Vize II - Uygulama. 26. Sığa ve Dielektrikler 27. Akım ve Direnç 28. Doğru Akım Devreleri

Transkript

1 Vize II - Uygulama 27. Akım ve Direnç 28. Doğru Akım Devreleri Fen ve Mühendisler için Fizik Raymond A. Serway, Robert J. Beichner Öğr. Gör. Dr. Mehmet Tarakçı

2 Problem 1 (Serway p26.2 /s831) 10.0 V luk potansiyel farkına sahip iki iletken +10 µc ve 10 µc luk net yükler taşımaktadır. a) Sistemin sığasını bulunuz. b) Her birinin üzerindeki yük +100 µc ve -100 µc değerine çıkartılırsa, bu iki iletken arasındaki potansiyel farkı ne olur? a) C = 1.00 µf b) V = 100 V

3 Problem 2 (Young p24.30 /s839) Paralel plakalı bir kondansatörün plakaları arası mm aralıkta ve her plakanın alanı cm 2 dir. Plakaların C ile yüklü olduğu ve plakalar arasının boş olduğu bilindiğine göre, a) Oluşan sığanın kapasite nedir? b) Plakalar arasındaki potansiyel fark nedir? c) Plakaların arasındaki elektrik alanının büyüklüğü nedir?

4 Problem 3 (Serway p26.70 /s832) Aralarında hava bulunan bir kondansatör, iki paralel plakadan oluşmakta, herbirinin alanı cm 2 ve plakalar arasındaki açıklık mm dir. Bu plakalara V potansiyel farkı uygulanırsa a) plakalar arasındaki elektrik alanı, b) yüzeysel yük yoğunluğunu, c) sığasını ve d) her bir plakadaki yükü hesaplayınız. a) E = 11.1 kv/m b) σ = 98.3 nc/m 2 c) C = 3,74 pf d) Q = 74.7 pc

5 Problem 4 (Serway p26.21 /s833) Dört kondansatör şekildeki gibi bağlanmıştır. a) a ve b noktaları arasındaki eşdeğer sığayı bulunuz. b) V ab = 15 V ise, her bir kondansatör üzerindeki yükü bulunuz.

6 Problem 5 (Serway p26.22 /s833) Şekilde gösterilen kondansatör sisteminde a ve b noktaları arasındaki eşdeğer sığayı bulunuz? Kondansatörler özdeş ve aynı C = 5, 0 μf sığasına sahiptirler..

7 Problem 6 (Serway p26.30 /s834) Şekilde gösterilen kondansatör sisteminde a ve b noktaları arasındaki eşdeğer sığayı bulunuz?

8 Problem 7 Sığaları C 1 ve C 2 olan iki kapasitör, zıt kutuplu ve plakaları arasında aynı gerilimi Vi olacak şekilde dolduruluyor. Daha sonra bu kapasitörler bataryadan sökülerek aşağıdaki devre kuruluyor ve her iki anahtar da (S 1 ve S 2 ) aynı anda kapatılıyor. a) a ve b noktaları arasındaki Vs gerilim farkı ne olur? b) Sistemin, anahtarlar kapatılmadan önce ve sonraki toplam enerjisini bulunuz. Sistemin son enerjisinin ilk enerjisine oranı nedir?

9 Problem 8 (Young p24.63 /s843) C 1 = 6.90 μf ve C 2 = 4.60 μf olmak üzere, a) a ve b noktaları arasında örgünün eşdeğer sığasını bulunuz. b) a ve b noktaları arasında V ab = 420 V potansiyel farkı varsa a ve b noktalarına en yakın üç sığanın üzerindeki yükü bulunuz. c) c ve d noktaları arasındaki V cd potansiyel farkın değerini bulunuz.

10 Problem 9 (Serway p26.47 /s835) İletken bir küresel kabuğun iç yarıçapı a ve dış yarıçapı c dir. Bu iki yüzey arasındaki bölge dielektrik katsayısı farklı iki malzeme ile dolduruluyor. Sistemin sığasını bulunuz?

11 Problem 10 (Serway p26.71 /s838) Pararlel plakalı düşey bir kondansatör, plakalarının yarısına kadar dielektrik katsayısı 2,50 olan bir dielektrik madde ile dolduruluyor. Bu kandansatör yatay konuma getirildiği zaman, düşey konumdaki sığasına eşit sığaya sahip olması için, aynı dielektrik madde ne oranda doldurulmalıdır?

12 Fen ve Mühendisler için Fizik Raymond A. Serway, Robert J. Beichner ( s )

13 Problem 11 (Serway p27.1 /s862) 27. Akım ve Direnç Bir özel katot ışını tüpünde, demetin ölçülen akımı 30.0 μa dir. Her 40.0 s de tüp ekranına kaç elektron çarpar?

14 Problem 12 (Serway p27.4 /s862) 27. Akım ve Direnç Hidrojen atomunun Bhor modelinde, en düşük enerji halindeki bir elektron protondan m mesafede dairesel bir yol izler. a) Elektronun hızını bulunuz. b) Yörüngedeki bu elektronun etkin akımı nedir?

15 27. Akım ve Direnç Problem 13 (Serway p27.8 /s862) Bir elektrik akımı I t = 100 sin 120πt A zamanın fonksiyonu olarak değişmektedir. Burada I amper, t ise saniye birimindedir. t = 0 dan t = 1/240) s ye kadar taşınan yük miktarı nedir?

16 Problem 14 (Serway p27.22 /s863) 27. Akım ve Direnç Aynı uzunlukta kesilmiş alüminyum ve bakır teller aynı dirence sahip oldukları ölçüldüğüne göre yarıçapları oranı nedir? Al m, Cu m

17 Problem Akım ve Direnç 220 V luk bir şebekeden 1.54 A akım çeken bir lambanın ortalama günde 5,00 saat açık kaldığı bilindiğine göre 30 günlük tüketim maliyetini bulunuz? (0,171 TL/ kwh)

18 Problem Akım ve Direnç 600 W lık bir tost makinesi 220 V luk bir üretece bağlanmıştır. Tost makinesinin çektiği akım ve yarım saat içinde kaç Joule lük enerji harcamıştır?

19 27. Akım ve Direnç Fen ve Mühendisler için Fizik Raymond A. Serway, Robert J. Beichner ( s )

20 Problem 17 (Serway p28.2 /s894) 28. Doğru Akım Devreleri a) Çıkış voltajı V ve iç direnci Ω olan bataryaya bağlı Ω luk dirençten geçen akım nedir? b) Bataryanın emk i nedir? I = 1.79 A ε = 10.4 V

21 28. Doğru Akım Devreleri Problem 18 (Serway p28.15 /s896) Şekilde gösterilen devredeki her bir dirençte harcanan gücü hesaplayın.

22 28. Doğru Akım Devreleri Problem 19 (Serway p28.18 /s896) Şekilde gösterilen devrede ampermetre 2.00 A okuyor. I 1, I 2 ve ε yi bulunuz.

23 28. Doğru Akım Devreleri Problem 19 (Serway p28.24 /s896) Şekilde gösterilen devrede her bir direnç üzerinden geçen akımı ve 200 Ω luk direncin uçları arasındaki potansiyel farkı hesaplayınız.