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; V 1 = 3R 3 V 1 i2 = = 2R 2 i1 = 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 = olur. Sıcaklık artışı, verilen ısıyla orantılı olduğun3 3 dan, ısı katına çıkınca sıcaklık artışı da DT 2 2 olur. Cevap A dır. 16. R1 = 4Ω R2 = 2Ω R3 = 2Ω R4 = 1Ω i2 itop + Nihat Bilgin Yayıncılık© 1 Rt 3 1 Rt 2 2Ω i1 1Ω – Veş = 12 volt 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 i 1 = 2 A bulunur. Cevap B dir.