ÖĞENME LNI : FZKSEL OLYL ÜNTE 3 : YŞMIMIZDK ELEKTK (MEB) C SE E PLEL BĞLM (5 ST) 1 Dirençlerin Bağlanması 2 Özdeş mpullerin Bağlanması 3 (*) Özdeş Olmayan mpullerin Bağlanması : 4 Kısa Devre 5 Pillerin (Üreteçlerin) Bağlanması 6 (*) Pil Çeşitleri ve Pil Yapımı 7 (*) Elektrik kımının Etkileri 1
C SE E PLEL BĞLM : 1 Dirençlerin Bağlanması : ki ya da daha fazla direncin bağlanmasıyla elde edilen dirence eş değer direnç denir. Eş değer direnç eş ile gösterilir. stenilen miktarda akım elde etmek için dirençler; seri, paralel ve karışık olmak üzere üç şekilde bağlanabilir. (veya T) Toplam (ana koldaki pilin) Potansiyel Fark na Koldan Geçen kım Şiddeti eş (veya T ) Eşdeğer Direnç 1 Direncin Uçları rasındaki Potansiyel Fark 1 Dirençten Geçen kım Şiddeti 1 Direnç 2 2. Direncin Uçları rasındaki Potansiyel Fark 2 2. Dirençten Geçen kım Şiddeti 2 2. Direnç 3 3. Direncin Uçları rasındaki Potansiyel Fark 3 3. Dirençten Geçen kım Şiddeti 3. Direnç 3 a) Dirençlerin Seri Bağlanması : ki ya da daha fazla direncin uç uca bağlamasına (eklenmesine) seri bağlama denir. 1 2 3 1 2 3 1 2 3 T (Toplam Potansiyel Fark) 1) Seri bağlı devrelerde üretecin bağlandığı kola ana kol denir. 2) Seri bağlamada eş değer direnç, dirençlerin toplamına eşittir. eş 1 2 3 3) Seri bağlamada dirençlerin her birinden geçen akım şiddeti hem birbirine, hem de ana koldan geçen akım şiddetine eşittir. 1 2 3 4) Seri bağlamada toplam potansiyel fark, her bir direncin uçları arasındaki potansiyel farkların toplamına eşittir. T 1 2 3 5) ki ya da daha fazla eşit büyüklükte direnç seri bağlı ise eş değer direnç kısa yoldan bulunabilir. eş. n n Direnç Sayısı 2
6) Dirençler seri bağlandığında eşdeğer direnç, diğer dirençlerden büyük olur yani eşdeğer direnç büyür. 7) Seri bağlı dirençlerden hangisi büyükse, o direncin uçları arasındaki potansiyel fark büyük olur. 8) Seri bağlı dirençler yerine onların eşdeğer direnci kullanılabilir. eş T b) Dirençlerin Paralel Bağlanması : ki ya da daha fazla direncin birer uçlarının bir noktaya diğer uçlarının da başka bir noktaya bağlanmasına paralel bağlama denir. 1 1 1 2 1 2 2 2 3 3 3 3 T (Toplam Potansiyel Fark) 1) Paralel bağlı devrelerde üretecin bağlandığı kola ana kol denir. 2) Paralel bağlamada eş değer direncin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. 1 1 1 1... eş 1 2 3 3) Paralel bağlamada ana koldan geçen akım şiddeti, her bir koldan geçen akım şiddetlerinin toplamına eşittir. 1 2 3 4) Paralel bağlamada toplam potansiyel fark, her bir koldaki potansiyel farka eşittir. T 1 2 3 3
5) Sadece iki direnç paralel bağlı ise eş değer direnç kısa yoldan bulunabilir. eş 1 2 1 2 6) ki ya da daha fazla eşit büyüklükte direnç paralel bağlı ise eşdeğer direnç kısa yoldan bulunabilir. eş n Direnç Sayısı n 7) Dirençler paralel bağlandığında eşdeğer direnç, diğer dirençlerden küçük olur yani eşdeğer direnç küçülür. 8) Paralel bağlı dirençlerin bulunduğu devrelerde büyük direncin bağlandığı koldan küçük, küçük direncin bağlandığı koldan büyük akım geçer. Paralel bağlı kollardan geçen akımların toplamı, ana koldan geçen akıma eşittir. 9) Paralel bağlı dirençler yerine onların eşdeğer direnci kullanılabilir. eş T c) Dirençlerin Karışık Bağlanması : Bir direnç devresinde hem seri hem de paralel bağlı dirençler varsa bu bağlamaya karışık bağlama denir. Karışık bağlamada eş değer direnç bulunurken önce kendi aralarında seri veya paralel bağlı olan dirençlerin eşdeğer dirençleri bulunur. 2 1 2 2 2 1 1 3 3 3 3 T 2 ve 3 dirençleri paralel bağlı, 1 direnci bunlara seri bağlıdır. 2 ve 3 paralel bağlı dirençlerinin eşdeğer direnci eş1 dir. 4
1 eş1 T 1 1 1 eş1 1 2 1 ve eş1 dirençleri seri bağlıdır. eş eş 1 eş1 1 1 2 2 Özdeş mpullerin Bağlanması : Dirençleri aynı (eşit) olan ampullere özdeş ampuller denir. Özdeş ampuller; seri, paralel ve karışık olarak bağlanabilirler. a) Özdeş mpullerin Seri Bağlanması : Özdeş ampullerin uç uca eklenmesine seri bağlama denir. Özdeş üç ampul seri olarak bağlanırsa; mpullerin her birinden geçen akım şiddeti aynıdır. mpuller den geçen akım şiddetleri aynı olduğu için aynı parlaklıkta yanarlar. mpullerden biri sökülürse, patlarsa veya flaman koparsa, devreden akım geçmeyeceği için diğer ampuller de söner. Devreye seri bağlanan ampul sayısı artıkça devrenin direnci büyür ve ampullerden geçen akım şiddeti küçülür. Devreye seri bağlanan ampul sayısı arttıkça, az ampullü devredeki ampullere göre çok ampullü devredeki ampullerin parlaklıkları azalır fakat o devredeki seri bağlı ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. Devreye seri bağlanan ampul sayısı artsa bile pilin kullanım ömrü değişmez. 2. 3. 4. 5. 6. 1 1 Şekil 1 2 2 Şekil 2 3 3 Şekil 3 2 1 2 3 3 5
Şekildeki ampul en parlak yanar. 2. Şekildeki 2. ve 3. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. 3. Şekildeki 4. 5. ve 6. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. Şekildeki ampul, 2. şekildeki 2. ve 3. ampullerden, 2. şekildeki 2. ve 3. ampul de 3. şekildeki 4. 5. ve 6. ampullerden daha parlak yanar. b) Özdeş mpullerin Paralel Bağlanması : Özdeş ampullerin birer uçlarının bir noktaya, diğer uçlarının da başka bir noktaya bağlanmasına paralel bağlama denir. Özdeş üç ampul paralel olarak bağlanırsa; mpullerin her birinden geçen akım şiddeti aynıdır. mpullerden geçen akım şiddetleri aynı olduğu için aynı parlaklıkta yanarlar. mpullerden biri sökülürse, patlarsa veya flaman koparsa devreden akım geçeceği için diğer ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. Devreye paralel bağlanan ampul sayısı artıkça devrenin toplam direnci küçülür ve ana koldan geçen akım şiddeti büyür. Fakat paralel kolların sayısı arttığı için her bir ampulden geçen akım şiddeti değişmez. Devreye paralel bağlanan ampul sayısı artsa bile az ampullü devredeki ampullere göre ampullerin parlaklıkları değişmez. Devreye paralel bağlanan ampul sayısı arttıkça pilin kullanım ömrü ampul sayısına bağlı olarak azalır. Evlerde, apartmanlarda ve arabalarda kullanılan ampuller, yandıklarında parlaklıklarının azalmaması için birbirine paralel olarak bağlanır. yrıca her bir ampul diğerlerini etkilemeden ayrı anahtarlara bağlanabilir. 6. 3. 6 5. 3 2. 5 4. 1 2 4 Şekil 1 Şekil 2 1 1 Şekil 3 1 2 3 4 5 6 Her üç şekildeki bütün ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. c) Özdeş mpullerin Karışık Bağlanması : mpullerin birbirine seri ve paralel olarak bağlanmasına karışık bağlama denir. Özdeş ampuller karışık olarak bağlanırsa; Devreye seri olarak bağlanan ampullerden geçen akım şiddetleri aynıdır. Devreye seri olarak bağlanan ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. Devreye paralel olarak bağlanan ampullerden geçen akım şiddetleri aynıdır. Devreye paralel olarak bağlanan ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. Devreye seri bağlanan ampullerden geçen akım, paralel bağlanan ampullerden geçen akımdan fazla olacağı için seri bağlı ampuller, paralel bağlı ampullerden daha parlak yanarlar. 6
2. 1 2 3 3. 2 3 1 2 3 1 1,5 2 3 3 2. ve 3. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. ampul, 2. ve 3. ampulden daha parlak yanar. Devreye seri bağlanan ampul sayısı arttıkça eşdeğer direnç artacağı için akım şiddeti azalır ve bu nedenle seri ve paralel bağlanan ampullerin parlaklığı azalır. 2. 1 2 3 3. 4 4. 1 4 2 3 1 4 2,5 2 3 5 ve 4. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. 2. ve 3. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. ve 4. ampul, 2. ve 3. ampulden daha parlak yanar. Devreye seri bağlanan ampullerin sayısı arttığında seri ve paralel bağlı ampullerin parlaklıkları azalır. Devreye paralel bağlanan ampullerin sayısı arttıkça paralel bağlı olan dirençlerin eşdeğer direnci küçüleceğinden devrenin toplam eşdeğer direnci küçülür ve seri bağlı olan ampullerin parlaklığı artar, paralel bağlanan ampullerin parlaklığı azalır. 2. 1 2 2 2 3. 4. 2 3 4 1 2 3 4 3 1 4 2 3 4 4 2. 3. ve 4. ampuller aynı parlaklıkta yanarlar. ampul, 2. 3. ve 4. ampulden daha parlak yanar. Devreye paralel bağlanan ampullerin sayısı arttığında seri bağlı ampullerin parlaklığı artar, paralel bağlı ampullerin parlaklığı azalır. 7
3 Kısa Devre : Bir elektrik devresinde akımın direnci küçük olan yoldan devreyi tamamlamasına kısa devre denir. Şekildeki devrede anahtar kapatıldığında akımın tamamına yakını, ampule paralel bağlanan küçük dirençli iletken telden geçerken çok az kısmı da büyük dirençli olan ampulden geçer. ampulden geçen akım ampulün ışık vermesi için yeterli olmaz ve bu nedenle ampul yanmaz, 2. ampulün parlaklığı ilk duruma göre artar. Kısa devreler çoğu zaman tehlikelidir. Kısa devre yapan kablolardan büyük akım geçtiği için kablolar direnç nedeniyle ısınıp yangına sebep olabileceği gibi devre elemanlarına da zarar verir. mpul 2.mpul mpul 2.mpul Durum Durum durumda anahtar açık olduğu için iki ampulde yanar ve kısa devre görülmez. 2. durumda anahtar kapatıldığında ampulden akım geçmez, lamba yanmaz, kısa devre olur, 2. ampulün parlaklığı artar. 4 (*) Pillerin (Üreteçlerin) Bağlanması : ki ya da daha fazla pilin birbirine bağlanmasıyla oluşan düzeneğe pil bataryası denir. Piller; seri, paralel ve ters olmak üzere üç şekilde bağlanabilirler. a) Pillerin Seri Bağlanması : Bir pilin pozitif () kutbunun, diğer pilin negatif ( ) kutbuna bağlanmasına seri bağlama denir. Seri bağlamada; Pil sayısı arttıkça devrenin toplam potansiyel farkı artar. Pil sayısı arttıkça devreden geçen akım şiddeti artar. Pil sayısı arttıkça ampulün parlaklığı artar. Pillerin kullanım süresi bir pilinki kadardır. Pillerden biri devreden çıkarılırsa devreden akım geçmez ve ampul yanmaz. Devrenin toplam potansiyel farkı, pillerin potansiyel farklarının toplamına eşittir. T 1 2 3... Her bir pilden geçen akım şiddeti aynıdır. mpul mpul 1 2 3 eya; T 1 2 3 T 1 2 3 T eş mpul 8
b) Pillerin Paralel Bağlanması : Pillerin pozitif () kutuplarının birbirleriyle, negatif ( ) kutuplarının da birbirleriyle bağlanmasına paralel bağlama denir. Paralel bağlamada; Pil sayısı artsa bile toplam potansiyel fark değişmez. Pil sayısı artsa bile devreden geçen akım şiddeti değişmez. Pil sayısı artsa bile ampulün parlaklığı değişmez. Pillerin kullanım süresi, pil sayısı kadar artar. Pillerden biri devreden çıkarılırsa bile devreden akım geçer ve ampul yanar. Piller özdeş ise toplam potansiyel fark, bir pilin ki kadardır. T 1 2 3... Piller özdeş değil ise toplam potansiyel fark, pillerin potansiyel farklarının aritmetik ortalamasına eşittir. T 3... n 1 2 3 1 2 3 n T Piller özdeş ise her bir pilden geçen akım şiddeti aynıdır. mpul 1 1 eya; 2 2 3 3 mpul mpul Piller Özdeş se ; T 1 2 3 T 1 2 3 Piller Özdeş Değil se ; T 3 c) Pillerin Ters Bağlanması : Pillerin aynı kutuplarının karşılıklı bağlanmasına ters bağlama denir. Ters bağlamada; ki pil ters bağlandıysa toplam potansiyel fark, pillerin potansiyel farklarının farkına eşittir. kiden fazla pil ters bağlandıysa toplam potansiyel fark, aynı yönde akım veren pillerin potansiyel farklarının toplamı ile zıt yönde akım veren pillerin potansiyel farklarının toplamının farkına eşittir. 9
Hangi pilin ya da pillerin potansiyel farkı büyükse akım o pilin pozitif () kutbundan negatif ( ) kutbuna doğrudur. mpul 1 > 2 mpul T 1 2 T 1 2 2 > 1 1 2 T 2 1 mpul ÖNEKLE : 1 şağıdaki direnç devrelerinde eşdeğer dirençleri bulun. T 1 3Ω 2 7Ω 1 5Ω 2 3Ω 3 4Ω 2 4Ω 1 3Ω 2 5Ω 13Ω 37Ω 2 2Ω 6 2Ω 11Ω 34Ω 4 4Ω 53Ω 73Ω 2 3Ω 3 2Ω 1 4Ω 2 12Ω 1 5Ω 4 5Ω 10
1 6Ω 2 6Ω 39Ω 29Ω 19Ω 3 6Ω 1 5Ω 2 3Ω 1 4Ω 3 8Ω 3 6Ω 2 4Ω 4 8Ω 2 5Ω 3 5Ω 1 5Ω 6 5Ω 4 5Ω 5 5Ω 2 3Ω 3 3Ω 1 1Ω 4 12Ω 7 6Ω 5 6Ω 6 6Ω 1 8Ω 1 3Ω 2 4Ω 49Ω 39Ω 29Ω 68Ω 5 12Ω 33Ω 5 8Ω 7 5Ω 4 3Ω 2 Şekildeki devrede ana koldan geçen akım şiddeti kaç amperdir? 5Ω 15 11
3 Şekildeki devrede; a) Eşdeğer direnç kaç ohm dur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amperdir? c) Her bir dirençten geçen akım şiddeti kaç amperdir? d) Her bir direncin uçları arasındaki potansiyel fark kaç volt tur? 1 2Ω 2 3Ω 10 4 Şekildeki devrede; a) Eşdeğer direnç kaç ohm dur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amperdir? c) Her bir direncin uçları arasındaki potansiyel fark kaç volt tur? d) Her bir dirençten geçen akım şiddeti kaç amperdir? 1 4Ω 2 12Ω 24 5 Şekildeki devrede direnç kaç ohm dur??ω 2 10 6 Şekildeki devrede, ana koldan geçen akım şiddeti 3 amper, toplam potansiyel fark 15 volt ve 1 3 Ω ise 2 direnci kaç ohm dur? 1 3Ω 2?Ω 3 15 olt 7 Şekildeki devrede, ana koldan geçen akım şiddeti 5 amper, toplam potansiyel fark 20 volt ve 2 8 Ω ise 1 direnci kaç ohm dur? 1?Ω 2 8Ω 5 20 olt 12
8 Şekildeki devrede; a) Sadece ampulün yanması için, b) Sadece 2. ampulün yanması için, c) Her iki ampulünde yanması için, d) Hiçbir ampulün yanmaması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? B C 2. 9 Şekildeki devrede; a) ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? b) 2. ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? c) 3. ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? d) ve 2. ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? e) 2. ve 3. ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? f) 2. ve 3. ampulün yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? B 2. C 3. D 10 Şekildeki devrede; a) Bütün ampullerin yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? b) Hiçbir ampulün yanmaması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? c), D, F, G anahtarları kapatılınca hangi ampuller yanar? d), E, F, G anahtarları kapatılınca hangi ampuller yanar? e), B, C, D ve G anahtarları kapatılınca hangi ampuller yanar? f), B, C, E ve G anahtarları kapatılınca hangi ampuller yanar? g) Bütün anahtarlar kapatılınca hangi ampuller yanar? h) 2. 5. ve 6. ampullerin yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? ı) 2. 4. ve 5. ampullerin yanması için hangi anahtarlar kapatılmalıdır? 13
2. 6. C 3. 4. E B 5. D F H G 11 Şekildeki özdeş ampullerden oluşturulan devrede; a) Hangi ampuller aynı parlaklıkta yanar? b) Hangi ampuller en parlak yanar? c) 3. ampul sökülürse hangi ampuller yanar ve ilk duruma göre ampullerin parlaklıkları nasıl değişir? 2. 4. 3. 12 Şekildeki özdeş ampullerden oluşturulan devrede anahtar açıkken; a) Hangi ampuller yanar? b) mpullerin parlaklıklarının karşılaştırın. c) nahtar kapatılınca hangi ampuller yanar ve ampullerin parlaklıkları ilk duruma göre nasıl değişir? 2. 3. 13 Şekildeki özdeş ampullerden oluşturulan devrede; a) Hangi ampuller aynı parlaklıkta yanarlar? b) En parlak yanan ampul hangisidir? c) En az parlaklıkta yanan ampul hangisidir? d) mpullerin parlaklıklarının karşılaştırın. 14
1 mpul 2. 3. 4. 14 Şekildeki bir pil ve bir ampul oluşturularak kurulan devrede ampermetreden okunan değer 12 dir. şağıdaki seri, paralel ve karışık olarak kurulan devrelerde ampermetreden okunan değerleri bularak ampermetrelerin üzerindeki kutucuklara yazın. 12 a) b) 1 2 mpul 2.mpul c) 1 2 mpul 2.mpul 3 3.mpul d) 1 2 mpul 2.mpul 15
2 2.mpul 1 mpul 3 3.mpul 2 2.mpul 1 mpul e) 1 2 mpul 2.mpul 3 3.mpul f) 1 2 mpul 2.mpul g) 1 2 mpul 2.mpul 3 3.mpul h) ı) 16
2 2.mpul 1 mpul 3 3.mpul 2 2.mpul 1 mpul 2 2.mpul 1 mpul 3 3.mpul 2 2.mpul 1 mpul 1 mpul 2 2.mpul 3 mpul i) j) k) l) m) 17
2 2.mpul 3 3.mpul 2 2.mpul 3 3.mpul n) 1 mpul 4.mpul 4 15 Şekildeki özdeş ampullerden oluşturulan seri devrede anahtar kapatıldığında lambaların parlaklıkları ilk durumlarına göre nasıl değişir? 1 2 mpul 2.mpul 3 3.mpul 16 Şekildeki özdeş ampullerden oluşturulan karışık bağlı devrede anahtar kapatıldığında lambaların parlaklıkları ilk durumlarına göre nasıl değişir? 1 mpul 4.mpul 4 17 Şekildeki devrede özdeş olmayan iki pil birbirine seri bağlanmıştır. Buna göre; a) Devredeki toplam potansiyel fark kaç volt tur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amper dir? 5Ω 5Ω 110 25 1 2 110 25 18
18 Şekildeki devrede özdeş iki pil paralel bağlanmıştır. Buna göre; a) Devredeki toplam potansiyel fark kaç volt tur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amper dir? 5Ω 5Ω 110 1 110 210 2 210 19 Şekildeki devrede özdeş olmayan üç pil paralel bağlanmıştır. Buna göre; a) Devredeki toplam potansiyel fark kaç volt tur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amper dir? 7Ω 7Ω 112 112 1 25 2 25 34 3 34 20 Şekildeki devrede özdeş olmayan iki pil ters bağlanmıştır. a) Devredeki toplam potansiyel fark kaç volt tur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amper dir? 2Ω 1 115 25 2 21 Şekildeki devrede özdeş olmayan üç pil ters bağlanmıştır. a) Devredeki toplam potansiyel fark kaç volt tur? b) na koldan geçen akım şiddeti kaç amper dir? 5Ω 1 15 26 2 39 3 19