FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite EETR AM MAET ET M knat s Demir, nikel, kobalt gibi maddelerin çekme özelli i gösteren maddelere m knat s denir. Çubuk m knat s U m knat s Pusula i nesi M knat s n kuzeyi gösteren ucuna kutbu, güneyi gösteren ucuna da kutbu denir. Ayn cins kutuplar birbirlerini iter, farkl cins kutuplar birbirlerini çeker. Bir m knat s ne kadar çok parçalara ayr l rsa ayr ls n her bir parças yine m knat s özelli i gösterir. Bir m knat s n kuvvet çizgileri den ç k p den girecek flekilde yönlenir. fiekil 1 Ak m geçmeyen telin yan ndaki pusulada sapma olmaz. fiekil 2 Ak m geçen telin yan daki pusulan n sapt görülür. Bunlar da bize, üzerinden ak m geçen telin etraf nda bir manyetik alan olufltu unu gösterir. Elektrom knat s Demir parças na iletken tel sar l p devreye elektrik ak m verildi- inde demir çubu un uçlar aras nda manyetik alan meydana gelir. Elektrik ak m ile m knat sl k özelli i kazanan maddelere elektrom knat s denir. Devredeki pil say s art r l rsa daha kuvvetli bir m knat s elde edilir. Bobin üzerindeki sar m say s art r l rsa, daha kuvvetli bir m knat s elde edilir. 1
ZZZ D\DWP]HQ FRP FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite Elektrom knat slar, elektrik zili, telefon, elektrik motoru gibi araçlar n yap m nda kullan l r. ndüksiyon Ak m v Bir çubuk m knat s ak m makaras n n içine do ru bir v h z ile yak- lafl t r l p, uzaklaflt r ld nda ampermetreden ak m geçti i görülür. v Üreteç olmadan elde edilen bu ak ma indüksiyon ak m denir. Ak m makaras n n sar m say s artarsa indüksiyon ak m da artar. EETR EERJ A DÖÜfiÜR Dirençler elektrik enerjisini s enerjisine çevirirler. Bir telin direnci cins, uzunluk ve telin kesitine ba l d r. Direnç büyüdükçe, zorlanarak geçen ak m telin daha fazla s nmas n sa lar. Telin bu özelli inden faydalanarak çeflitli araçlar yap lm flt r. Bir telde aç a ç kan s miktar, telden geçen ak m n büyüklü ü, telin direnci ve ak m n geçifl süresi ile do ru orant l d r. igorta Herhangi bir nedenle telden fazla ak m geçmesi hâlinde devreyi açarak ak m kesen araçlara sigorta denir. igorta Çeflitleri a. Metal çiftli sigorta b. Magnetik sigortalar. c. Eriyen telli sigortalar. Televizyon, video gibi araçlarda bulunan sigorta, arac n bozulmas n önler. 2 Ampermetre
ZZZ D\DWP]HQ FRP FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik Elektrik Ak m n n fl k Etkisi Ampulden geçen ak m telin s nmas na ve fl k vermesine sebep olur. ambalar elektrik enerjisini fl k enerjisine dönüfltürürler. Ampulün içinde bulunan flaman, tungstenden yap lan yüksek s cakl a dayan kl ince, direnci büyük bir teldir. Flamandan ak m geçince s n p akkor hâle gelir ve fl k vermeye bafllar. Bu yüzden bunlara akkor fl k kaynaklar denir. EETR AETER GÜCÜ Birim zamanda harcanan elektrik enerjisine elektriksel güç denir. Gücün en çok kullan lan birimi watt (w) t r. 1 kw = 1000 W Elektrik ile çal flan bir alette harcanan elektrik enerjisi; Elektrik enerjisi = Aletin gücü x kullan m süresi ba nt s ndan bulunur. ambalar n parlakl gücü ile do ru orant l d r. Elektrik ayac Elektrik enerjisini ölçmeye yarayan aletlere elektrik sayac denir. Elektrik Tasarrufu Hem enerji kaynaklar n n tükenmesini, hem aile ekonomimizi düflünerek elektri i kullan rken tasarruflu olmam z gerekir. Bunun için; Gereksiz yere fl aç k b rakmamal y z. ullan lmayan elektrik aletlerini kapatmal y z. üksek verimli elektrik aletlerini kullanmal y z. 3 7. Ünite
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite ÇÖZÜMÜ ÖREER 3. P 1. O G M X Z T Özdefl m knat s çubuklar flekillerdeki gibi yerlefltirilip serbest b rak ld nda hangileri verilen konumda dengede kalabilir? fiekildeki çubuk m knat s üç parçaya ay rd - m zda parçalar n X,, Z, T kutuplar n n isimleri nedir? Çözüm: Bir çubuk m knat s parçalara ayr ld nda, meydana gelen her parça yine ve kutuplu m knat st r. Buna göre, Çözüm: Ayn cins kutuplar birbirlerini iter, farkl cins kutuplar birbirlerini çeker.. de ve m knat s çubuklar birbirlerini çeker ve verilen konumda dengede kal r.. de P ve m knat s çubuklar O m knat s çubu- unu çeker, verilen konumda dengede kal r.. de G ve M m knat s çubuklar birbirlerini itece- i için verilen konumda dengede kalmaz. X Z T dir. 4. Tavan Tavan 2. fiekil 1 fiekil 2 ukar daki cisimlerden hangileri m knat stlanm flt r? Çözüm: Manyetik özellik tafl yan bir maddenin m knat sl k bölgesi sembollerle belirlenebilir. Bu bölgelerin dizilifli düzenlidir. M knat slanmam fl manyetik maddelerde bu küçük bölgelerin diziliflleri düzensizdir. ukar daki flekillere bak ld nda. de düzenlilik ve. de düzensizlik vard r. Buna göre, yaln z. cisim m knat slanm flt r. p ile tavana as lm fl cismine cismi yaklaflt r ld nda fiekil 1 deki konumu, cismine cismi yaklaflt r ld nda fiekil 2 deki konumu al yor. Buna göre,,, ve cisimlerinin m knat s olup olmad hakk nda ne söyleyebiliriz? Çözüm: ki cisim birbirlerini itiyorsa bunlar kesin m knat st r. fiekil 1 den ve nin kesin m knat s oldu unu anl yoruz. ki cisim birbirlerini çekiyorsa kesin m knat st r diyemiyoruz. Çünkü bir m knat s m knat s özelli i göstermeyen cisimleri de çeker. Bundan dolay ve için birfley söyleyemeyiz. 4
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite 5. Tavan ve m knat slar esnemeyen iplerle A B tavana as ld klar nda flekildeki gibi X dengede kal yorlar. (ëb >ëa) Çözüm Bu flekilden ç karaca n z sonuçlar yaz n z. 1. ëb > ëa dan büyük olmas nin denge konumundan ya göre daha fazla aç lmas anlam na gelir. Bu da bize nin a rl n n n nkinden küçük oldu unu gösterir. 2. M knat slar birbirlerini ittikleri için X ve uçlar ayn cins kutupludur. 3. M knat slar n kutup fliddetleri hakk nda kesin birfley söyleyemeyiz. Eflitte olabilirler. n nki büyük olabilir, ninki büyük olabilir. 7. Afla daki olaylardan hangileri yerin manyetik alan ile ilgilidir?. üklü bir cismin nötr bir cismi çekmesi. Pusulan n sapmas. Havada kendi hâline b rak lan bir cismin yere do ru h zlanarak inmesi Çözüm:. üklü bir cismin nötr bir cismi çekmesi elektriksel kuvvetler sonucudur.. Pusulan n sapmas yerin manyetik alan ndan ileri gelir. (Pusula manyetik alanda sapar.). Havada kendi hâline b rak lan bir cismin yere do ru h zlanarak inmesi yer çekimi kuvveti ile ilgilidir. 8. M 6. Dinamometre X m knat s P Demir küre fiekildeki m knat s iki parçaya ay ran ö renci dinamometreye as l P a rl kl demir küreye alttan ayn uzakl ktan tutuyor. Önce. m knat s n X ucunu daha sonra. m knat s n ucunu küreye yaklaflt ran ö renci dinamometrede hangi de erleri okur? fiekildeki,, M çubuklar demir metalinden yap lm flt r. nin üzerine sar lan telin uçlar bir pile ba l d r. anahtar kapat l rsa nin ve M ye uygulayaca kuvvet için ne söyleyebiliriz? Çözüm: anahtar kapat l nca devreden ak m geçer. çubu u m knat sl k özelli i kazan r. M knat sta demiri çekece i için ve M çubuklar n n ikisini de çeker. Çözüm: M knat s ikiye bölündü ünde iki kutuplu iki m knat s elde edilir.. m knat s n boyu. m knat stan büyük oldu u için m knat sl k etkisi daha fazlad r. ki m knat s n farkl kutuplar demir küreye yaklaflt r lmas na ra men ikisi de küreyi çeker. Dinamometrede P den büyük de er okunur. Ama. m knat s daha fazla çekece i için dinamometrede daha büyük de er okunur. Örne in; D 1 = 5P iken D 2 = 3P olabilir. 9. Özdefl demir çubuk ve üreteçlerle oluflturulan yukar daki elektrom knat slarda oluflan manyetik alanlar n büyüklük s ralamas nas ld r? 5
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite Çözüm: Elektrom knat sta oluflan manyetik alan sar m say s ve devreye ak m sa layan pil say s ile do ru orant l d r.. de 1 pil, 3 sar m var.. de 2 pil, 4 sar m var.. de 1 pil 4 sar m var. Bu durumda, > > dir. 10. Çözüm: Bir m knat s n kuvvet çizgileri den ç k p den girecek flekilde yönlenir. Ak m makaras ndan ak m geçmesi dolay s yla lamban n fl k vermesi için m knat stan ç k p makaray kesen kuvvet çigileri say s n n de iflmesi gerekir. + V V fiekil 1 fiekil 2 fiekil 1 deki elektrom knat s fiekil 2 deki konuma getiren ö renci (pilin uçlar n de ifltiriyor) afla - daki sorular na cevap aramaktad r.. Ak m fliddeti azal r m?. Elektrom knat s n kutuplar yer de ifltirir mi?. Elektrom knat sl k özelli i artar m? Arkadafl n z n arad cevaplar verebilir misiniz? Çözüm. Devreye ak m sa layan pilin gerilimi de iflmedi i için ak m de iflmez.. Bobine sar l tellerden geçen ak m n yönü de- iflirse elektrom knat s n kutuplar yer de ifltirir.. Elektrom knat sl k özelli i ak m n geçifl yönüne ba l de ildir. 11. andaki ak m makaras na ba l lamba verilen 2 1 konumda fl k vermemektedir. amban n fl k vermesi için afla daki ifllemlerden hangilerini yapmal y z?. M knat s 1 yönünde hareket ettirmeliyiz.. M knat s 2 yönünde hareket ettirmeliyiz.. M knat s önce 2 sonra 1 yönünde hareket ettirmeliyiz. V. Ak m makaras n n sar m say s n art rmal y z.. de kesen kuvvet çigizleri say s artar.. de kesen kuvvet çizgileri say s azal r.. de kesen kuvvet çizgileri say s önce azal r sonra artar. V. de kesen kuvvet çizgileri say s de iflmez. Buna göre,, ve de lamba yanar. 12. Çivi Toplui ne + Zehra, çivi etraf na iletken tel sararak oluflturdu u elektrom knat sla özdefl toplu i nelerden daha çok çekmek istiyor. Afla dakilerden hangilerini tek bafl na yaparsa arkadafl n z amac na ulafl r?. Pilleri seri ba lamak. Çiviye sar lan telin sar m say s n art rmak. Daha kal n bir çivi kullanmak Çözüm: Elektrom knat s n daha fazla toplu i ne çekmesi için, elektrom knat sta oluflan manyetik alan n artmas gerekir. Manyetik alan sar m say - s ve ak m ile do ru orant l oldu undan pilleri seri ba larsa ak m artar. ani ve yi yapmal. Çivinin kal nl oluflan manyetik alan etkilemez. 6
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite 13. 3 15. ip 3 i 3i fiekil 2 fiekil 1 fiekil 1 ve fiekil 2 deki bobinlerin uzunluklar 3, ; sar m say lar 3, ; üzerlerinden geçen ak mlar 3i, i dir. Bobinlerin içinde oluflan manyetik alanlar için ne söylenebilir? Çözüm: Bir bobinin içinde oluflan manyetik alan sar m say s ve ak m ile do ru orant l, uzunlu u ile ters orant l d r. 3. 3i fiekil 1 de oluflan manyetik alan ile orant l, fiekil 2 de oluflan manyetik alan ile 3. i orant ld r. Bu durumda fiekil 1 deki bobinde oluflan manyetik alan fiekil 2 dekinin 3 kat d r. 14. r r Bir bobinden ak m geçiren bir ö renci grubu bobinin toplu i neleri çekti ini görüyor. ukar daki devrelerde kullan lan teller, piller ve i neler özdefltir. Bu ö renci grubu afla dakilerden hangilerine cevap verebilir?. Manyetik alan fliddeti pil say s na ba l m d r?. Manyetik alan fliddeti bobinin yar çap na ba l m d r?. Manyetik alan fliddeti bobinin üzerindeki telin sar m say s na ba l m d r? A) aln z B) aln z C) ve D) ve Çözüm: Düzenekler inecelendi inde pil say lar ve bobinlerin yar çaplar ayn d r. Bunlarla ilgili k yaslama yapamaz. adece bobinlerin üzerindeki telin sar m say lar farkl oldu undan manyetik alan n sar m say s na ba l olup olmad n anlar. Çözüm 16. ukar daki sistemde bobinden ak m geçiren bir ö renci grubu, m knat s n bobine yaklaflt n, ak m kesildi inde ise m knat s n ip düfleyde olacak flekilde hareketsiz oldu u gözleniyor. Buna göre, afla dakilerden hangileri yanl flt r?. Bobin m knat s özelli ine daima sahiptir.. Pilin geriliminin de iflmesi, m knat s n denge durumunu de ifltirir.. Bobinin sar m say s azalt ld nda m knat s bobinden uzaklafl r.. Bobinden ak m geçirilince m knat s çekmesi, m knat sl k özelli i kazand n, ak m kesilince m knat s n düfley duruma gelmesi bobinin m knat sl k özelli ini kaybetti ini gösterir. (ani bobin m knat sl k özelli ine daima sahip de- ildir.). Pilin geriliminin de iflmesi ak m etkiler. Ak - m n de iflmesi bobinin m knat sl k özelli ini etkiledi inden m knat s yaklafl p uzaklaflabilir.. Bobinin sar m say s azal rsa m knat sl k özelli i azal r. M knat s bobinden uzaklafl r. Araç M V(volt) (amper) V 2V V 2 2 2 A anahtar Tabloda verilen araçlar n t süresinde harcad - elektriksel enerjileri karfl laflt r n z. 7
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite Çözüm: Bir araçta harcanan elektriksel enerji Çözüm: Elektrik oca nda harcan n güç; Enerji = Gerilim. Ak m. Zaman ba nt s ndan hesaplan r. Buna göre, E = V. 2i. t = 2Vit E = 2V. i. t = 2Vit V i Vit E =.. t = E = E > E M dir. 19. Güç = Ak m. gerilim den bulunur. 880 =. 220 = 4 amper Elektrikli Alet Güç Çamafl r makinesi 2200 W Ütü 800 W 17.. eri ba lanm fl özdefl iki ampulün güçleri eflittir.. Paralel ba l iki ampulün güçleri eflitse, dirençleri de eflittir.. Paralel ba l ampullerin güçleri ne olursa olsun gerilimleri eflittir. Buzdolab 200 W Elektrikli süpürge 600 W Tabloda baz ev aletlerinin güçleri verilmifltir. Bu aletlerin eflit zamanlarda harcayaca elektrik enerjileri için ne söylenebilir? Çözüm: Elektrikli ev aletlerinde harcan n enerji, (Enerji = Güç. zaman) ba nt s ndan bulunur. Bu durumda zaman hepsi için ayn oldu undan gücü fazla olan alet fazla enerji harcam fl olur. Büyükten küçü e do ru s ralama Çamafl r makinesi ütü elektrikli süpürge buzdolab fleklinde olur. ukar daki yarg lardan hangileri do rudur? Çözüm. eri ba l özdefl iki ampülden geçen ak mlar ayn, ampullerin dirençleri de ayn oldu undan güçleri eflittir.. Paralel ba l ampullerin gerilimleri eflit oldu- undan güçleri eflit olmas için dirençlerinin de eflit olmas gerekir.. Paralel ba l ampullerin gerilimleri üretecin gerilimine eflittir. Güçlerinden ba ms zd r. 20. v ukar daki elektrik devresinde enerji dönüflümlerini yap n z. 18. Bir elektrik oca n n gücü 880 watt r. Elektrik oca 220 voltluk flehir gerilimine ba land nda, devreden kaç amperlik ak m geçer? Çözüm: Önce pilde kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüflür. Ampulde elektrik enerjisi s enerjisine, daha sonra s enerjisi sayesinde fl k enerjisine dönüflme olur. 8
FE VE TEOOJ 8 aflam m zdaki Elektrik 7. Ünite 21. fiekildeki elektrom knat s n ba l oldu u üretecin gerilimi azalt - l p, daha sonra sar m say s artt r l yor. Buna göre, m knat s n çekim gücü bu ifllemler sonucunda nas l de iflir? Çözüm: Elektrom knat s n çekim gücü uçlar ndaki gerilim ve sar m say s ile do ru orant l olarak de iflir. 1. ifllemde gerilim azalt ld ndan elektrom knat - s n çekim gücü azal r. 2. ifllemde sar m say s art r ld ndan elektrom knat s n çekim gücü artar. 23. Elektrik sayac nda okunan ilk endeks 2920, son endeks 3200 kw. h tir. Elektri in birim fiyat 0,25 T oldu una göre, ödenecek fatura tutar kaç T dir? Çözüm: ullan lan elektrik enerjisi, 3200 2920 280 kw. h tir. 1 kw. h için 0,25 T ödenecekse 280 kw. h için x x = 280. 0,25 = 70 T bulunur. 24. Gücü, 2000 W olan bir elektrikli aletin 30 dakikada kullanaca enerji kaç kilowatt r? Çözüm: 30 dakika = 0,5 saat (h) 2000 W = 2 kw Elektrik enerjisi = Elektriksel güç x kullan m süresi Elektrik enerjisi = 2. 0,5 = 1 kw. h bulunur. 22. Toplu i ne 1 2 26. R 1 = R R 2 = R R 3 = R Elektrom knat s n daha fazla toplu i ne çekmesi için;. Reostan n sürgüsü 2 yönünde kayd rmal. Çivinin üzerindeki sar m say s art r lmal. Çivinin üzerindeki sar m say s azalt lmal ifllemlerinden hangileri yap lmal d r? Çözüm: Elektrom knat s n gücünün artmas isteniyor. Bu da üzerinden geçen ak m n ve sar m say s n n artt r lmas ile olur. ani, ve. ifllemler yap lmal fiekildeki R 1, R 2, R 3 dirençlerinden geçen ak - m n her birinde aç a ç kard s enerjileri E 1, E 2, E 3 aras ndaki iliflki nas ld r? Çözüm: Bir dirençte aç a ç kan s enerjisi üzerinden geçen ak m n karesi, direncin büyüklü ü ve ak - m n geçme süresi ile do ru orant l d r. 2 R 1 = R R 2 = R R 3 = R Dirençler ve ak m n geçme süresi eflit fakat R 1 den geçen ak m, di erlerinden geçen ak mdan büyük oldu undan, E 1 > E 2 = E 3 yaz l r. 9