Fizik 1. FASİÜ 10 Elektrik 448 soru avram Yanılgıları Bilgi Teknolojileri Uyarlamaları ÖSYM Çıkmış Sınav Soruları Uygulama Alanları Video Çözümler
Teşekkürler Değerli öğretmenlerimiz Mesut SERT, Musa UÇAN, Canan SUNGUR, Özden ÖZEN ve Abdullah EMİROĞU'na katkılarından dolayı teşekkür ederiz. Bu kitap Mİİ EĞİTİM BAANIĞI TAİM VE TERBİYE URUU BAŞANIĞI nın 19.01.2018 tarih ve 28 sayılı kararı ile belirlenen ORTAÖĞRETİM FİZİ DERS PROGRAMINA GÖRE HAZIRANMIŞTIR. Bu kitabın her hakkı Çap Yayınları na aittir. 5846 ve 2936 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Yasası na göre Çap Yayınları nın yazılı izni olmaksızın, kitabın tamamı veya bir kısmı herhangi bir yöntemle basılamaz, yayınlanamaz, bilgisayarda depolanamaz, çoğaltılamaz ve dağıtım yapılamaz. GENE YAYIN YÖNETMENİ Oğuz GÜMÜŞ EDİTÖR Gülten YIDIRIM - Hazal ÖZNAR DIZGI Çap Yayınları Dizgi Birimi SAYFA TASARIM - APA F. Özgür OFAZ 1. BASI Temmuz 2018 İETİŞİM ÇAP YAYINARI Ostim Mah. 1207 Sokak No: 3/C D Ostim / Ankara Tel: 0312 395 13 36 Fax: 0312 394 10 04 www.capyayinlari.com.tr bilgi@capyayinlari.com.tr twitter.com/capyayinlari facebook.com/capyayinlari instagram.com/capyayinlari
Gelecek için hazırlanan vatan evlâtlarına, hiçbir güçlük karşısında yılmayarak tam bir sabır ve metanetle çalışmalarını ve öğrenim gören çocuklarımızın ana ve babalarına da yavrularının öğreniminin tamamlanması için hiçbir fedakârlıktan çekinmemelerini tavsiye ederim.
Ön Söz Değerli Öğrenciler, Çap Yayınları olarak konuları en iyi şekilde kavrayabilmeniz için yeni bir anlayışla elinizdeki fasikülleri oluşturduk. Fasiküllerimiz aşağıdaki içeriklere sahiptir: azanım sayfası: Bir konunun hangi sırayla ve toplam kaç kazanımda anlatılacağını gösterir. Bilgi sayfası: Her alt konu ile ilgili gerekli bilgilerin ve kısa örneklerin yer aldığı sayfalardan oluşmuştur. onu kavrama sayfaları: Her alt konuyu ilgilendiren bütün soru türleri kazanım başlığı altında kolaydan zora doğru ve sizi her soruda bir basamak yukarıya taşıyacak şekilde titizlikle oluşturulmuştur. Bu sorular duruma göre açık uçlu ya da çoktan seçmeli olarak planlanmıştır. Pekiştirme Testleri: Anlatılan konuların sizler tarafından iyice pekiştirilmesini sağlamak için biraz da farklı sorulara yer verilerek oluşturulmuştur. Uygulama Alanı: Ünite bitiminde sizi okulda öğrendiğimiz bilgi ve becerilerinizi günlük yaşamda kullanmayı, okuduğunuzu anlama ve yorumlama becerinizi ölçmektedir. Tam Tur: arma testlere geçmeden önce ünitede öğrendiğiniz tüm bilgileri toplu hâlde bulabilmeniz ve konu tekrarlarında sizlere yardımcı olması amacıyla hazırlanan bölümdür. Acemi, Amatör, Uzman ve Şampiyon testleri: Ünite bitiminde dört ayrı zorluk seviyesine göre oluşturulmuş TAMAMI VİDEO ÇÖZÜMÜ olan karma sorulardan oluşmaktadır. Sizi acemi seviyesinden alıp şampiyon seviyesine taşımak hedeflenmiştir. ÖSYM Soruları: Üniversite giriş sınavlarında sorulmuş sorular, en son yapılan sınavdan geriye doğru ve yine TAMAMI VİDEO ÇÖZÜMÜ bir şekilde sunulmuştur. Yayınevimize ait olan akıllı telefon uygulamasını (capp) indirip testlerin başında bulunan kare kodları okutarak soruların video çözümlerine ulaşabilirsiniz. Sağlıklı ve başarılı bir öğretim yılı geçireceğinize inanarak hepinize başarılar diliyoruz. Ferhat ARSAN farslan@capyayinlari.com.tr Balamir AÇAR bacar@capyayinlari.com.tr
İÇİNDEİER 1. BÖÜM EETRİ (14 DERS SAATİ) Ünite azanımları... 8 Akım ve Direnç... 9 Uygulama Alanı - 1... 13 onu avrama (azanım 1)... 14 Pekiştirme Testi - 1... 16 Ohm Yasası - Dirençlerin Bağlanma Şekilleri... 18 Uygulama Alanı - 2... 21 onu avrama (azanım 2)... 23 Pekiştirme Testi - 2, 3... 27 Akım ve Gerilim... 31 onu avrama (azanım 3)... 33 Pekiştirme Testi - 4, 5... 37 Üreteçlerin Bağlanma Şekilleri... 41 Uygulama Alanı - 3... 43 onu avrama (azanım 4)... 44 Pekiştirme Testi - 6... 48 Elektriksel Enerji ve Güç... 50 onu avrama (azanım 5)... 53 Pekiştirme Testi - 7, 8... 56 ambaların Parlaklığı... 60 Uygulama Alanı - 4... 62 onu avrama (azanım 6)... 63 Pekiştirme Testi 9, 10... 67 İÇİNDEİER 5
1.BÖÜM EETRİ
AZANIMAR azanım 1 : Elektrik yükünün hareketi üzerinden elektrik akımı kavramı açıklanır. atı bir iletkenin bağlı olduğu değişkenleri analiz eder. azanım 2 : Ohm Yasası ve dirençlerin bağlanma şekilleri ile ilgili hesaplamalar yapar. azanım 3 : Elektrik akımı ve potansiyel farkı arasındaki ilişkiyi inceler. Hesaplamalar yapar. azanım 4 : Üreteçlerin seri ve paralel bağlanma gerekçelerini açıklar. azanım 5 : Elektriksel enerji ve elektriksel güç kavramlarını ilişkilendirir. azanım 6 : ambaların parlaklıklarının karşılaştırılması sağlanır. Anahtar elimeler Elektrik Akımı Potansiyel Farkı Direnç Ohm Yasası Semboller ve Okunuşları r : Özdirenç W : Ohm V : Volt Bilgi ve İletişim Teknolojisi ullanımı AZANIMAR Bilgisayar, tablet, cep telefonu vb. cihazlarınızdan www.eba.gov.tr https://phet.colorado.edu/tr www.vascak.cz sitelerinden herhangi birine girerek, fizik konularıya ilgili animasyonlara veya görsellere ulaşabilirsiniz. 8
Akım ve Direnç BİGİ EETRİ AIMI İçerisinde serbest yükler bulunan maddeler elektrik akımını iletir. Bu maddelere iletken madde denir. Metallerdeki serbest yükler, negatif yüklü elektronlardır. Metallerdeki bu elektronlar elektriksel kuvvet etkisiyle hareket eder. Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına elektrik akımı denir. Elektrik akımı i ile gösterilir. Birimi Amper (A) dir. Ampermetre ile ölçülür. Şekildeki iletkenin S kesitinden t saniyede geçen yük miktarı q olsun. Bu durumda iletkenden geçen akım şiddeti, q i = olur. t S + + q Akım Yük Zaman i q t Amper Coulomb Saniye Elektrik devrelerinde akımın yönü doğru akım kaynağının devreye bağlanma şekline göre değişir. Elektrik akımının yönü Pil + + Elektronların hareket yönü Bir pil devreye şekildeki gibi bağlandığında, akım yönünün pilin + kutbundan kutbuna doğru olduğu kabul edilmiştir. Çünkü elektronların hareket yönü pilin kutbundan + kutbuna doğrudur. avram Yanılgıları Piller devreye elektron sağlar mı sağlamaz mı? Piller devreye elektron sağlamaz. Elektriksel potansiyel fark sağlayarak devrede var olan iletkenlik elektronlarının belirli bir yönde sürüklenmesine ve böylece bir elektrik akımı oluşmasına sebep olur. BİGİ 9
+ + UYGUAMA AANI - 1 A ANAİZ 1. Aşağıda katı bir iletken ve bir deşarj tüpünün olduğu devreler verilmiştir. Devrelerdeki anahtarlar kapatıldığında katı iletkenin içinde ve deşarj tüpünde oluşan elektrik alanının yönü ve hareket eden yüklerin yönlerini gösterelim. a) atı iletken b) Deşarj tüpü A B Hareket eden yük : Elektrik alan yönü : Elektron Artı ve eksi yüklü iyonlar E # E Yükün hareket yönü : e ( ) (+) 2. Yandaki tabloda bazı maddelerin özdirençleri verilmiştir. Madde Özdirenç (W.m) Tabloya göre soruları cevaplayınız. Bakır 1,72.10 8 Altın 2,44.10 8 Alüminyum 2,82.10 8 Demir 1,00.10 7 a) Aynı boy ve kesitteki direnci en büyük olan madde hangisidir? Demir b) Bakır Altın Alüminyum A A 2A 2 Boyları ve kesit alanları verilen maddelerin dirençleri sırasıyla R 1, R 2, R 3 olduğuna göre, bunlar arasındaki büyüklük ilişkisi nasıldır? UYGUAMA AANI R 2 > R 1 > R 3 13
AVRAMA AZANIM 1 4. I. atı II. Gaz III. Plazma Yukarıda verilenlerden hangileri elektrik akımını iletebilir? 1. Aşağıdaki cümlelerden doğru olanının başına D, yanlış olanının başına Y harfi koyunuz. ( ) atı iletkenlerde elektrik akımı elektronların hareket etmesiyle oluşur. İletken katılar, iyonize olmuş gazlar ve plazmalar elektrik akımını iletir. (I, II ve III) ( ) atı ve sıvı maddeler elektriği iletirken gaz maddeler iletmez. ( ) atı ve sıvı maddelerde elektriğin iletimi sadece negatif yüklerin hareketiyle oluşur. Yukarıda doğru - yanlış etkinliği doğru yapıldığında cümlelerin başında sırasıyla hangi harfler yazılmalıdır? atı iletkenlerde akım elektronların hareketiyle oluşurken, sıvı ve gazlarda pozitif ve negatif yüklerin hareketiyle oluşur. (D, Y, Y) 2. Bir iletkenin kesitinden dakikada 6.10 20 tane elektron geçmektedir. Buna göre iletkenden geçen akım şiddeti kaç amperdir? (1e. y = 1,6. 10 19 C) 5. 2 4 2r r X Y Yarıçapları sırasıyla r ve 2r olan, aynı maddeden yapılmış X ve Y tellerinin dirençleri oranı RX kaçtır? RY 4 r. RX p 2 r = = 8 RY 2 r. p 2. 4r 1e. y = 1,6. 10 19 C ise geçen toplam elektron sayısının yükü q = 1,6. 10 19. 6. 10 20 dır. 19 20 q 1610,.. 610. i = = = 16, A bulunur. t 60 6. 3 r 2r X Y AVRAMA 14 3. Bir iletkenin kesitinden 1 dakikada 5 x 10 20 tane elektron geçmektedir. Buna göre iletkenden geçen akım şiddeti kaç amperdir? (1e yükü = 1, 6 x 10 19 C) 19 20 q 1610,. $ 510. 4 I = = = A t 60 3 Yarıçapları sırasıyla r ve 2r olan, aynı maddeden yapılmış X ve Y tellerinin dirençleri sırasıyla R X ve R Y dir. RX Buna göre, oranı kaçtır? R Y 3, r. RX p 2 r = = 12 RY, r. 2 4pr
Elektrik Akımı ve Direnci PEİŞTİRME TESTİ 1 1. Bir iletkenin direnci ile ilgili, I. İletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluğa denir. II. İletkenin boyu ve kesit alanı arttıkça artar. III. SI birim sistemine göre birimi ohm dur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III İletkenin akıma karşı gösterdiği zorluğa direnç denir. (I doğru) İletkenin boyu ile doğru kesit alanıyla ters orantılıdır. (II yanlış) SI birim sistemine göre birimi ohm dur. (III. doğru) 3. İletken Elektron sayısı Süre 4n 2t 6n 3t M 2n t İletken,, M tellerinden geçen elektron sayıları ve bu elektronların hangi sürede geçtiği şekildeki tabloda verilmiştir. Tabloda verilenlere göre,, M iletkenlerinden geçen akımlar i, i, i M olduğuna göre, bunlar arasındaki büyüklük ilişkisi nasıldır? A) i = i = i M B) i > i > i M C) i > i > i M D) i M > i > i E) i > i = i M Bir katı iletkenden geçen akım birim zamanda iletkenden geçen elektron sayısıyla doğru orantılıdır. (i = i = i M ) 2. Bir öğrenci düzgün bakır teli şekildeki gibi harflendirerek eşit bölmelere ayırmıştır. M N P Öğrenci ohmmetre kullanarak N arasındaki direnç değerini 15W ölçüyor. Buna göre, ve P arası ohmmetre ile kaç ohm ölçülür? 4. A X 3A 2 Y PEİŞTİRME 16 (W) P (W) A) 15 20 B) 5 20 C) 20 5 D) 5 10 E) 5 15 Bir iletkenin direnci boyu ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır. 3 birim uzunluk 15W ölçüldüğüne göre, 1 birim 5W, 4 birim 20W dur. Yanıt B Aynı maddeden yapılmış X ve Y dirençlerinin dik kesit alanları sırasıyla A ve 3A, boyları ve 2 dir. RX Buna göre, dirençleri oranı kaçtır? R Y 1 2 3 5 A) B) C) D) 2 E) 3 3 2 2 R r A 3 = = R 2 2 r 3A
Elektrik Akımı TAM TUR AIM ŞİDDETİ Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına akım şiddeti denir. Birimi Amperdir. q i = ile ifade edilir. t Coulomb Amper = Saniye Akım ampermetre ile ölçülür. Ampermetre devreye seri bağlanır. Direnci çok küçüktür, ihmal edilir. DİRENÇ Bir iletkenin direnci, yapıldığı maddenin cinsine (ρ), boyuna () ve dik kesit alanına (A) bağlıdır. Birimi (W) dur. Özdirenci (ρ) düşük olan metallerin direnci az olur. İyi iletken olarak ifade edilen bu dirençlere altın, gümüş, bakır örnektir. R = r $ ile bulunur. A A r Devrede akımı ayarlamak için reosta kullanılır. Reostada direnç değiştirilerek akım değiştirilir. OHM YASASI Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının, iletkende meydana gelen akıma oranı sabittir. Bu sabite iletkenin direnci denir. Volt V a i Akım V Volt R = ise Ohm = i Amper Direncin uçları arasındaki gerilimin akıma bağlı grafiğinin eğimi direncin değerini verir. TAM TUR 71
İç dirençten kaynaklanan enerji kaybı olmaksızın elektriğe geçiş imkanı veren maddeler "süper iletken" maddelerdir. 1 ACEMİ 1. R 3 = 3W 4. R 1 = 10W R 3 = 6W R 1 = 4W R 2 = 6W R 4 = 2W R 2 = 10W R 4 = 6W Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 8 Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 6 B) 8 C) 10 D) 12 E) 16 10W 6W R 2 = 4W R 3 = 3W R 2 = 6W R 4 = 2W 6. 3 R34 = = 2W 6 + 3 R eş = 4 + 2 + 2 = 8W 10W 5W 6W 3W R eş = 5 + 3 = 8W 5. 2. R 3 = 8W R 1 = 6W R 2 = 12W R 3 = 4W R 1 = 4W R 2 = 6W R 4 = 2W Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 12 B) 10 C) 8 D) 6 E) 4 Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 2 B) 3 C) 4 D) 6 E) 10 8 4 6 2 R eş = 4 + 4 = 8W 4 8 8 6. 1 R eş = 6 1 1 1 1 + + = ise R 12 4 2 eş = 2W R 2 = 18W 3. R 1 = 4W R 2 = 6W R 3 = 2W R 1 = 4W R 3 = 18W R 5 = 6W R 4 = 18W R 4 = 12W Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 24 B) 20 C) 16 D) 12 E) 6 R eş1 = R 1 + R 2 + R 3 = 4 + 6 + 2 = 12W 12. 12 R eş = = 6W 12 + 12 Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm dur? A) 18 B) 16 C) 12 D) 10 E) 8 4W 18W 18W 18W 6W 18 3 = 6W 4W R eş = 16W 6W 6W ACEMİ 73
Oturarak başarıya ulaşan tek yaratık tavuktur. Aldous Huxley Sözler 1 AMATÖR 1. 4R R 4R 3. 3R 3R 2R 3R 3R 2R Şekildeki - arasındaki eşdeğer direnç kaç R olur? A) 6 B) 4 C) 3 D) 2 E) 1 4R 4R 2R 4R R eş = 6R Şekildeki - arasındaki eşdeğer direnç kaç R dir? 1 3 5 A) B) 1 C) D) 2 E) 2 2 2 Tüm dirençler paraleldir. 1 1 1 1 1 1 = + + + + ise R eş 3R 3R 3R 2R 2R R eş = 2 1 R olur. 1 R eş = R 2 R 3R 2. 2R 2R 3R 4. R 1 = 12W R 2 = 6W R 3 = 4W 12R Şekildeki - arasındaki eşdeğer direnç kaç R dir? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 2R 3R R 3R 2R 12R 12R 4R. 12R R eş = ise R 16R eş = 3R R 4 Şekildeki elektrik devresinde - arasındaki eşdeğer direncin 4W olması için R 4 direnci kaç ohm olmalıdır? A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 12 8W R4. 8 4 = ise R R 8 R 4 + 4 = 8W 4 AMATÖR 77
Başarıya ulaşıp sıçrama yapan bireyler, aynı zamanda değişimin ustaları olacaklardır. R. anter 1 UZMAN 1. R 1 = 4W A 2 3. R 1 = 5W V R 2 = 4W R 2 = 2W A 3 A 1 r = 0 + V R 3 = 2W A R 3 = 2W R 4 = 12W + Şekildeki devrede ampermetrelerde okunan değerler arasındaki büyüklük ilişkisi nasıldır? A) A 1 > A 2 > A 3 B) A 3 > A 2 > A 1 C) A 2 > A 1 > A 3 D) A 1 = A 2 > A 3 E) A 3 > A 1 > A 2 i 4W A 1, R 2 ve R 3 'e gelen (3i) i 4W A 2, R 1 ve R 2 'den gelen (2i) 4i 2i 2W A 3, anakol akımıdır. (4i) Şekildeki elektrik devresinde voltmetre 8 voltu göstermektedir. Buna göre ampermetre kaç amperi gösterir? A) 4 B) 6 C) 8 D) 12 E) 16 8A 5W A 12W 2W 2W I 2 = 4A 4A 4A V = I 2.R 2 ise 8 = I 2.2 ise I 2 = 4A Bu durumda ampermetre 4A yı gösterir. 2. 4W 8W 4. R 8W 8W 4W + A V = 24 V İç direnci önemsiz üreteçle kurulan devrede ampermetrenin gösterdiği değer kaç amper dir? A) 1,5 B) 2 C) 3 D) 4,5 E) 5 1,5A R 1 =8W 4W 3A 1,5A 3A 6A R 3 =8W 4W R 2 =8W Ampermetre R 2 ve R 3 ten gelen akımı ölçer. 3 + 1,5 = 4,5 A R R I 1 R I 2 + Şekildeki elektrik devresinde i 1 ve i 2 akımlarının oranı kaçtır? i 2 i1 2 A) 5 1 B) 2 3 C) 2 D) 2 E) 3 R R I 1 2i R 3i R i I 1 = 2i I 2 = 5i i I 2 = 5i UZMAN 85
Profesyonel, içindeki amatör ruhu her zaman muhafaza eden ve ondan coşku ve heyecan duyan kişidir. 1 ŞAMPİYON 1. X R 1 = r R 2 = 2r + r r + e 1 = 5e e 2 = 2e V 1 V 2 Şekildeki elektrik devresinde X anahtarı kapatıldığında V 1 ve V 2 voltmetrelerinin gösterdiği değerler nasıl değişir? V 1 V 2 A) Değişmez Artar B) Azalır Artar C) Artar Azalır D) Azalır Azalır E) Artar Artar 3. Özdeş lambalarla kurulan şekildeki devrede 2 anahtarı açık, 1 anahtarı kapalıyken ve lambaları ışık vermektedir. + 1 anahtarı açılıp, 2 anahtarı kapatılırsa lambaların parlaklığı için ne söylenebilir? A) İkisininki de azalır. B) İkisininki de artar C) 'nınki azalır, 'ninki artar D) 'nınki artar, 'ninki azalır E) söner, 'nınki azalır. V V V 3 V 3 M 2V 3 1 M 2 2. V 1 = 5e I.r, V 2 = 2e Ir Anahtar kapatılırsa direnç azalır, akım artar. V 1 azalır V 2 artar. R 1 = 6W R 3 = 4W 4. + + V (1. Durum) V (2. Durum) 2. durumda lambaların üzerinden geçen akım azaldığından ve nin parlaklıkları azalır. R 2 = 3W A 1 A 2 R 4 = 4W + Şekildeki elektrik devresinde A 1 akım ölçerinin gösterdiği değer i olduğuna göre, A 2 akım ölçerinin gösterdiği değer kaç i'dir? 1 1 A) 3 B) 2 C) 1 D) E) 2 3 2x 3 R 1 = 6W 2x x x R 3 = 4W A 1 ampermetresinden ve R 2 direncinden gelen akımların R 4 = 4W farkı R 4 direncinden 4x R 2 = 3W geçen akıma eşittir. 3 4x x A x ise A 3 1 = 1 = ise x = 3i olur. 3 + e 1 + e 2 Özdeş dirençler ve iç dirençleri önemsiz üreteçlerle kurulan şekillerdeki devrelerde üreteçlerden çekilen akım şiddetleri eşittir. e1 Buna göre e oranı kaçtır? 2 1 9 5 A) 3 B) C) D) 4 E) 2 2 2 f1 f 2 i 1 = i 2 ise = Res 1 Res 2 e1 e2 e1 9 = = ise 3R R e = 2 2 2 3 olur. ŞAMPİYON 101
ÇIMIŞ SORUAR 1. Özdirençleri aynı olan ve N iletkenlerinin boyları ve kesit alanları ile ilgili bilgiler, aşağıdaki tabloda verilmiştir. İletkenin Adı Boyu esit Alanı 4A N 3 A 2. Buna göre; I. iletkeninin boyunu uzatmak, II. iletkeninin kesit alanını büyütmek, III. N iletkeninin boyunu uzatmak, IV. N iletkeninin kesit alanını büyütmek işlemlerinden hangileri tek başına yapılırsa ve N iletkenlerinin dirençleri birbirine eşit olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I veya IV D) II veya III E) II veya IV 2017 / YGS İç dirençleri önemsiz özdeş piller ile özdeş lambalar kullanılarak aynı maddeden yapılmış; uzunlukları ve kesit alanları üzerinde belirtilmiş olan direnç telleriyle şekildeki,, M lambalarının bulunduğu üç farklı basit devre kuruluyor. Buna göre ışık veren,, M lambalarının parlaklıkları I, I ve I M arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisidir? A) I < I < I M B) I M < I < I C) I < I = I M D) I = I < I M E) I < I = I M 2017 / YS ÖSYM 105
2.BÖÜM MANYETİZMA
AZANIMAR azanım 1 : Mıknatısların oluşturduğu manyetik alan ve özellikleri azanım 2 : Üzerinden akım geçen düz bir telin oluşturduğu manyetik alanı etkileyen değişkenler. Dünya'nın manyetik alanının sonuçlarını açıklar. Anahtar elimeler Manyetik Alan Mıknatıs Pusula Semboller ve Okunuşları B : Manyetik Alan i : Akım d : Uzaklık T : Tesla Bilgi ve İletişim Teknolojisi ullanımı Bilgisayar, tablet, cep telefonu vb. cihazlarınızdan AZANIMAR www.eba.gov.tr https://phet.colorado.edu/tr www.vascak.cz sitelerinden herhangi birine girerek, fizik konularıya ilgili animasyonlara veya görsellere ulaşabilirsiniz. 110
Mıknatıs BİGİ MINATIS VE MANYETİ AAN Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği bulunan maddelere mıknatıs denir. Mıknatıslar doğal olarak bulunabildikleri gibi yapay olarak da bulunabilirler. Mıknatıslardan etkilenerek mıknatıslık özelliği kazanan maddelere manyetik maddeler, mıknatıslardan etkilenmeyen maddelere de manyetik olmayan maddeler denir. Örneğin demir tozları mıknatıslardan etkilenerek manyetik özellik kazanır. Mıknatısların uzey (N) ve Güney (S) olmak üzere iki kutbu bulunur. Bu kutuplar arasında manyetik alan çizgileri dediğimiz çizgiler oluşur. Manyetik alan vektörel büyüklüktür. B ile gösterilir. Mıknatısların çevresinde oluşturduğu kabul edilen manyetik alan çizgileri mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna doğrudur. Bir mıknatısın oluşturduğu manyetik alan çizgilerinin sıklığı ya da seyrekliği içinde bulunduğu ortama bağlıdır. MINATISARIN İTME - ÇEME UVVETİ Birbirini etkileyecek şekilde bulunan mıknatısların kuzey kutbundan çıkıp güney kutbuna girdiği kabul edilen manyetik alan çizgileri aşağıda verilmiştir. Mıknatıslar bu manyetik alan çizgilerinin etkisiyle birbirini çeker ya da iter. S N S N Şekildeki gibi konulan mıknatıslar birbirini çeker. BİGİ 111
1. AZANIM 1 N S S N Şekil - I Şekil - II S N N S Şekil - III Yukarıda verilen şekillerin hangisinde manyetik alan çizgileri doğru çizilmiştir? Mıknatıslarda manyetik alan çizgileri N kutbundan S kutbuna doğrudur. I ve III olur. AVRAMA 5. x X +x N S S N N S d x Y +x S N N S N S d x Z +x N S N S S N d d d d 2. I II III Manyetik alan çizgileri şekildeki gibi verilen çubuk mıknatısların I, II, III numaralarıyla belirtilen kutupları nedir? Manyetik alan çizgileri N kutbundan S kutbuna doğru olduğundan I Æ S, II Æ S, III Æ N olur. Özdeş mıknatıslarla kurulu şekildeki düzeneklerde ve bulundukları yere sabit iken X, Y, Z aralarında tutulmaktadır. X, Y, Z mıknatısları serbest bırakıldığında hangisi +x yönünde hareket eder? Y nıknatısına uygulanan bileşke kuvvet +x yönündedir. 3. I II III Manyetik alan çizgileri şekildeki gibi verilen mıknatısların I, II, III numaralı kutupları nedir? I Æ S, II Æ N, III Æ S olur. 6. N S M 4. Bir çubuk mıknatıs, I. Demir II. Nikel III. Plastik maddelerinden hangilerine etki eder? Ferromanyetik maddeler olan Fe, Ni, Co 'e etki eder. Bu yüzden I ve II doğru olur.,, M noktaları şekildeki çubuk mıknatısın çevresinde ve sayfa düzlemindedir. Buna göre,,, M noktalarının manyetik alan yönü nasıldır? B B B M N S M AVRAMA 113
Mıknatıs ve Manyetik Alan PEİŞTİRME TESTİ 1 1. 1 2 5 3 4 Şekildeki mıknatısın etrafındaki noktasında 3. d X N S a Y N S yatay manyetik alan vektörü verilmiştir. Şekilde verilen X ve Y mıknatısları sürtünmesiz Buna göre, deki manyetik alan vektörünün eğik düzlem üzerinde dengede durmaktadırlar. yönü aşağıdakilerden hangisidir? Buna göre, aşağıdakilerden hangisi Y mıknatı- A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 sının dengede kalmasında etkili değildir? A) Mıknatısların kutup şiddetleri B) a açısı N S 5 yönü olur. C) d mesafesi D) X mıknatısının kütlesi E) Y mıknatısının kütlesi Mıknatıslar arasındaki itme kuvveti Y mıknatısının ağırlığının bir kısmını dengeler. X'in ağırlığı düzlem tarafından dengelenir. 2. N X Y PEİŞTİRME Şekilde verilen çubuk mıknatıs parçalara ayrıldığında X, Y, Z kutupları ne olur? X Y Z A) N S N B) N N S C) S N N D) S N S E) S S N N, S olarak bölünür. X Æ S, Y Æ N, Z Æ S Z 4. Bir mıknatıs demir çubuğa şekildeki gibi değmeden yaklaştırıldığında,, M noktalarının kutupları ne olur? S N Demir çubuk M M A) S N S B) N S N C) S S N D) N S S E) S S S endine yakın kısmı zıt kutup olur. Yani, S kutbu olur. ve M ise N kutbu olur. 120
ÇIMIŞ SORUAR 1. Bir masa üzerindeki pusulanın ibresi ile pusulanın etkilenmeyeceği uzaklıktaki sürtünmesiz başka bir masa üzerinde serbest bırakılan çubuk mıknatıs, Şekil I deki gibi birbirine paralel ve uzey-güney doğrultusunu gösterecek biçimde duruyor. 2. Özdeş çiviler, özdeş üreteçler ve özdeş toplu iğneler ile yapılan gözlemlerde elektromıknatısla, çekilen toplu iğnelerin sayısı ölçülmektedir. Bir grup öğrenci, elektromıknatıslığın çivilere sarılan telden geçen elektrik akımı ve sarım sayısı ile ilişkisini araştırmak için Şekil I, II ve III düzeneklerini kuruyor. Çivi Çivi İ 2i n sarım Üreteç n sarım Üreteç Şekil I Toplu İğneler Çivi Toplu İğneler Şekil II 2n sarım 2i Üreteç Şekil III Toplu İğneler Çubuk mıknatıs, Şekil II deki gibi Doğu-Batı doğrultusunda ve Batı yönünde masadaki pusulaya doğru yaklaştırılıyor. Çubuk mıknatıs, pusulayı etkileyecek kadar yaklaştığında pusula ibresinin masa düzlemindeki hareketi için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir? A) Saat ibresinin dönme yönünde bir miktar sapar. B) Hiç hareket etmez, bir değişiklik olmaz. C) Sürekli çembersel hareket yapar. D) Saat ibresinin dönme yönünde 180 sapar. E) Saat ibresinin dönme yönünün tersi yönde bir miktar sapar. 2017 / YGS Toplu iğnelere yaklaştırıldığında, her bir düzenekteki elektromıknatısın şekillerde görülen sayıda toplu iğneyi çektiği gözleniyor. Bu gözlemlerden yararlanılarak aşağıdaki çıkarımlardan hangisinde bulunulamaz? A) Akım 2 katına çıkarsa elektromıknatıslık da 2 katına çıkar. B) Sarım sayısı 2 katına çıkarsa elektromıknatıslık da 2 katına çıkar. C) Hem akım hem de sarım sayısı 2 katına çıkarsa elektromıknatıslık 4 katına çıkar. D) Elektromıknatıslık, hem akıma hem de sarım sayısına bağlıdır. E) Elektromıknatıslığı değiştirmenin tek yolu, akım şiddetini değiştirmektir. 2016 / YGS ÖSYM 125