Elektrik Akımı. Test 1 in Çözümleri 1. X. 18Ω luk iki direnç birbirine paralel bağlı olduğundan; = bulunur. Cevap C dir. R 2. = Cevap A dır.

Transkript

1 Elektrk kımı Test n Çözümler. Ω 8Ω 4. Ω Ω 8Ω 8Ω luk k drenç brbrne paralel bağlı olduğundan; 8 9Ω bulunur. Ω Ω Ω. r yarıçaplı letkenn kest alanı πr S alınırsa, r yarıçaplı letkenn kest alanı π(r) 4S olur. 6 Ω 6 Cevap dır. O uzunluğundak teln drenc;, t S olur. - arasında brbrne ser bağlı k letken olduğundan;, t, t 7, t S 4S S, t S 6 bulunur. 7, t 7 S Nhat Blgn ayıncılık. Ω Ω x? Ω Ω Ω I. Uzunluğu O, kest alanı S olan letkenn drenc 6 Ω se, uzunluğu O kest alanı S olan letkenn drenc8 Ω olur. Bu k drenç aşağıdak gb brbrne bağlıdır. 8Ω x Ω Ω olması çn Ω olmalıdır. 8Ω 9Ω 9Ω 6. na uçlar ve olsun. Ω Ω Ω bulunur. Ω

2 EETİ II Ω Ω Ω 6 Ω bulunur. na uçlar ve olsun. Ω I Ω Ω 8Ω na uçlar ve olsun. Bu durumda devre I dek gbdr. I dek eşdeğer drenç; Ω bulunur Ω Ω Ω & 6 4 ( ) ( ) ( ) Ω Nhat Blgn ayıncılık 9. na uçlar - se devre I dek gbdr. Bu durumda eşdeğer drenç, Ω olur. Ω Ω I Ω bulunur. na uçlar - se devre II tek gb olur. 9Ω 8. na uçlar ve olsun. Bu durumda devre dek gbdr. Şekl I dek eşdeğer drenç; Ω olarak verlmştr bulunur. 7 Ω II

3 EETİ II 0. 8Ω 7Ω Ω Ω 8Ω 7Ω Ω Ω 0Ω 0Ω bulunur. 0 Ω S anahtarı açık, S kapalı se devre Şekl II dek gbdr. eş eş 7 6 eş 7 I r 0 S.? Ω Ω Ω r 0 0 volt Ω Ω Üretecn br ucu, ötek le gösterldğne göre bütün drençlern brbrne paralel bağlandığı görülür. Bu durumda eşdeğer drenç, eş Ω bulunur. na kol akımı se; f 0 0 bulunur. eş Nhat Blgn ayıncılık. Br letkenn drenc boyu le doğru, kest alanı le ters orantılıdır. dek 6O boyundak teln drenc 6 dyelm. Bu durumda I de O boyundak teln drenc olur. 6 bulunur. 6. S anahtarı açık, S anahtarı kapalı se devre dek gbdr. Br başka fadeyle, açık olan anahtarı ve brlktek drenc devre üzernde çzmeye gerek yoktur. eş 7 eş S r 0 4. Devremzn bast br çzm aşağıdak gbdr. Ω 6 Ω r0 4 Ω Ω 0 Devrenn eşdeğer drenc 4 6 Ω olduğundan; f eş volt bulunur.

4 4 EETİ II. Şeklmz aşağıdak gb çzeblrz. r 0 Şekl üzerndek blgler kullanıldığında olduğu bulunur. Test nn Çözümler t,. Br letkenn drenc bağıntısı le verlr. S Bağıntıdak S kest alanı olup slndr bçml br letken çn S r r le hesaplanır. Buna göre; t., rr 8 t, 4rr Br letkenn drenc, boyu le doğru orantılıdır. Tüm çembern drenc 6 se 60 lk açının karşısındak parçanın drenc olur. kım şddet le drenç ters orantılı olup, se, olur. Nhat Blgn ayıncılık Şekldek verlenlere göre, 8 bulunur.. Devredek ve drençler brbrne paralel bağlıdır. eostanın sürgüsü ok yönünde kaydırıldığında devrenn eşdeğer drenc artar. Buna bağlı olarak ana kol akımı azalır. Br başka fadeyle, ampermetreden okunan değer azalır. oltmetre üretece paralel bağlıdır. nn değer artsa da azalsa da voltmetre üretecn ç drenc önemsz olduğu zaman üretecn gerlmn gösterr. Cevap dır.. Ω Ω Ω Ω? r0 Ω Ω 8 Ω Ω Ω Ω top Ω I I ye göre, eş Ω dur. na kol akımı; 8 top 6 dr. dek noktasına gelen lık akımın Ω luk drençten geçen kısmı olur.

5 EETİ II 4. r 0 7. anahtarı açık ken devrey besleyen üreteç sayısı tanedr. nahtar kapatıldığında öncek üretece paralel üreteç daha devreye grmş olur. Devredek paralel üreteç sayısının artması toplam emkyı değştrmez. Bu nedenle akımı le potansyel farkı değerler, anahtarların kapatılmasıyla değşmez. le voltmetrelernn her br değern gösterr. Br başka fadeyle, dr.. ve drençler brbrne paralel bağlı olup eşdeğer; 0, 0 bulunur. Tüm devrenn eşdeğer drenc se; 6. eş 6 r r 8 Ω dur. akımı se akımı dır. Toplam akım, dır. f f f top eş eş 60 f & 8 f 0 volt bulunur. Ω? Ω Ω Ω Ω Ω 0 0 Ω Ω I Ω Ω Ω Ω - Ω Nhat Blgn ayıncılık 8. anahtarı kapalı anahtarı açık ken 4 lk drenç devre dışıdır. Bu durumda yalnız 6 lk drençten akım geçer. Her k anahtar kapatılırsa 6 lk drence paralel olacak bçmde 4 lk drenç de devreye grer. Bu durum, 6 lk drencn potansyel farkını değştrmeyeceğ çn akım şddetn de değştrmez. 9. f nahtar açık ken eş olup dr. nahtar kapatıldığında devreye paralel br drenç daha grer ve eş olur. Bu durumda; f f olur. Üretecn ç drenc önemsz olduğundan voltmetre ster I konumu gb, ster II konumu gb bağlansın her r 0 sefernde aynı değer gösterr. nahtarın açık veya kapalı olması voltmetrenn gös- terdğ değer değştrmez. Drenç azaldığın- dan ampermetreden geçen akım artar.

6 6 EETİ II 0.. le 4 paralel olup eş değer 4 Ω eder. le paralel bağlı olup eş değer 6 Ω eder. nahtarların konumuna göre, akımların durumu şekllerdek gbdr. Buna göre; P P P bulunur. P 6 4 Cevap dır Tüm devrenn eş değer drenc; 6 eş r 6 Ω 6 4 bulunur. Devrenn toplam akımı, top 9 6 dr. kımların dağılımı de görüldüğü gbdr. Soruda sorulan akım, 4, bulunur. Cevap D dr Nhat Blgn ayıncılık. Devrenn üst kolunun toplam drenc Ω, alt kolunun toplam drenc dur. Bu nedenle amperlk akımın amper üst koldan, amper alt koldan geçer. Ω volt Ω volt Ω Ω. oltmetre ç drenç harç, dğer drençlern uçları arasındak potansyel farklarının toplamını gösterr. Emk hesaplanırken ç drencn uçları arasındak potansyel farkı da toplanır bulunur. Üst kolun toplam drencyle, bu koldan geçen akımın çarpımı 6 volttur. Benzer bçmde alt kolun da potansyel farkı 6 volttur. Üst kolun 6 voltluk potansyelnn voltu Ω luk drenç üzernde olduğundan noktasının potansyel; 6 4 volttur. lt kolun 6 voltluk potansyelnn voltu, Ω luk drenç üzernde olduğundan noktasının potansyel; 6 volttur. oltmetre ve noktaları arasındak potansyel farkını göstereceğnden; 4 volt bulunur.

7 EETİ II Ω Test ün Çözümler Ω 4 r 0. r Ω 6 r Ω 60Ω 60Ω 0Ω Şekldek verlenlere göre; 4 Ω Ω Ω Tüm devrenn eşdeğer drenc eş r 4 Ω bulunur. na kol akımı olduğundan, dr. f top eş f 4 volt. ampermetresnden okunan değer, ampermetresnden okunan değer olsun. akımı drencnden geçen, akımı se ana koldan geçen akımdır. eostanın sürgüsü ok yönünde çekldğnde orta kolun, dolayısıyla tüm devrenn eşdeğer drenc artacağından azalır. akımının geçtğ drenc üretece paralel bağlı olduğundan, drencnn gerlm değşmez. Bu nedenle, akımı değşmez. Nhat Blgn ayıncılık. 4 Ω rω 0Ω Ω eş 4 4 Ω f top eş f 60 volt. noktaları arasında kalan k adet 4 Ω luk drenç brbrne paralel bağlıdır. arasında kalan dğer 4 Ω luk drenç se arasındak drençlere ser bağlıdır. top rω Ω Cevap dır. volt r Ω Böylece ç drençle brlkte devrenn eşdeğer drenc 7 Ω bulunur. na kol akım şddet; f top eş 7 bulunur. Bu akımın tamamı arasındak drençten geçeceğ çn; top 4 volt bulunur. oltmetre arasına bağlı olduğundan voltluk br değer gösterr.

8 8 EETİ II 4. r / / / r r 400 P 9 6 P 9 bulunur. I anahtarı açık ken devremz dek gbdr. mpermetre; f r değern gösterr. oltmetrenn gösterdğ değer se; dr. I. anahtarı kapatıldığında devre I dek gbdr. Bu devrede öncek üretece paralel olacak bçmde yen br üreteç daha devreye grmş olur. Brbrne paralel üreteç sayısı arttıkça bataryanın akım verme süres uzar. II. Toplam emk değşmez, ancak ç drençlern r eşdeğer olacağından drencnden geçen akımı akımından büyük olur. Bağlı bulunduğu yer dkkate alındığında ampermetre değern gösterr. Br başka fadeyle, ampermetrenn gösterdğ değer azalır. III. I de voltmetrenn gösterdğ değer; dr. > olduğundan > dr.. S anahtarı açık tutulduğunda drencnn gücü; P P f 0 r 4 4 P ( ) 4 watt bulunur. S anahtarı kapatıldığında drencnn gücü; P f f 0 0 r r P ( ) watt 0 Nhat Blgn ayıncılık 6. paralel Brbrne paralel bağlı ve üreteçlernn eşdeğer ve üreteçlerne ser bağlıdır. I. Devreden hç akım geçmedğ söylenyor, o halde dğerlerne ters bağlı üretecnn emk sı en büyüktür. II. Paralel bağlı üreteçlern, şlevlern yerne getreblmeler çn emk ları eşt olmalıdır. Bu nedenle ve nn emk ları eşttr. III. üretecnn emk sı dğerlernn eşdeğer emksına eşttr. 7. drencnde t süre şddetnde akım geçtğnde drenç üzernde açığa çıkan ısı enerjs; W t dr. Şeklde verlen k drenç brbrne ser bağlı olduğundan ksnden de aynı akım geçer. Drençler üzernde açığa çıkan ısı enerjs le, suyun sıcaklığı doğru orantılıdır. ütles m, olan br csme Q kadar ısı enerjs verldğnde csmn sıcaklık artışı; Q m c T dr. Bağıntıdak c öz ısıdır. Buradan; t TT 4m c 9 TT 4 t 6 m c

9 EETİ II 9 8. de devre tamamlanmadığı çn lambası ışık vermez. I ve III te lambası ışık verr. I. Üreteçlern ışık verme süres, üzerlernden geçen akımla ters orantılıdır. dek brbrne paralel bağlı üç özdeş üretecn toplam emksı yne f kadardır. lambasından akımı geçer. Üreteçlern her brnden akımı geçer. I de brbrne ser bağlı üç özdeş üretecn toplam emksı f olup lambasından ve üreteçlern her brnden akımı geçer. II dek lambasından ve üreteçten akımı geçer. Buna göre, t > t > t dr. II 9. anahtarı açıldığında T lambası ışık vermeye devam eder. T N. alnız anahtarı kapatılırsa ve T lambaları ışık vermez. N T Nhat Blgn ayıncılık 4., ve 4 numaralı anahtarlar kapatıldığında yalnız lambası ışık verr. Cevap dır. 0. alnız numaralı anahtar kapatılırsa devre şekldek gb olur. kım tüm lambalardan geçtğ çn heps ışık verr.. anahtarı açıldığında akım şekldek yolu zler ve 4 lambadan akım geçmez.. nahtarların açık ol- duğu kollardan akım geçmez. Bu mantıkla çzlen devrede akımın ve lambalarından geçtğ görülür. 6. ve N anahtarları kapatıldığında üç lamba brlkte ışık verr.

10 0 EETİ II Test 4 ün Çözümler. Özdeş lambaların parlaklığı doğrudan lambanın gerlmne bağlıdır. Gerlm arttıkça lambanın parlaklığı artar. I. ve anahtarları kapalı, r 0 anahtarı açık ken r 0 devre dek gbdr. Bu devrenn sağ yanında- k ve lambaları brbrne paralel bağlı olup her brnn emksı f kadardır. Devrenn sol yanındak lambası sol yandak üreteçten beslenr. Bu nedenle lambasının emksı da f kadardır. O halde ve anahtarları kapalı ken her üç lambanın parlaklığı eşttr. II. alnız anahtarı kapatıldığında özdeş üreteçler brbrne ters bağlı duruma geçer. Bu durumda hçbr lamba ışık vermez. III.,, anahtarları brlkte kapatılırsa sol yandak üreteç kısa devre olur. Sağ yandak üreteç ve lambalarını besleyerek ışık vermesn sağlar. r 0 r 0 k sa devre I Nhat Blgn ayıncılık. lambasının gerlm f, lambasının gerlm f, lambasının gerlm f dr. Özdeş lambaların parlaklığı gerlm le doğru orantılı olduğundan, > dr. 4. Şekldek gb harflendrme yapalım. B noktaları ana uçlar olup T lambası üretece paralel bağlıdır. Br başka fadeyle T lambasının gerlm dğer lambalara göre daha büyüktür. Bu nedenle en parlak ışık veren lamba T lambasıdır.. anahtarı kapalı, anahtarı açık ken devre dek gbdr. Bu durumda ve lambaları brbrne ser bağlı olup her brnn emksı f dr. B B B N C C T B B. eostanın sürgü- sü ok yönünde kaydırılırsa, şekldek drenc büyür. Bu da, r 0 drencnn ser bağlı ve lambalarına düşen gerlmn azalması demektr. lambası üretece paralel bağlı ve üretecn ç drenc önemsz olduğundan, nın gerlm reostanın hareketnden etklenmez. I anahtarı açılıp, anahtarı kapatıldığında devre I dek gb olur. I de lambasının emksı f f olduğundan lk durumdakne göre lamba daha parlak ışık verr. Bu nedenle I. önerme yanlıştır. I de devre akımı lk duruma göre artar, bu nedenle f üretecnn ömrü öncek duruma göre kısalır. Bu da II. önermenn yanlış olduğunu gösterr. anahtarı açıldığında lambasından akım geçmez. Bu yüzden lambası söner.

11 EETİ II 6. Özdeş lambaların drençlern alıp her br şeklde lambaların gerlmn hesaplayalım. Şekl üzerndek verlenlere göre lambaların parlaklık sırası > bçmndedr. 9. N T Üretecn () ucundan çıkıp noktasına gelen akım şeklde verlen yolu zleyerek devrey tamamlar. kım, ve N lambalarının olduğu kollardan geçmeyeceğ çn bu k lamba ışık vermez. 7.,,,, Özdeş lambaların parlaklığı gerlmyle doğru orantılıdır. O hâlde parlaklık sırası > > bçmndedr. 8., ve 4 nolu anahtarlar kapatılırsa devre Şekl I dek gb olur. Bu devrenn açık bçm Şekl II dek gbdr. I dek dört lambanın parlaklığı eşt olur. 4 r 0 Nhat Blgn ayıncılık 0. ısa devre oluşmaması çn anahtarı açık kalmalıdır. ve anahtarları kapatılırsa tüm lambalar ışık verr.. eostanın sürgüsü ok yönünde kaydırıldığında devreye daha fazla drenç katılmış olur. Eşdeğer dreç büyüdükçe devre akımı azalır. kımın azalması sonucu lambanın parlaklığı azalır.. eostanın sürgüsü ok yönünde hareket ettğnde voltmetre de onunla brlkte hareket eder. Drenç değer büyüdükçe bu drence düşen gerlm artar. anlış olan önermeler II ve III. önermelerdr. I I I. Bütün anahtarlar açık ken akım dek gb dolanır, lambası ışık verr. II. Bütün anahtarlar kapatılırsa devre I dek gbdr. Bu devrede her üç üreteç brbrne paralel bağlı hâle geçer. Paralel bağlı üreteç sayısı arttıkça lambasının ışık verme süres artar.

12 EETİ II III. ve anahtarları kapatıldığında devre II dek gbdr. Bu devrede akım artmayacağı çn lambasının parlaklığı artmaz. II ucu noktasına do- kundurulduğunda devre II dek gb olur. Bu devrede ve lambaları, emksı f olan üretecn gerlmn paylaşırlar. Buna göre, P > P > P olur. II. anahtarı açık, anahtarı kapalı ken devre dek gbdr. Bu devrede her lambanın gerlm olur. T. anahtarı kapatılıp, anahtarı açıldığında devre I dek gb olur. Bu devrede lambasının gerlm öncekne göre artar, ve lambalarının gerlm öncekne göre azalır. / I Nhat Blgn ayıncılık alnız anahtarı kapatılırsa akım şekldek yolu zleyerek devrn tamamlar. Br başka fadeyle, kısa devre olur ve hçbr lamba ışık vermez. Cevap dır. Cevap dır. 4. ucu noktasına dokundurulunca dek durum oluşur. Bu şeklde üç üreteç ser bağlı olup toplam emk f dr. lambasının gerlm de f olur. ucu noktasına do- kundurulduğunda devre I dek gb olur. Bu devrede k üreteç ters bağlı olduğundan toplam emk sıfır olur. I Bu nedenle lambası ışık vermez. 6. lambasının en parlak bçmde ışık vermes çn ya bu lambadan geçen akım şddet en büyük olmalı, ya da lambasının emksı en büyük olmalıdır. Bütün anahtarlar kapatıldığında üreteç brbrne paralel bağlı olur. Toplam emk değşmez, ancak ç drençlern eşdeğer r olur. Bu konumda lambası en parlak ışık verr. Cevap dır.

13 EETİ II Test n Çözümler. T üretece de üretec ser bağlıdır. Bu nedenle lambasının gerlm f dr. Buna göre, I I > I olur. r 0 I T I ye göre, T > > dr. 4. nahtar kapatıldığında drencne paralel bağlı br drenç daha devreye grer. Bu da lambasına ser balı eşdeğer drenc küçültür. Eşdeğer drenç küçülünce ye düşen gerlm artar. lambası üretece paralel bağlı olup her k durumda da emksı f dr.. Şeklde verlen lambalardan T lambası kısa devreden dolayı ışık vermez.. ve anahtarları açık ken devre dek gbdr. de brbrne bağlı k üreteç ve brbrne paralel k lamba vardır. lambasının gerlm f dr. Cevap dır. alnız anahtarı kapatıldığında devre Şekl II dek gbdr. I de üretecnden çıkan akım anahtarı üzernde kısa devre olur. Bu nedenle devrey yalnızca I üretec besler. Bu durumda lambasının ger- lm f dr. alnız anahtarı kapatıldığında devre I dek gbdr. II de ve üreteçler brbrne paralel bağlıdır. yrıca bu k II Nhat Blgn ayıncılık. S anahtarı ucuna dokundurulunca br üreteç devreye grerek lambasının ışık vermesn sağlar. S anahtarı ucuna dokundurulduğunda devre Şekl II dek gbdr. Bu şeklde brbrne ser bağlı k üreteç lambasına ışık vermesn sağlar. S anahtarı numaralı uca dokundurulduğunda Şekl III dek gb k özdeş üreteç ters bağlı duruma geçer ve lambası ışık vermez. S anahtarı 4 ucuna dokundurulduğunda tek gb k üreteç ters bağlı konuma geçer ve lambası ışık vermez. S S S I S II 4

14 4 EETİ II 6. ve numaralı anahtarların bulunduğu anahtarlar üretece paralel bağlıdır. Bu anahtarların kapatılması durumunda lambasının parlaklığı değşmez. 9. N 7. N P T bulunur. dek harflendrme le I y çzeblrz. Özdeş lambaların drenc alınırsa, - arasının eşdeğer drenc, - arasının eşdeğer drenc olur. Bu nedenle - arasının potansyel farkı - arasının potansyel farkından büyük olur. - arası kollara ayrılmış durumda olup, lambası tek başına - arasının potansyel farkını taşır. Bu nedenle en parlak lamba dr. P T Nhat Blgn ayıncılık I eostanın sürgüsü ok yönünde kaydırıldığında lambasına ser bağlı drencn değer artar. Bu durum, lambasının gerlmn, dolayısıyla parlaklığını azaltır. eostanın ok yönündek hareket aynı zamanda lambasına ser bağlı drencn değern azaltır. Bunun sonucunda nn parlaklığı artar. Cevap dır. Devredek dyot akımı ancak ok yönünde geçrr, ötek yönde geçrmez. kım üretecn () kutbundan çıkıp şekldek yolu zler. Bu yolculukta dyottan dolayı üst koldan geçmez. Bu durumda 4 ohmluk k drenç brbrne ser bağlı hâle gelr. Her brne 6 volt gerlm düşer. an - arasındak potansyel farkı 6 volttur.

15 EETİ II. N r0 Dyot ters yönde gelen akımı geçrmedğnden devre şekldek gb çzleblr. ve N lambalarının gerlmler eşt olduğundan parlaklıkları da eşt olur. Nhat Blgn ayıncılık ambaların parlaklığı, gerlmn dışında lambalardan geçen akımlarla da bulunur. ve N lambalarının bulunduğu koldan akımı geçerse, lambasından, lambasından akımı geçer. Buna göre, ve N lambalarının parlaklığını br kere daha eşt olarak bulduk.