > Y > X

32

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

C)X=Z>Y E) X = Y > Z

Reosta Reostalar, değeri değiştirilebilen dirençlerdir. Şekildeki resota sürgüsü 1 yönünde kaydırılırsa direnç değeri artar, akım şiddeti azalır. 2 yönünde kaydırılırsa direnç değeri azalır, akım şiddeti artar. Böylece devredeki akım şiddetinin değeri ayarlanmış olur. 1

2

Kİ KA

Bir reosta görseli

L

Şekildeki L harfi, reostanın ucuyla iletken tel arasındaki mesafeyi göstermektedir. Reostanın direnci bu mesafeyle doğru orantılıdır. Örneğin reosta L mesafedeyken direnç değeri R ise, mesafe 2L’ye çıkarıldığında direnç değeri 2R olur.

Örnek - 5

Aşağıdaki resotanın ucu ile iletken arasındaki mesafe 6 mm’dir.

6 mm

Bu mesafe 2 mm’ye indirilirse,

DA

I. Akım şiddeti 3 katına çıkar.

II. Direnç değeri 3 katına çıkar.

III. Reostanın uçları arasındaki potansiyel fark artar. yargılarından hangileri gerçekleşir? A) Yalnız I 

B) Yalnız II 

D) I ve III

C) Yalnız III E) II ve III

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

33

20 Dakika

4

DEVRE ELEMANLARI

1. L ve K dirençleri ile görseldeki devre kuruluyor. Söz ko-

3. K ‑ L noktaları arasına voltmetre ve dirençler bağlanıyor.

nusu dirençlerin yanına X ve Y ile gösterilen yerlere bazı devre elemanları yerleştirilmek isteniyor.

K

Ardından bu iki noktaya gerilim uygulanıyor.

V1



Y



RY K

V2

Buna göre,



I. X ve Y ile gösterilen yerlere birer ampermetre bağlanıyor.



II. X’e voltmetre, Y’ye ampermetre bağlanıyor.



III. Y’ye voltmetre, X’e ampermetre bağlanıyor.



yargılarından hangisi yapıldığında hem K hem de L dirençleri üzerinde akım oluşur?

K ‑ L noktaları arasındaki gerilimi hesaplamak için,



I. akım şiddeti (I) değerini, RX ve RY direnç değerlerini,



II. V1 ve V2 voltmetrelerinde okunan değerleri,



III. akım şiddeti (I), RX ve V2 de okunan değerleri



ifadelerinden hangilerini tek başına bilmek yeterlidir? A) Yalnız I 

DA ölçmek için, voltmetreyi dirence seri bağlıyor.



Ali: Bir direncin üzerinde oluşan akım şiddetini ölçmek için, ampermetreyi dirence seri bağlıyor.



Ayşe: Bir üretecin potansiyel farkını ölçmek için, voltmetreyi üretece paralel bağlıyor.

A) Yalnız Ayşe

B) Yalnız Ali

C) Ali ve Ayşe

D) Ahmet ve Ayşe

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

C) Yalnız III

D) II ve III E) I, II ve III

4. Farklı değerdeki dirençler, 36 V’lik bir üreteç ve bir voltmetreyle görseldeki devre kuruluyor. V



3Ω 2Ω

Buna göre hangi öğrencilerin devre elemanlarını doğru kullandığı söylenebilir?

E) Ali, Ahmet ve Ayşe

B) Yalnız II 

C) Yalnız III

2. Ahmet: Bir direncin uçları arasındaki potansiyel farkı

34



dakika

B) Yalnız II 

D) I ve III E) I, II ve III



L

RX

L



A) Yalnız I 

Ι

Kİ KA

X

3A3803AB

4Ω

36 V



Buna göre voltmetrenin okuduğu değer kaç volttur? A) 20 

B) 10 

C) 24 

D) 4 

E) 36

5. Bir ampermetre, bir üreteç ve birkaç tane direnç kullanı-

7. V1 ve V2 voltmetreleri bir devreye aşağıda gösterildiği

larak bir devre oluşturuluyor. Ampermetre dirençlerden birine seri bağlandıktan sonra farklı zaman aralıklarında ampermetrenin okuduğu değerler okunuyor. Her defasında ampermetrede okunan değerin değiştiği gözleniyor. Bu durum,



I. Üretecin potansiyel farkı zamanla değişmektedir.



II. Ampermetre bozuktur.



III. Devrede reosta kullanılmıştır.



yargılarından hangileri ile açıklanabilir? A) Yalnız I 



R

R

V1

3R

V2

Kİ KA



gibi bağlanıyor.

B) Yalnız II 



C) Yalnız III

Buna göre

V

1

V2

oranı kaçtır?

A) 1  B) 1   4 2

C) 1 

D) 2 

E) 4

dakika

D) II ve III E) I, II ve III

6. İki direnç ve bir üreteçle aşağıda gösterilen devre oluşturuluyor.

DA

8. Görseldeki devre kurulunca reostanın oku önce A, sonra B ve en son olarak da C noktasına ayarlanıyor.

RX



V

Şekilde kesikli çizgi ile gösterilen yere direnç, voltmetre ve ampermetre devre elemanlarından hangileri tek başına yerleştirildiğinde RX direnci üzerinde akım oluşur?

1

C B



Buna göre voltmetrenin okuduğu değer için aşağıda verilenlerden hangisi doğru olur?

A) Yalnız direnç

A) Sürekli azalır.

B) Yalnız ampermetre

B) Sürekli artar.

C) Voltmetre ve ampermetre

C) Değişmez.

D) Voltmetre ve direnç

D) Önce artar sonra azalır.

E) Direnç, voltmetre ve ampermetre

E) Önce azalır sonra artar.

A

2

C

3

E

4

C

A

5

E

6

D

7

A

8

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

A

35

Ders

5

SERİ BAĞLI DİRENÇLER

4AF76196

Seri Bağlanma Aynı iletken tel üzerinde bulunan dirençler birbirine seri bağlıdır.

R3 R1

R2

R4

Kİ KA

Yukarıdaki R1 ve R2 dirençleri birbirine seri bağlıdır. Öte yandan R4 ve R3 dirençleri görseldeki hiçbir dirence seri bağlı değildir. Aynı tel üzerinde oluşan akım şiddetleri eşit olduğu için seri bağı dirençlerin direnç değerleri eşit ise Ohm Yasası gereği dirençlerin uçları arasındaki potansiyel farklar eşit olur. Direnç değerleri aynı değil ise potansiyel farklar aynı olmaz.

Seri bağlı dirençler.

Örnek - 1

Aşağıda RX, RY, RZ ve RK dirençlerinden ve bir üreteçten oluşmuş bir devre gösterilmiştir. RZ

RY

RK

DA

RX

RX, RY direnç değerleri eşittir.

Buna göre, I. RX ve RY birbirine seri bağlıdır.

II. VX = VY

III. Tüm dirençler seri bağlıdır.

Seri bağlı ampuller.

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

36

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

B) Yalnız III  D) I ve III

C) I ve II E) II ve III

Seri Bağlı Dirençlerin Eşdeğeri Aşağıda R1, R2 ve RX dirençlerinden ve birer üreteçten oluşmuş devreler gösterilmiştir. RX

R2

R1

Ι

Ι

V Şekil-II

Kİ KA

V Şekil-I

Şekil‑I’deki devreye R1 ve R2 dirençleri bağlı, üretecin potansiyeli V, anakoldan geçen akım şiddeti I’dır. Özdeş bir üreteçle anakoldan aynı akım şiddetini oluşturacak tek bir direncin direnç değerine eşdeğer direnç denir. Şekil‑II’deki devre bu tanıma uymaktadır. Soldaki devreyle özdeş bir üreteç bağlıdır, anakoldan geçen akım şiddeti aynıdır ve devreye tek bir Rx direnci bağlıdır. Bu durumda tanıma göre Rx direnci, seri bağlı R1 ve R2 dirençlerinin eşdeğeridir. Yukarıdaki eşdeğer direnç tanımı, genel bir tanımdır ve tüm devreler için geçerlidir. Tanıma uygun şekilde yukarıdaki devreleri analiz edelim. R1 ve R2 dirençleri seri bağlı, üzerlerinde oluşan akım şiddetleri eşittir. Üretecin potansiyeli bu iki direncin uçları arasındaki potansiyel farkların toplamıdır: V = I . R1 + I . R2 Şekil‑II’deki devre için Ohm Yasası’nı yazarsak, V = I . Rx sonucunu elde ederiz. Bu durumda, Rx = Reş = R1 + R2

sonucuna ulaşırız. Yani seri bağlı dirençlerin eşdeğeri, direnç değerlerinin toplamıdır.

Örnek - 2

DA

Aşağıda gösterilen her iki devre özdeş üreteçlere sahip ve iki devrenin de anakolundan geçen akım şiddetleri eşittir. RX

2Ω

3Ω

Ι

Ι

V Şekil-II

V Şekil-I

Buna göre,

I. I . (2+3) = I . Rx

II. Şekil ‑ I’deki devrenin eşdeğer direnci 5 ohmdur.

III. Rx Şekil ‑ I’deki devrenin eş değer direncine eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 

B) Yalnız II  D) I ve III

C) I ve II E) I, II ve III 20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

37

Daha önce iki direnç için yazdığımız eşdeğer direnç denklemini çok sayıda seri bağlı direnç için genişletebiliriz. Seri bağlı n tane direncin eşdeğeri, Reş = R1 + R2 + R3 ... + Rn ile hesaplanır.

Örnek - 3

Kİ KA

K‑L arasına iki, M‑N arasına direnç değerleri sıfır olmayan dört direnç görseldeki gibi bağlanmıştır. K

L

3Ω

2Ω

M

N

3Ω

1Ω

RX

RY

K‑L ve M‑N noktaları arasındaki eşdeğer direnç değerleri eşittir. Buna göre aşağıda verilenlerden hangisi yanlıştır?

A) K‑L noktaları arasındaki eşdeğer direnç 5 Ohmdur.

B) M‑N noktaları arasındaki eşdeğer direnç 4 + Rx + Ry dir. C) Rx 0,5 Ohm olabilir.

D) Ry 0,1 Ohm olabilir.

DA

E) Rx 1 Ohm olabilir.

Örnek - 4

Özdeş dirençlerle görseldeki devre kuruluyor. Ampermetrenin bir ucu K noktasına bağlandığında devrenin eşdeğer direnci RK, M noktasına bağlandığı zaman ise RM dir.

Buna göre

38

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

A) 1   4

K

M

A

RK RM

oranı kaçtır? B) 1   2

C ) 1 

D) 2 

E)4

20 Dakika

SERİ BAĞLI DİRENÇLER

4CB05E7D

1. İletken bir tel üzerine bir ampermetre, iki direnç ve volt-

3. Voltmetre ve dirençlerle aşağıdaki devre kuruluyor.

metreler görseldeki gibi bağlanıyor.

5



R1

R2

V1

V2

V1 I R1

R2 V2

Kİ KA

V



İletken üzerinden geçen akım şiddeti I’dır.



Buna göre, I. V1 = I . R1



II. V2 = I . R2



III. Reş = R1 + R2



eşitliklerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız I 



B) Yalnız II 

D) I ve III

Anakoldan geçen akım şiddeti I olduğuna göre,



I. V = I . (R1 + R2 + R3)



II. V = V1 + V2 + V3



III. V = I . Reş



eşitliklerinden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I 

C) I ve II



E) I, II ve III

B) Yalnız II 

D) I ve III

C) Yalnız III

E) I, II ve III

DA

dakika



V3

R3

A

2. 7 farklı direncin bulunduğu bir devrenin kesiti görseldeki gibidir.





R7

R1



R2

R3

R6

4. 7 tane özdeş R1 direnç değerine sahip direnç birbirine

R4

R5

Görseldeki hangi dirençler seri bağlıdır?

seri bağlanınca oluşan eşdeğer direnç değeri X’tir.



21 tane özdeş R2 direnç değerine sahip direnç birbirine seri bağlanınca oluşan eşdeğer direnç değeri ise Y’dir.



A) R1, R2 ve R3

B) R3, R4 ve R5

Buna göre R1/R2 oranı aşağıda verilenlerden hangisidir?

C) R1 ile R2 ve R4 ile R5

D) R3 ile R6

A) 3X/Y 

E) R1 ile R2 ve R6 ile R7



B) X/Y  D) Y/3X

C) Y/X E) 1

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

39

5.

7.

3Ω



R5



R1

4Ω

2Ω

R4 R3

R2

1Ω



Şekildeki devre parçasında hangi dirençler seri bağlıdır?

Şekildeki devrenin eşdeğer direnci kaç Ohmdur? A) 12 

B) 15 

R6

Kİ KA



2Ω

C) 18 

D) 19 

E) 26

A) R1 ve R3 



B) R3 ve R4 

D) R4 ve R6

C) R4 ve R5

E) R2 ve R6

dakika

8. Üç tane 12 ohmluk direnç birbirine seri bağlanıyor.

Buna göre şıklarda verilen devrelerden hangisinin eşdeğer direnci, yukarıda bahsedilen seri bağlı dirençlerin eşdeğeriyle aynıdır? 16 Ω

6. Üç farklı direncin uçları arasındaki potansiyel farkın dirençler üzerinde oluşan akım şiddetine bağlı grafiği görseldeki gibidir.

16 Ω

10 Ω

Potansiyel fark (Volt)

12 Ω

DA



D)

C) 10 Ω

11 Ω

E)

Bu üç direnç birbirine seri bağlanıyor.



Buna göre seri bağlı dirençlerin eşdeğerinin, dirençler arasındaki en büyük direnç değerine oranı kaçtır?

1

40

5 C) 4  D)   3 3

E

2

C

20 Dakikada 10. Sınıf Fizik

3

E

13 Ω 12 Ω



B) 3 

12 Ω

12 Ω

Akım şiddeti (Amper)

A) 2 

12 Ω

12 Ω

B)

A)

12 Ω

12 Ω

12 Ω

E) 6

4

A

5

A

6

C

7

C

8

D