elektrik enerjisi ve elekriksel güç

10. SINIF
KONU ANLATIMLI
2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA
3. Konu
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ
2
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
2. Ünite 3. Konu (Elektrik Enerjisi ve
Elektriksel Güç)
A’nın Çözümleri
R2 direncinin gücü 9 watt olduğuna göre;
K
3V2
4Ω
4Ω
K
2Ω
4Ω
L
4Ω
M
4Ω
Şekil I
9 = i 2 · 1 & i = 3 A bulunur.
a. Ana kol akımı 3 A olduğundan i1 = 1 A bulunur.
3 V2 - 12
b. i =
2+1
24
i top =
=4A
6
bulunur. Şekil I’e dikkat ettiğimizde voltmetrenin K L arasına bağlı olduğunu görürüz. Bir başka ifadeyle voltmetre K - L arasının potansiyel farkını ölçecek biçimde bağlanmıştır. Buradan;
VKL = 4 . 4 = 16 volt bulunur.
3=
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Şekil II den de görüleceği gibi eş değer direnç 6 Ω
dur. Bu nedenle ana kol akımı;
P2 = i 2 · R 2
Şekil II
M
L
L
R2=1Ω
itop M
+
4Ω
V
2Ω
+ –
24 volt
–
3 V2 - 12
3
V2 = 7 volt bulunur.
3. a. Anahtar açık durumda iken anahtarın bulunduğu kol üzerinden akım geçmez. Anahtar açık
durumdayken devremizi Şekil I deki gibi çizebiliriz.
i1
6Ω
6Ω
V1
+
2.
V1 = 6 volt
i1
K
+
V1 = 6 volt
–
i1 =
Veş
RR
12
i1 =
= 1A
12
Şekil I de voltmetre 6 + 6 = 12 Ω luk direncin
gerilimini ölçer.
V1 = 1 . 12 = 12 volt
V1 = 6 volt
+ –
L
+
fiekil I
–
12 volt
6 volt
+ –
i
1. Noktalama sistemiyle Şekil I deki devreyi Şekil II
deki gibi çizebiliriz.
K
6 volt
+ – L
V1 = 6 volt
–
b. Anahtar kapatıldığında kısa devreden dolayı
dirençlerden biri devreden çıkar.
i
2
6Ω
V2
K - L noktaları arasındaki üç üreteç özdeş ve parelel bağlıdır.
VKL = V1 = 6 volt
Şimdi soruda verilen şekli, aşağıdaki gibi basitleştirerek yeniden çizelim.
6Ω
fiekil II
+
–
i2
12 volt
12
i2 =
=2A
6
V2 = i2 . 6 = 2 . 6 = 12 volt bulunur.
3
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
4.
6. Tükenme sürelerini karşılaştırmak için her bir üreteçten geçen akımı bulmamız gerekir.
parlaklık
2V
V
–
ampul
sayısı
0
1
2
V
V
3
–
2i
2V
+ – +
V
V
+ – +
V
+
–
– +
2i
2i
4i
Sırasıyla K ve L anahtarları kapatıldığında devreye giren yeni lamba ötekilere paralel bağlı durumdadır. Her bir lambaya düşen gerilim değişmeyeceği için parlaklık değişmez.
R
fiekil I
2R
fiekil II
V
V
+
i/2
–
V
+
–
i/2
i
2R
fiekil III
5.
K
B
B
B
+
V
C
–
A
paralel = V
K
+
V
–
–
+
V
fiekil I
A
C
+
A
–
+
–
+
Hem Şekil I, hem de Şekil II deki üreteçlerden 2i
i
akımı geçer. Şekil III teki üreteçlerden ise
akım
2
geçer. Üreteçlerin tükenme süresi akımla ters
orantılı olduğundan
t3 > t1 = t2 dir.
A
–
V
K
C
B
Nihat Bilgin Yayıncılık©
fiekil II
seri = 2V
B
+
–
+
A
–
7.
A
A
–
+
V
X
Şekil III
Y
A
K lambasının bulunduğu devrede noktalama sistemiyle eş değer gerilimin 2V olduğu bulunur. L
lambasının bulunduğu devrede üç üreteç de paralel bağlı olup eş değer gerilim V dir. M lambasının
bulunduğu devrede iki üreteç seri bağlı, üçüncüsü onlara ters bağlı olduğundan eş değer gerilim
V dir. Bu nedenle lambaların parlaklıkları arasında
K > L = M ilişkisi vardır.
B
A
B
Z
A
B
Soruda verilen devreye şekildeki gibi harf verelim. Harflendirme yaptığımızda X lambasının iki
ucunun aynı noktaya bağlı olduğunu görürüz. Bu
nedenle X lambası ışık vermez. Y ve Z lambaları ise birbirine paralel bağlı olup eşit şiddette ışık
verir.
4
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
8. A1 ve A2 anahtarları kapatıldığında, A1 anahtarının olduğu kolda direnç olmadığından (kısa devre),
10. özdeş,
özdeş olmak zorunda değildir.
11. seri
üreteçten çekilen akım bu koldan geçer. Akım
12.
dirençsiz yolu tercih ettiğinden, P ve R lambalarına
süre
uğramadan K ve L lambalarının bulunduğu kollardan geçer. Bu nedenle yalnız K ve L lambaları ışık
verir.
K
L
M
13. 9. Verilen devrede anahtarın açık ya da kapalı olması
lambalardan geçen akımı değiştirmez. Bu nedenle
hiçbir lambanın ışık şiddeti değişmez.
R
+
–
+
V
14. V
+
– +
V
–
V
–
V
10.
+
N
–
Lambaların ışık verebilmesi için, en az üreteçlerin
birinden beslenmesi gerekir. K ve M anahtarlarının
açık, L ve N anahtarlarının kapalı olması durumunda üreteçten çıkan akım her iki lambadan da geçer.
O hâlde L ve N anahtarları birlikte kapatılırsa lambaların her ikisi de ışık verir.
+
Nihat Bilgin Yayıncılık©
K
+
–
V
L
– +
–
V
+
–
V
R
C’nin Cevapları
B’nin Cevapları
1. Y
1. akım şiddeti
2. D
2. toplamı
3. Y
3. zıt
4. D
2
4. i R,
2
V
R
5. Y
5. gerilim, V
6. D
6. A1 anahtarının
7. Y
7. X ve Y anahtarları birlikte
8. Y
8. değişmez
9. D
9. yapısına, akım şiddetine
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
Test 1’in Çözümleri
1. Devreden geçen akım şiddetini veren bağıntı
q
i=
idi. Buradan;
t
q=i.t
q = 1,28 . 5 = 6,4 C bulunur.
1 ey
x ey
x=
1,6 . 10–19 C
6,4 C eder.
6, 4
1, 6 . 10 -19
i1 =
dir. Şekil II de eş değer gerilim 2V olup bu devrede dirençler birbirine paralel bağlıdır. Her bir dirence düşen gerilim 2V kadardır. i2 akımı;
2V
i2 =
R
dir. Şekil III de eş değer direnç 2V olduğundan;
2V
i3 =
R
dir. Buna göre, i2 = i3 > i1 bulunur.
Cevap B dir.
Cevap D dir.
R2 direncinin bulundu+ –
ğu devrede paralel iki
üretecin gerilimi bir
+ –
ters
bağlı
üretecinkine eşittir. Bu
+
da diğer üretece ters
–
R2
bağlı olduğundan devrenin eş değer gerilimi
sıfırdır ve R2 direncinden akım geçmez.
paralel
bağlı
R3 direncinin bulunduğu devrede iki üreteç ters
bağlıdır. Bu nedenle R3 direncinden akım geçmez.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Şekil I de eş değer gerilim 3V, eş değer direnç 2R
dir. Bu devrenin ana kolundan geçen i1 akımı;
2. R1 direncinin bulunduğu devrede iki üreteç ters
bağlıdır. Geriye bir üreteç kalır ve R1 direncinden
akım geçer.
ederse,
= 4 . 10 19 elektron bulunur.
3V
2R
4. A1 ampermetresinin bulunduğu devrede iki üreteç ters bağlı olduğundan bunlar birbirini sıfırlar.
Geriye iki paralel üreteç kalır. Bu ikisinin eş değer
V
gerilimi yine bir tanesine eşit olduğundan i 1 =
R
olur.
Cevap A dır.
3.
A2 ampermetresinin olduğu devrede eş değer geri2V
lim 2V olduğundan i 2 =
olur.
R
A3 ampermetresinin olduğu devrede iki üreteç birbirine paralel bağlı olduğundan eş değer gerilim V
V
olur ve i 3 =
dir.
R
Akımlarının büyüklük ilişkisi i2 > i1 = i3 şeklinde
olur.
Cevap E dir.
Veş = 2V
Veş = 3V
V
+ –
V
+ –
V
+ –
V
+ –
V
+ –
V
+ –
V
+ –
V
+ –
5. K-L noktaları arasında bulunan üç kolun her birindeki üreteçler, kollarda seri bağlıdır. Bunlar da
kendi aralarında paralel bağlıdır.
27 V
+ –
R
i1
i2
R
R
R
Şekil I
Veş = 2V
5
K
27 V
+ –
L
=
K
Vefl= 27 V
+ –
L
Şekil II
V
+ –
27 V
+ –
V
+ –
i3
R
Şekil III
L-M arasında bulunan iki üreteç ters bağlı olduğundan VLM= 9 – 9 = 0 olur. Devremizi yeniden çizelim.
6
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
K
Vefl= 27 V
+ –
8. Her iki durumda da aynı gerilim söz konusu olduğuna göre güçleri karşılaştırmak için sadece akımlara bakmak yeterli olacaktır (P = V . i).
L
itop
i1
3Ω
Paralel bağlı dirençlerin güçleri eşit olduğuna göre
R1 ve R2 dirençleri eşit demektir. Her birinin direncine R dersek paralel bağlıyken eş değer direnç
R
, seri bağlıyken 2R olacağından seri durumda2
ki eş değer direnç, paralel durumdakinin 4 katı olur.
Gerilimler aynı olduğundan seri durumdaki top1
lam akım da paralel durumdakinin
ü olacaktır.
4
O hâlde seri durumda harcanan toplam güç, para1
lel durumda harcanan toplam gücün
ü olacaktır.
4
Paralel durumda harcanan toplam güç
200+200= 400 watt idi. Seri durumda ise,
400
= 100 watt güç harcanır.
4
Cevap A dır.
i2
6Ω
M
7Ω
Devreden;
i top =
i1 = 2 A, i2 = 1 A bulunur.
27
=3A
9
Cevap C dir.
6. Seri bağlı dirençlerden aynı akım geçer. P = i2.R
bağıntısına dikkat edilirse, gücün R ile doğru orantılı olduğu görülür.
P1
R1
1
1
=
ise
=
R2
P2
4
4
olur. Bu nedenle R2 direnci 4 Ω luk R1 direncinin
dört katı olup, 16 Ω dur.
Cevap D dir.
7. İlk devrede eş değer gerilim 2V, eş değer direnç 2R
2V
olur. Bu devrenin akımı i 1 =
= i olsun. Her iki
2R
üreteçten de i akımı geçer.
İkinci devrede eş değer gerilim V, eş değer direnç
V
R dir. Bu devrenin akımı i 2 =
= i olur. Üreteçler
R
i
paralel olduğundan her birisinden
kadar akım
2
geçer.
V
Üçüncü devrede i 3 =
= i olur.
R
Lambaların ışık verme süresi aynı zamanda üreteçlerin tükenme sürelerine eşittir. Üreteçlerin
tükenme süreleri üreteçlerden geçen akımla ters
orantılıdır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
9. Isıtıcıların dirençleri eşit olduğundan K nın direnci
R
R ise L ve X in eş değer direnci
olur. K kabında
2
W kadar ısı enerjisi yayıldığı anda L ve X kaplarınW
da toplam
kadar ısı enerjisi yayılır. Bu nedenle
2
W
L ve X kaplarının her birinde
kadar ısı enerjisi
4
32
açığa çıkar. X kabındaki suyun sıcaklığı
= 8°C
4
artar. Eğer L kabındaki suyun kütlesi de m olsaydı
bunun sıcaklığı da 8 °C artardı. Ancak L kabındaki
suyun Kütlesi X tekinin 2 katı olduğundan, sıcaklığı 4°C artar.
Cevap C dir.
10. Verilen elektrik devresini aşağıdaki gibi çizebiliriz.
M direncinden i akımı geçerse K direncinden 3i, L
direncinden de i akımı geçer.
3i
R
3R
2i
K
4i
i
M
6R
Bu nedenle tL > tK = tM dir.
L
Cevap B dir.
i
9R
4i
7
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
Dirençlerin elektriksel gücü;
PK = (3i)2 . R = 9i2R
PL =
i2
PM =
i2
Buna göre, PK = PL > PM
. 9R =
9i2R
. 6R =
6i2R
13. P1 = i2 . R1
32 = 22 . R1
Cevap E dir.
11.
V
+ –
V
+ –
Veş= V
V
+ –
iL
V
+ –
V
+ –
R Veş= 3V
+ –
R
V
+ –
– +
R
Veş= V
iM
K
V
Cevap B dir.
12.
R1= 40Ω
R2
400 volt
100 volt
i = 10 A
+ –
500 volt
Şekilde gösterildiği gibi, R1 direnci 400 volt, R2
direnci ise 100 volt gerilim çeker. Bu durumda
R2 = 10Ω olur.
P2 = i2 . R2 = 102 . 10 = 1000 watt
Cevap C dir.
P2 = i 22 . R 2
2
16 = ( ) 2 . R 2 & R 2 = 36Ω
3
P3 = i 32 . R 3
4
32 = ( ) 2 . R 3 & R 3 = 18Ω
3
M
Şekil I de üreteçler paralel bağlı olduğundan eş
değer gerilim Veş = V dir. Bu devreden geçen iK
akımı;
V
iK =
R
dir. Şekil II de her üç üreteç birbirine seri bağlı olduğundan bu devredeki eş değer gerilim Veş = 3V
olup;
3V
iL =
R
bulunur. Şekil III te üreteçlerden biri ters bağlı olduğundan eş değer gerilim Veş = V + V – V = V dir. Bu
devreden geçen iM akımı;
V
iM =
R
dir. Buna göre, iL > iK = iM bulunur.
16
32
=
i2
2 - i2
2
i2 = A
3
2
4
i 3 = 2 - = A bulunur .
3
3
O hâlde R2 > R3 > R1 dir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
iK
V
R2 ve R3 dirençleri paralel bağlı olduğundan gerilmeleri eşit olur.
P
P = V . i bağıntısından V =
olur.
i
V2 = V3
L
V
+ –
& R1 = 8Ω
14. A1, A2 ve A3 anahtarları
açık iken devre Şekil I
deki gibidir. Bu durumda
devreden geçen akım;
V
i1 =
=i
2R
olsun. Yalnız A1 anahtarı kapatılırsa birbirine parelel bağlı iki üreteç devreyi beslemeye
başlar. Eş değer gerilim
değişmez, ancak her bir
–
X
i1 = i
+
K
M
Şekil I
–
–
X
+
i/2
+
i/2
K
M
i2=i
üreteçten çekilen akım
Şekil II
i
olur. Bir başka ifa2
deyle, X üretecinin tükenme süresi uzar. Yalnız
A2 anahtarı kapatılırsa Şekil III teki durum oluşur.
3
Devrenin eşdeğer direnci
R olur. X üreteci bu
2
durumda daha büyük akım üretir ve tükenme süresi kısalır.
8
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
–
X
Test 2’nin Çözümleri
4
i3 = 3 i
+
1. İlk durumda pilin V gerilimi lambalar arasında bölüşülmektedir. Anahtar kapatılınca kısa devreden
dolayı K lambası söner. Pilin gerilimi yalnız L lambası tarafından kullanılacağı için L’nin parlaklığı
artar.
Cevap D dir.
L
K
M
Şekil III
Yalnız A3 anahtarı kapatılırsa kısa devreden dolayı yalnız K lambası ışık verir. Direnç R olacağından devre akımı artar ve X üreteci daha kısa sürede tükenir.
2. Her bir pilin gerilimini 1,5 volt alırsak her devrenin
toplam gerilimi 3 volt olur. Bu durumda K ampulüne 1 volt kadar gerilim düşer. İkinci devrede lambalar paralel olduğu için her bir lambaya 3 volt gerilim
düşer. Üçüncü devrede M lambasına 2 volt diğer 2
lambaya 1 er volt gerilim düşer.
Cevap E dir.
15. Yalnız K anahtarı kapatıldığında üç üreteç çalışmaya başlar. Ancak iki tanesi ters bağlı olduğundan birbirini götürür. Geriye yalnızca bir üretecin
gerilimi kalır ve eş değer gerilim V olur.
–
+
–
+
V
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
3. Parlaklık lamba sayısı grafiğine göre, lamba sayısı
arttıkça parlaklık sabit kalmıştır. Bunun böyle olabilmesi için sürekli devreye paralel lambalar eklenmelidir.
L
+
–
X
V
Yalnız L anahtarı kapatıldığında X lambasını besleyen eş değer gerilim 2V olur.
–
V
+
–
V
Paralel lamba sayısı arttığında her bir lambaya
düşen gerilim değişmez. Çünkü lambaların parlaklığı gerilime bağlıdır.
Cevap D dir.
+
M
+
V
–
X
Yalnız M anahtarı kapatıldığında üç tane seri üreteç, X lambasını besler ve eş değer gerilim 3V olur.
Lambaların parlaklıkları arasında IM > IL > IK ilişkisi vardır.
Yalnız C dir.
4. Her iki üreteçten çıkan akımlar M lambasından
geçtiği için M lambası diğerlerinden daha parlak
ışık verir.
Cevap C dir.
9
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
5.
R
R M
Üretecin V olan gerilimi hem Şekil I deki hem de
Şekil II deki lambalara dağıtıldığında L ve M lambalarının geriliminin eşit olduğu görülür.
N
Cevap D dir.
V
2
V
2
+
–
7. L
ambaların ışık verebilmesi için, en az üreteçlerin
birinden beslenmesi gerekir. K ve M anahtarlarının açık, L ve N anahtarlarının kapalı olması gerekir. Üreteçten çıkan akım her iki lambadan geçtiği için lambalar ışık vermektedir. O hâlde L ve N
anahtarları birlikte kapatılırsa lambaların ikisi de
ışık verir.
V
R
2
S
N
M
2V
3
V
3
+
Cevap D dir.
–
V
S anahtarı açıkken devre Şekil I deki gibidir. Bu
V
durumda M ve N lambalarına düşen gerilim
2
olur.
Anahtar kapatıldığında devre Şekil II deki gibidir. Bu durumda M ve N lambalarına düşen geriV , 2V
lim sırasıyla
olur. Lambaların parlaklığı
3
3
gerilimle doğru orantılı olduğundan M ninki azalır,
8.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
R
R
V
3
+
V
3
+
–
B
Harflendirme yapıldığında Z ve T lambalarının
ikisi de B-C noktaları arasında kalmaktadır. Bir
başka ifadeyle, Z ve T lambaları birbirine paraleldir. Paralel lambaların gerilimleri dolayısıyla parlaklıkları eşit olur.
M
R
V
3
B
C
X
Cevap D dir.
L
B
T
A
A
K
B
Z
N ninki artar.
6.
Y
A
Cevap B dir.
–
V
R
2
L
K
R
2
R
M
V
3
R
V
3
+
–
V
9. Özdeş lambaların parlaklığını karşılaştırırken her
birinin gerilimine bakmak gerekir. Gerilimi eşit olan
lambaların parlaklıkları da eşittir.
Anahtarın açık olduğu kollardan akım geçmeyeceği için o kolu şekil üzerinde çizmemize gerek yoktur.
10
Ünite 2
V
+
Elektrik ve Manyetizma
–
+
L
V
2
–
L
V
2
R
2V
3
+
V/2
V
V
V/3
V/3 R
2
–
A2
L
V/2
V/2
A2 anahtarı kapatıldığında üreteçlerden biri kısa
devre olduğundan X lambasının gerilimi V olur.
A1
V/2
Cevap C dir.
Gerilimler karşılaştırıldığında L lambasının parlaklığı için Ι1 = Ι3 > Ι2 olduğu görülür.
12. Her iki şekilde L ve M lambaları eşit gerilim almaktadır. Şekil II de K lambası öteki iki lambaya seri
bağlı olup, devreden daha fazla gerilim alır.
10. Devredeki anahtarlar kapatılırsa kısa devre olan
lamba olmayacaktır. Bu nedenle lambaların üçü
de ışık vermeyi sürdürür.
Cevap A dır.
X
11.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
Cevap B dir.
13. A, C ve E seçeneklerinde kısa devre olduğundan
akım lambadan geçmiyor. D seçeneğindeki üreteçler ters bağlı olduğundan toplam gerilim sıfırdır.
B seçeneğindeki iki üreteç birbirine paralel bağlıdır ve bu devredeki lamba ışık verir.
2V
2V
–
+
–
V
Cevap B dir.
+
V
14.
Her iki anahtar birden açık iken devre Şekil I deki
gibidir. Bu durumda X lambasının gerilimi 2V olur.
V
V
V
V
2V
V/2
–
V
2V
+
V
V
V
X
V
2V
–
+
V
A1
–
V
+
V
Lambaların parlaklığı
gerilimle doğru orantılı olup;
V
V
V
PK > PM > PL dir.
Yalnız A1 anahtarı kapatıldığında devre Şekil II
deki gibi olur. X lambasının potansiyeli bu durumda da 2V dir.
V/2
2V
V
V
V
Cevap A dır.
11
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
15. Piller birbirine seri bağlanınca devrenin potansiyel farkı artar. Piller birbirine paralel bağlanınca
potansiyel farkı değişmez ancak bataryanın ömrü
uzar.
Test 3’ün Çözümleri
1. Devrenin basitleştiril30 V
+ –
miş hâli şekildeki
gibidir.
30 voltluk potansiyel
3Ω
farkı 1, 2 ve 3 ohm1Ω
luk üç seri direnç2Ω
3Ω
le doğru orantılı
paylaşıldığında 2Ω
10 volt
luk dirence 10 volt
düşer. Bu nedenle voltmetre 10 volt gösterir.
Cevap C dır.
Özdeş lambaların parlaklığı potansiyel farkıyla karşılaştırılır. Soruda verilen beş devreden A seçeneğindeki üreteçlerin tamamı birbirine paralel bağlıdır. Bu üreteçlere yeni ilave edilecek üreteçler
bataryanın ömrünü uzatır ancak potansiyel farkını
artırmaz.
Cevap A dır
16. Özdeş üreteçlerden hangisinin üzerinden daha az
akım geçiyorsa o üretecin ömrü daha uzun olur.
Bu nedenle paralel bağlı üreteçlerin ömürleri daha
uzundur.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
2. Her iki anahtar açık iken
devrenin çalışan kısımları Şekil I deki gibidir. Bu
durumda;
i1 =
R
i1
V
V
= i olur.
R
Şekil I
V
V
Şekil II
Anahtarlar kapatıldığında devrenin eş değeri Şekil II deki gibidir.
İç dirençleri önemsiz
üreteçler paralel olduğundan eş değer gerilimi bir tanesine eşittir.
Şekil III ten;
V
i2 =
= 2 i bulunur.
R
2
Veş = V
A1
i2
Veş = V
Şekil III
Cevap C dir.
12
3.
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
Vefl = V
+ –
Vefl = 3V
+ –
K
6. S anahtarının ucu 1
noktasına değdiğinde devre Şekil I deki
gibidir. Şekil I deki
devrede K lambasıV
na
kadar gerilim
2
düşer. Şekil II de V
kadar ve Şekil III te
ise 2V kadar gerilim
düşer. Anahtarların
1, 2 ve 3. konumunda K lambasının ışık şiddetleri arasındaki ilişki
I3 > I2 > I1 olur.
Vefl = V
+ –
L
M
Sorudaki şekillerin eş değerleri yukarıdaki gibidir.
Lambaların parlaklığı uçlarındaki gerilimle doğru
orantılıdır. K ve M lambalarının gerilimi V, L ninki
2V olduğundan, L > K = M dir.
Cevap C dir.
4. Her iki dirençten aynı akım geçer.
i
i
V1 = 25 volt
V/2
Şekil I
V
– +
V
K
2
Şekil II
V2 = 50 volt
–
V
+
3
K
P1 = V1 . i
125 = 25 . i
i=5A
V1
=
R1 =
i
V2
=
R2 =
i
Şekil III
25
= 5X
5
50
= 10 X bulunur .
2
5. K lambasının bulunduğu dev
rede üç adet birbirine paralel
üreteç olduğundan;
1
2V
Cevap B dir.
7.
X
i
V
=i
R
i
alınırsa her bir üreteçten
3
akımı geçer.
L lambasının bulunduğu devrede birbirine seri üç üreteç
olduğundan;
K
– + i/3
V
– +
V
i/3
– +
V
i/3
i
L
3i
– + – + – +
3V
= 3i
V
V
V
R
3V
devreden 3i akımı geçer. Bu
devredeki batarya en kısa
ömürlü olur.
M lambasının bulunduğu devreden;
V
=i
R
akımı geçer. Bu nedenle bataryaların tükenme
süreleri arasında tK > tM > tLilişkisi vardır.
Cevap B dir.
Y
3i
Z
2i
K
– +
Cevap A dır.
V/2
R2
Nihat Bilgin Yayıncılık©
R1
V
– +
Lambaların dirençleri eşit olduğundan üst koldan i
akımı geçerse alt koldan 2i akımı geçer.
PX = i2R = P ise
PZ = (2i)2 . R = 4i2R = 4P olur.
Cevap C dir.
8. Paralel kolların her birinin po
tansiyel farkı 36 volt olur.
P = V.i bağıntısından;
1
6 = 36. i 1 & i 1 = A
6
1
9 = 36. i 2 & i 2 = A
4
1
12 = 36. i 3 & i 3 = A
3
i top = i 1 + i 2 + i 3
i top =
3
1
1
1
+
+
= A
6
4
3
4
(2)
(3)
i1
36 volt
i2
36 volt
i3
36 volt
+ –
36 volt
bulunur.
(4)
Cevap E dir.
13
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
9.
N
R
M
R
L
R 2V
– +
Şekildeki verilere göre
MN arasındaki gerilim
3V olur.
12. I. A1 anahtarı kapatıldığında kısa devre olacağından L lambasının parlaklığı artmaz. I. bilgi yanlıştır.
II. A2 anahtarı kapatıldığında kısa devre olacağından K ve L lambaları söner. Bu nedenle II. bilgi
de yanlıştır.
III. Reostanın sürgüsü ok yönünde çekildiğinde L
lambasına düşen potansiyel farkı artar ve daha
parlak ışık vermeye başlar. III. bilgi doğrudur.
Cevap B dir.
2R
3
V
R V
K
N
3V
M
R
2V
–
2R
3
+
11. A2 anahtarı açık, A1 anahV2
– +
tarı kapalı iken devremiz
L
A1
Şekil I deki gibidir. A1
anahtarı açılıp A2 anahi1
K
tarı kapatıldığında devremiz Şekil II deki gibi
Şekil I
olup ilk üretece seri bağlı
V1
bir üreteç daha devreye
– +
girer. Şekil I de birbirine
A2
V2
seri bağlı iki lambanın eş
– +
değer direnci 2R olur. Bu
K
i2
devredeki i1 akımı;
V
i1 =
=i
2R
Şekil II
olsun. Şekil II de yalnızca
K lambası olduğundan eş değer direnç R, eş değer
gerilim V1 + V2 = 2V olur.
2V
i2 =
= 4i
R
bulunur. Akım ilk durumdakinin 4 katı olacağı için
K lambasının parlaklığı artar, ışık verme süresi ise
azalır. İkinci durumda L lambası söner.
Cevap C dir.
13. Devrenin işlevini yapabil
mesi için paralel bağlı
Y ve Z üreteçleri özdeş
olmalıdır. X üreteci diğer
tüm üreteçlerle ters
bağlı durumda olduğundan X in gerilimi diğerlerinin toplamına eşittir.
+
–X
+
L
–
Y
+
–
Z +
+
–
10. S anahtarı kapatıldığında bataryaya paralel olarak
bir üreteç daha devreye girer. Eş değer gerilim ve
ana kol akımı değişmeyeceği için lambanın parlaklığı değişmez. Ancak üreteçlerden her birinin vereceği akım azalır.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
–
K
Cevap E dir.
14.
Veş = 24 volt
6A
3Ω
12Ω
1A
12Ω
3A
Şekil I
itop
3Ω
6Ω
12Ω
4Ω
4Ω
2A
Veş = 24 volt
5A
Şekil II
Şekil II deki devrede eş değer direnç 4Ω olur.
Veş
i top =
Reş
24
=6A
4
Toplam akım Şekil I üzerinde dağıtıldığında
i1 = 5 A, i2 = 3 A bulunur.
Cevap D dır.
i top =
14
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
15. Anahtar açık iken devrenin eş değer direnci,
R1 = 2R + R = 3R, anahtar kapatıldığında,
R2 = R + R = 2R olur. Her iki durumda devreden
geçen akımlar;
17.
X
V
1
i1 =
=
3R
3
V
1
i2 =
=
2R
2
V
2
R
V
+ –
Şekil I
olur. Aynı sürede R1 ve R2 üzerinde açığa çıkan ısı
enerjileri;
1
.3R.t =
9
1
W 2 = i 22 . R 2 . t = . 2 R . t =
4
W 1 = i 12 . R 1 . t =
Y
R
V
2
1
Rt
3
1
Rt
2
olur. Sıcaklık artışı, verilen ısıyla orantılı olduğun3
3
dan, ısı
katına çıkınca sıcaklık artışı da
DT
2
2
olur.
Cevap A dır.
A anahtarı açık iken Z ütüsünden akım geçmez. Bu
durumda X ve Y lambaları Şekil I deki gibi birbirine
V
seri bağlı olup hep birine düşen gerilim
dir.
2
A anahtarı kapatıldığı Z ütüsü ile X lambası birbirine paralel bağlanır. Bu iki elemanın eş değer direnci
R
olur.
2
R
2
Z
A
R
16.
R1 = 4Ω
R2 = 2Ω
R3 = 2Ω
R4 = 1Ω
i2
itop
+
Nihat Bilgin Yayıncılık©
X
2Ω
i1
2V
3
Y
R
+ –
V
Şekil II
V
, Y lambasının
3
olur. Bu durumda X lambasının par-
Şekil II de X lambasının gerilimi
2V
3
laklığı azalır, Y ninki artar.
–
Cevap C dir.
Şekildeki gibi bir devrede R1 . R4 = R2 . R3 ise
viston köprüsü oluşur ve ortadaki R5 direncinden akım geçmez. Bu durumda devrenin eş değer
direnci şekildeki gibi 2 Ω dur. Ana kol akımı;
12
i top =
=6A
2
V
3
gerilimi
1Ω
Veş = 12 volt
R
i 1 = 2 A bulunur.
Cevap B dir.