191
Yaþamýmýzdaki Elektrik Yaþamýmýzdaki elektriði daha iyi anlayabilmek için önce temel terimlerin tanýmlarýný öðrenelim. Elektrik Santrali: Az donanýmlý elektrik fabrikasýdýr. Hidroelektrik Santrali: Su gücüyle çalýþan makinelerle elektrik üreten merkezdir. Akarsularýn üzerinde kurulan barajlarda toplanan su ile çalýþan hidroelektrik santrallerinin en büyükleri Keban, Atatürk, Sarýyar, Hirfanlý dýr. Termikelektrik Santrali: Kömür, petrol, doðal gaz gibi yakýtlardan elde edilen ýsý enerjisinden elektrik üreten elektrik santralleridir. Yataðan, Soma, Afþin-Elbistan kömürle, Hamitabat doðal gazla çalýþan termikelektrik santrallerimizdir. Termikelektrik santrallerinden elde edilen elektriðe de termik elektrik denir. Nükleer Reaktör: Atomlarýn parçalanmasýndan yararlanýlarak elektrik enerjisi elde eden kaynaklardýr. Buralarda elde edilen elektriði daðýtan merkeze de nükleer santral denir. Ülkemizde nükleer santral yoktur. Bunlarýn dýþýnda rüzgâr, dalga ve güneþ enerjilerinden de elektrik elde edilir. Ülkemizde rüzgâr enerjisinden elektrik elde eden küçük kuruluþlar vardýr. Ancak dalga enerjisi kullanýlmamaktadýr. Elektrik santrallerinde üretilen elektrik evlere, fabrikalara, okullara, hastahanelere, iþ yerlerine elektrik hatlarýyla taþýnýr. Elektrik enerjisi aþaðýda anlatýlan basit bir elektrik devresinde olduðu gibi elektrik santrallerinden baþlayýp evlerimize, fabrikalara, okullara, hastahanelere ve iþ yerlerine kadar uzanan, oralardan tekrar santrallere dönen kapalý bir devrede taþýnýr. Elektrik çarpmasýna karþý alýnacak önlemlerin çok iyi bilinmesinin yaný sýra bir kaza durumunda da neler yapýlmasýný çok iyi bilmemiz gerekir. 192
Basit Bir Elektrik Devresi + Basit elektrik devresi Basit elektrik devresinin sembollerle gösteriliþi Yukarýdaki gibi basit bir elektrik devresi yapabilmek için pil, ampul, anahtar ve baðlantý kablosu gibi devre elemanlarýna ihtiyaç vardýr. Bir elektrik devresinin resmini çizmek yerine sembolik olarak gösterimi daha kolay ve daha az zaman alýr. Devre elemanlarýnýn sembolik gösterimleri tüm dünyada ortaktýr. Böylece dünyanýn her tarafýnda elektrikle uðraþan kiþiler tarfýndan kolaylýkla anlaþýlýr. Aþaðýdaki tabloda bazý devre elemanlarýnýn resimleri adlarý ve sembolleri verilmiþtir. Devre Elemaný Adý Basit bir elektrik devresinde bulunan her bir devre elemanýnýn ayrý ayrý görevleri vardýr. Þimdi bu görevleri bir tablo yardýmýyla belirtelim. Pil Ampul Anahtar Baðlantý Kablosu Sembolü + Hiç Düþündünüz mü? Yaþamýmýzý yönlendiren elektrik, evlerimize kadar nasýl ulaþýyor? Elektrik enerjisi taþýyan teller, kablolar ne gibi özellikler taþýmalýdýr? Devre Elemaný Pil Ampul Anahtar Baðlantý Kablosu Devre Elemanýnýn Görevi Devreye elektrik enerjisi saðlar. Üzerinden elektrik enerjisi geçtiðinde çevreye ýsý ve ýþýk yayar. Elektrik devresini açýp kapatmaya yarar. Plastik bir madde içindeki bakýr telden oluþur ve elektrik enerjisin taþýnmasýný saðlar. Akü, pil, batarya gibi aletler elektrik enerjisi kaynaðý olmasýna raðmen, günümüzde genellikle þehir cereyaný adýný verdiðimiz elektrik enerjisi, elektrik santrallerinde üretilip evlerimize, okullarýmýza, iþ yerlerimize yani yaþamýn her alanýna bazen direklerin üzerinden bazen de yer altýna döþenmiþ kablolar aracýlýðýyla ulaþýr. 193
Hiç Düþündünüz mü? Altýn, gümüþ ve demir metalleri de çok iyi iletken olmalarýna raðmen kablo yapýmýnda niçin bakýr ve alüminyum metalleri kullanýlýr? Altýn, gümüþ ve demir metalleri maliyetleri yüksek olduðu için kablo yapýmýnda tercih edilmezler. Ayrýca demir aðýr ve paslanma özelliðine sahip olduðu için elektrik enerjisi iletiminde tercih edilmeyen bir metaldir. Elektrik enerjisinin taþýndýðý kablolarýn iç kýsmý metal, dýþýndaki kýsmý ise plastiktir. Yalýtkanlar Sizi Korur Acaba kablolar cisimlerin iletkenlik ve yalýtkanlýk özelliðinden yararlanýlarak mý yapýlmýþtýr? Þimdi bunu anlamak için aþaðýdaki gibi bir test devresi kuralým. Test uçlarý Devrede test uçlarý arasýna metal iðne veya alüminyum folyo koyduðumuzda ampul ýþýk verir, kâðýt parçasý veya porselen tabak koyduðumuzda ise ampul ýþýk vermez. Dolayýsýyla metal iðne ve alüminyum folyo gibi maddeler üzerlerinden elektrik enerjisinin geçmesine izin vermiþ, kâðýt parçasý veya porselen tabak gibi maddeler ise üzerlerinden elektrik enerjisinin geçmesine izin vermemiþtir. Elektrik enerjisini bir yerden baþka bir yere ileten maddelere "iletken madde", iletmeyen maddelere ise "yalýtkan madde" denir. Buna göre kablolarýn iç kýsmýnýn metal tel, dýþ kýsmýnýn ise plastikten yapýlmasýnýn sebebi metallerin iyi iletken, plastiklerin ise iyi yalýtkan olmasýdýr. Kablolarýn içindeki metal teller genellikle diðer metallerden daha ucuz olan bakýrdan yapýlýr. Þehirler arasý elektrik iletiminde ise hafif olduðundan alüminyum kullanýlýr. Bakýrýn yanýnda demir, alüminyum, altýn, gümüþ gibi diðer metaller de iletken maddelerdir. Yalýtkan maddelere örnek ise cam, kuru tahta, kâðýt, plastik gibi maddeler verilebilir. Ýletken Maddeler Yalýtkan Maddeler Katý Ýletken Sývý Ýletken Katý Yalýtkan Sývý Yalýtkan Metaller (Bakýr, demir, gümüþ, altýn, alüminyum vb.) Çözeltiler (limonlu su, tuzlu su) (Plastik, tahta, cam, kâðýt, seramik) (Saf su, þekerli su) Yukarýda þemada iletken ve yalýtkan, katý ve sývý maddeler verilmiþtir. Acaba gazlar da iletken midir? Gazlar normal þartlarda yalýtkandýr ancak uygun þartlar saðlandýðýnda iletken hâle gelebilirler. 194
Örneðin kuru hava yalýtkandýr. Ancak yýldýrým, þimþek gibi çok yüksek elektrik enerjisiyle iletken hâle geçebilmektedir. Havanýn iletken hâle geçebildiði göz önünde bulundurularak yüksek gerilim hatlarýndan uzak durulmalýdýr. Evlerimizde kullandýðýmýz floresan lambalar da gazlarýn iletkenlik özelliði kazanmasýndan yararlanýlarak yapýlmýþtýr. Örnek 65 Aþaðýdaki maddelerden hangisi elektrik enerjisini iletmez? A) B) Plastik top Gümüþ kaþýk C) D) Demir ataþ Altýn yüzük Altýn, demir ve gümüþ gibi metaller elektrik enerjsini iletebildikleri için iletkendirler. Plastik maddeler yalýtkan olduklarý için elektrik enerjisini iletemezler. Yanýt A'dýr. Örnek 66 Aþaðýdaki maddelerden hangisi elektrik enerjisini iletir? A) Saf su B) Þekerli su C) Limonlu su D) Cam parçasý Saf su, þekerli su ve cam parçasý, elektrik enerjisin iletmeyen maddelerdir. Limonlu su ise elektrik enerjisini iletir. Yanýt C'dir. 195
Örnek 67 I. Pil: Elektrik enerjisinin taþýnmasýný saðlar. II. Anahtar: Elektrik devresini açýp kapamaya yarar. III. Ampul: Çevreye ýsý ve ýþýk yayan devre elemanýdýr. IV. Kablo: Elektrik enerji kaynaðýdýr. Yukarýda devre elemanlarý ve görevleri eþleþtirilmiþtir. Hangi eþleþtirmeler doðrudur? A) I ve II B) II ve III C) II ve IV D) III ve IV Basit bir elektrik devresinin devre elemaný olan pil, elektrik enerjisi kaynaðýdýr. Kablo ise elektrik enerjisinin taþýnmasýný saðlar. Bunu göre II ve III. eþleþtirmeler doðru I ve IV. eþleþtirmeler yanlýþtýr. Yanýt B'dir. Ýnsan vücudu da iyi bir iletkendir. Yalýtýmý yapýlmamýþ bir elektrikli aletin kablosuna dokunursak elektrik çarpmasý meydana gelir. Elektrik enerjisinin bize zarar vermemesi için elektrikli aletlerin iletken kýsýmlarýnýn, kablolarýn, prizlerin ve fiþlerin doðru bir þekilde yalýtýlmýþ olmasý gerekir. Bu duruma örnek olarak prizlerin yalýtkan bir madde olan plastik veya seramik ile kaplanmasý, daha önce belirttiðimiz gibi kablolarýn elektrik enerjisini ileten metal tellerinin üstlerinin plastikle kaplanmýþ olmasý verilebilir. Elektrik çarpmasýna karþý alýnabilecek önlemler þunlardýr: 1. Elektrik düðmelerine, prizlere ve elektrikle çalýþan aletlere ýslak elle dokunulmamalýdýr. 2. Yuvasýndan çýkmýþ, telleri açýkta kalmýþ priz ve elektrik düðmeleri tamir ettirilmelidir. 3. Prizlere emniyet kapaðý taktýrýlmalýdýr. 4. Evlerde topraklý priz kullanýlmalýdýr. 5. Binalarda otomatik sigorta kullanýlmalýdýr. Þayet sigortalar otomatik deðilse daima orijinal malzeme kullanýlmalýdýr. 6. Elektrikli ev aletleri, kullaným talimatlarýna uygun kullanýlmalýdýr. 7. Elektrikli aletlerin açma-kapama düðmeleri kapalý konumda iken fiþleri prize takýlmalý ya da prizden çekilmelidir. 196
8. Sigortalar kapatýlmadan elektrikle ilgili hiçbir iþlem yapýlmamalýdýr. (Tamir, ampul, düðme ya da priz deðiþtirmek gibi.) 9. Tatil gibi nedenlerle ev uzunca bir süre terk edilecekse sigortalar kapatýlmalýdýr. 10. Saç kurutma makinesi ve elektrikli ýsýtýcý gibi elektrikli aletler banyo küvetinin ve lavabonun yakýnlarýna konulmamalýdýr. 11. Islak ortamlarda elektrikli aletler çalýþtýrýlmamalý, banyoda saç kurutma makinesi kullanýlmamalýdýr. 12. Ekmek kýzartma aleti, kahvaltý masasýna alýnmamalýdýr. Ýçinde sýkýþan ekmek dilimi çatal ve býçak benzeri iletken nesnelerle çýkartýlmamalýdýr. Ancak fiþi prizden çekildikten sonra uygun araç kullanýlarak çýkartýlmalýdýr. 13. Sýcak ütü, kablosunun üzerine konmamalýdýr. AÇIK KAPALI 14. Elektrikle uðraþan bir kiþi ayaklarýnýn altýna yalýtkan bir nesne koymalý, kalýn lastik ayakkabýlar giymelidir. 15. Yüksek elektrik enerjisi taþýyan elektrik hatlarýndan uzak durulmalýdýr. (20 metreden daha yakýnýna yaklaþýlmamalýdýr.) 16. Elektrik hatlarýnýn yakýnýnda uçurtma uçurulmamalýdýr. Buna raðmen uçurtma elektrik tellerine asýlý kalýrsa uçurtmayý almaya kalkýþýlmamalýdýr. 17. Evimizin yakýnýndan ya da üstünden elektrik hattý geçiyorsa televizyon antenleri, bu elektrik tellerine yakýn bir þekilde yerleþtirilmemelidir. 18. Elektrik hatlarý çevresinde top oynamamalýdýr. Þayet top, elektrik tellerine takýlarak tellerin üzerinde kalýrsa sopa ya da benzeri nesnelerle oradan almaya kalkýþmamalýdýr. 19. Çeþitli nedenlerle kopan, sarkan elektrik tellerine yaklaþýlmamalýdýr. Sarkan, kopan elektrik telleri bir su birikintisi ile temas hâlinde ise bu su birikintisine kesinlikle girilmemelidir. 20. Yýldýrým ve þimþek bir elektrik enerjisi olduðundan yaðýþlý ve fýrtýnalý havalarda; Aðaç altýnda durulmamalýdýr. Elektrik ve bayrak direklerine yaklaþýlmamalýdýr. Açýk alanlarda oynamamalý, yürümemelidir. Uçurtma uçurtulmamalý, Yüzülmemelidir. Çünkü yýldýrým çarpabilir. 197
Örnek 68 Hangi Maddeler Elektrik Enerjisini Ýletir? Test uçlarý Yandaki elektrik devresinde test uçlarý arasýna konulan aþaðýdaki maddelerin iletkenliðini ya da yalýtkanlýðýný, maddelerin iletken ya da yalýtkan olma özelliðine göre ampulün ýþýk verip vermediðini tablo üzerinde belirtiniz. Kullanýlan madde Ýletken Yalýtkan Ampül yandý. Ampül yanmadý. Çinko tel Kuru tahta parçasý Seramik saksý Þekerli su Demir toplu iðne Madenî para Porselen bardak Limonlu su Plastik tarak Kullanýlan madde Ýletken Yalýtkan Ampül yandý. Ampül yanmadý. Çinko tel Kuru tahta parçasý Seramik saksý Þekerli su Demir toplu iðne Madenî para Porselen bardak Limonlu su Plastik tarak 198
Örnek 69 Aþaðýdakilerden hangisi elektrik kazalarýnýn çýkma nedenlerinden biri olamaz? A) Bir prize birden fazla fiþ takýlmasý B) Nemli ortamlarda elektrikli cihazlar kullanýlmasý C) Prizlere metal madde sokulmasý D) Yýpranmýþ kablolarýn yenilenmesi Bir prize birden fazla fiþ takýlmasý hâlinde kablolar aþýrý ýsýnarak yangýna sebep olabilir. Metaller iyi iletkenlerdir. Bu nedenle prizlere metal madde sokulmasý elektrik çarpmasýna neden olur. Nemli ortamlarda elektrikli aletlerin kullanýlmasý da elektrik kazalarýna neden olabilir. Yýpranmýþ kablolarýn yenilenmesi ise elektrik kazalarýný önler. Yanýt D'dir. Örnek 70 Elektrik çarpan birini kurtarmak için öncelikle aþaðýdakilerden hangisi yapýlmalýdýr? A) Ayaðýna sirke dönmek B) Çýplak elle tutarak çekmek C) Çelik bir býçakla kabloyu kesmek D) Elektriði kesmek için sigortayý kapatmak Elektrik çarpan kiþiyi kurtarmak sigorta kapatýlarak elektrik kesilmeli ya da yalýtkan bir madde kullanýlarak kiþinin elektrikle temasý kesilmelidir. Yanýt D'dir. Yandaki devrede ampulün ýþýk vermesi için aþaðýdakilerden hangisi yapýlmalýdýr? A) Gümüþ tel yerine bakýr tel kullanýlmalý. B) Bakýr tel yerine plastik kablo kullanýlmalý. C) Plastik kablo yerine gümüþ tel kullanýlmalý. D) Gümeþ tel devreden çýkarýlmalý. Þekildeki devrede ampulün ýþýk verebilmesi için yalýtkan olan plastik kablo yerine iletken olan gümüþ kablo kullanýlmalýdýr. Yanýt C dir. 199
Ýletkeni Deðiþtir, Ampulün Parlaklýðý Deðiþsin Direnç Nedir? Direnç Maddelerin elektrik enerjisinin iletimine karþý gösterdikleri zorluða "direnç" denir. Direncin birimi Ohm'dur ve (Ω) sembolü ile gösterilir. Direncin elektrik devrelerindeki gösterimi yanda verilmiþtir. Biliyoruz ki bir madde elektrik enerjisini iletiyorsa iletken madde, iletmiyor ise yalýtkan maddedir. En iyi iletken bile yapýsýndan dolayý elektrik enerjisi iletimine karþý zorluk gösterir. Yalýtkan maddelerin ise elektrik enerjisi iletimine karþý gösterdiði zorluk daha fazladýr. Buna göre yalýtkan maddelerin direnci, iletken maddelerden daha büyüktür. Ýletken maddelerin dirençleri birbirine göre farklýlýk göstermektedir. Örneðin demir ve gümüþ iletken maddelerdir. Ancak ayný uzunluk ve kesit alana sahip demir ve gümüþün dirençleri farklýdýr. Gümüþün iletkenliði demirden fazla olduðu için, demirden daha az bir dirence sahiptir. Buna göre; Bir iletkenin direnci; Ýletkenin cinsine Ýletkenin uzunluðuna Ýletkenin dik kesit alanýna baðlýdýr. Cinsi ve kesiti ayný olan metal tellerden boyu uzun olanýn direnci büyük, boyu kýsa olanýn direnci küçüktür. Kýsa tel Direnci küçük Uzun tel Direnci büyük Cinsleri ve boylarý ayný olan metal tellerden kalýn (kesit alaný büyük) olanýn direnci küçük, ince (kesit alaný küçük) olanýn direnci büyüktür. Kalýn tel Direnci küçük Ýnce tel Direnci büyük Buna göre direnç bir iletkenin boyu ile doðru, kesit alan ile ters orantýlýdýr. Ayný metalden yapýlmýþ boy ve kesit özellikleri verilen tellerin dirençleri aþaðýdaki tabloda belirtilmiþtir. Uzun tel Kýsa tel Kalýn tel Ýnce tel Direnci büyük Direnci küçük 200
Örnek 71 2 cm 2 cm X I Y 2 cm 2 cm 2 cm 5 cm 5 cm 5cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm X II 5 cm Y X III Y 30 cm 4 cm 4 cm 4 cm 4 cm 4 cm IV 4 cm X Y 4 cm Yukarýda verilen þekiller ayný iletken telden kesilerek yapýlmýþtýr. Buna göre bu tellerden hangisinin direnci en küçüktür? A) I B) II C) III D) IV Þekiller ayný iletken telden kesilerek yapýldýðý için tellerin cinsi ve kesitleri aynýdýr. Buna göre tellerin uzunluklarýna bakýlarak dirençleri hakkýnda bir yorum yapýlabilir. I. telin uzunluðu 10 cm, II. telin uzunluðu 40 cm, III. telin uzunluðu 150 cm, IV. telin uzunluðu 28 cm olduðuna göre uzun telin direnci büyük, kýsa telin direnci küçük olacaktýr. I. telin uzunluðu en kýsa olduðundan direnci en küçüktür. Yanýt A'dýr. Örnek 72 Aþaðýda uzunluklarý (L) ve kesit alanlarý (S) olarak verilen ayný maddeden yapýlmýþ tellerden hangisinin direnci en büyüktür? A) 3 L B) 2 S S 3 L C) 2 L D) 3 S 5 S 2 L Bir iletkenin direnci boyu ile doðru, kesit alaný ile ters orantýlýdýr. Buna göre uzunluðu en büyük ve kesit alaný en küçük olan telin direnci en büyük olacaktýr. Boyu en uzun, kesit alaný en küçük olan tel, B seçeneðinde verilmiþtir. Yanýt B'dir. 201
Örnek 73 Demir Tungsten Nikel - Krom Yandaki þekillerde uzunluklarý ve kesit alanlarý eþit olan farklý cins iletkenlerden yapýlmýþ teller verilmiþtir. Tellerin iletkenlikleri tungsten > demir > nikel - krom olduðuna göre tellerin dirençlerinin büyüklükleri arasýndaki iliþki aþaðýdakilerden hangisidir? A) demir > tungsten > nikel - krom B) tungsten > demir = nikel - krom C) tungsten = demir = nikel - krom D) nikel - krom > demir > tungsten Ýletken tellerin uzunluklarý ve kesit alanlarý eþit olarak verildiðine göre dirençleri, cinsine baðlý olarak deðiþmektedir. Ýletkenliði en büyük olan telin direnci en küçüktür. Tellerin iletkenlikleri arasýnda tungsten > demir > nikel - krom olduðuna göre tellerin dirençleri arasýnda nikel - krom > demir > tungsten iliþkisi vardýr. Yanýt D'dir. Cam Sarmal flaman tel Destek ayaklarý Ampulun duya baðlandýðý kýsým Her devre elemaný bir dirence sahiptir. Ampul de bir devre elemaný olduðuna göre direnci vardýr. Ampuller, elektrik enerjisini ýsý ve ýþýk enerjisine çeviren devre elemanlarýdýr. Ampullerin dýþýndaki cam þeffâf olduðundan hemen hemen tüm ýþýðý geçirir. Ampullerin destek ayaklarý da camdan yapýlmýþtýr. Bunun nedeni camýn yalýtkan olmasýdýr. Ampulün içinde iletken tel bulunur. Bu tel duydan aldýðý elektrik enerjisini içerideki direnç teline (flaman tele) iletir. Ampulün içindeki direnç telin (flaman tel) direnci yüksektir. Çünkü bu tel ýsýnarak ýþýk üretilmesini saðlamaktadýr. Acaba flaman telin sarmal biçimde olmasýnýn sebebi ne olabilir? Direnç elektrik enerjisinin ýsý enerjisine dönüþmesini saðlar ve dirençler ne kadar çok elektrik enerjisi kullanýrlarsa o kadar ýsýnýrlar. Dolayýsýyla ampulün içindeki flaman telin direnci ne kadar büyük olursa o kadar fazla ýsýnýr ve çevreye ýþýk yayar. Telin uzunluðu arttýkça ve kesit alaný küçüldükçe telin direnci arttýðýndan ampul içindeki flaman tel hem çok ince hem de uzundur. Uzun olmasýný saðlayabilmek için de tel, sarmal hâle getirilmiþtir. 202
Elektrikli Araçlarda Direnç Ütü, tost makinesi ve elektrik sobasý gibi cihazlarda yüksek sýcaklýk elde etmek için direnci büyük olan nikel - krom teller kullanýlmaktadýr. Büyük dirençli bu tel, elektrik enerjisini ýsý enerjisine dönüþtürür. Bu cihazlara elektrik enerjisi taþýyan teller ise düþük dirençlidir ve bakýrdan yapýlmýþtýr. Ýletken tel Pil Ampul Þekildeki elektrik devresinde bulunan pil, ampul ve iletken tel gibi her devre elamanýnýn bir direnci vardýr. Doðru kurulmuþ bir devrede, bir süre sonra pil, ampul ve iletken telde bir sýcaklýk hissedilir; bunun nedeni ise dirençtir. Maddelerin direnç deðerleri direnç ölçer yardýmý ile ölçülür. Direnç ölçer, bir iletkenin direncini ohm cinsinden ölçmeye yarayan alettir. Yanda direnç ölçer görülmektedir. Bir devre elemanýn direncini ölçmek için ölçülecek cismin uçlarýný direnç ölçerin (ohm metrenin) uçlarýna dokundurmak yeterlidir. Ampullerin Parlaklýðý 5. sýnýftan hatýrlayacaðýnýz gibi bir devredeki pil sayýsýný veya ampul sayýsýný deðiþtirerek ampulün ýþýk þiddetini deðiþtirmeyi öðrenmiþtik. Dijital direnç ölçer Pil sayýsýný arttýrdýðýmýzda devredeki elektrik enerjisi artar ve ampul daha parlak yanar. + Devre I + + Devre II Devre II deki ampul, devre I deki ampule göre daha parlak yanar. Pil sayýsý sabit tutulup ampul sayýsý artýrýldýðýnda ise devredeki elektrik enerjisi diðer ampuller tarafýndan da paylaþýlacaðý için ampullerin parlaklýðý azalýr. Aþaðýda verilen II. devredeki her bir ampulün parlaklýðý I. devredeki ampulün parlaklýðýndan daha azdýr. Analog direnç ölçer + Devre I + Devre II 203
Peki, devredeki iletken teli deðiþtirerek ampulün parlaklýðýný deðiþtirebilir miyiz? Demir Ampulün parlaklýðýnýn deðiþip deðiþmediðini gözlemlemek için basit bir test devresi kuralým. Eþit kalýnlýk ve uzunluktaki demir ile nikel - krom telleri, test devresinin uçlarýna yandaki gibi baðlayalým. Büyük dirence sahip olan nikel - krom telin baðlý olduðu devredeki ampulün parlaklýðý az, küçük dirençli demir telin baðlý olduðu devredeki ampulün parlaklýðý ise daha fazladýr. Nikel - Krom Bu durum bize devredeki iletken telin cinsi deðiþtirildiðinde, ampulün parlaklýðýnýn deðiþtiðini yani ampul parlaklýðýnýn dirence baðlý olduðunu gösterir. Direnç; telin cinsine, uzunluðuna ve dik kesit alanýna baðlý olduðuna göre bunlardan birinin deðiþtirilmesi ampulün parlaklýðýný da deðiþtirir. Buna göre bir elektrik devresinde kullanýlan iletkenin; Kesit alaný deðiþmeden boyu kýsaltýlýrsa elektrik iletimi kolaylaþýr ve ampulün parlaklýðý artar. Örnek 74 S 3 S Boyu deðiþtirilmeden kesit alaný büyütüldükçe elektrik iletimi kolaylaþýr ve ampulün parlaklýðý artar. 2 L X L Z 2 S 2 S 3 L Y 5 L T Ayný maddeden yapýlmýþ uzunluklarý ve kesit alanlarý verilen X, Y, Z ve T direnç tellerinden hangisi yandaki test devresinde kullanýlýrsa ampul en parlak yanar? (L = Boy, S = Kesit alaný) A) X B) Y C) Z D) T Devredeki direncin artmasý ampul parlaklýðýnýn azalmasýna sebep olur. Bu nedenle direnci en küçük devrede ampul en parlak yanacaktýr. Bir telin direnci telin boyu ile doðru orantýlý, kesit alaný ile ters orantýlý olduðundan tellerin boylarýnýn kesit alanlarýna oraný bulunursa tellerin dirençleri hakkýnda bir fikir sahibi olunabilir. Buna göre tellerin boylarýnýn kesit alanýna oranlarý X teli için, Y teli için Z teli için 2L 3L L S 2S 3S 5L ve T teli dir. Direnci en küçük olan tel Z teli olduðundan Z teli devreye baðlanýrsa 2S lamba en parlak yanar. Yanýt C'dir. 204
Örnek 75 I II III K L M Yukarýdaki devrelerde baðlantý kablolarý arasýna konulan I, II ve III iletkenlerinin boylarý eþit, kesit alanlarý arasýnda III > I > II iliþkisi vardýr. Buna göre devrelerdeki ampullerin parlaklýðýný küçükten büyüðe doðru sýralayýnýz. (Devrelerdeki pil ve ampuller özdeþtir.) A)L<K<M B)M<K<L C)M=K=L D)K<M<L Devrelerde kullanýlan iletkenlerin cinsleri ayný olup uzunluklarý eþittir. Buna göre kesit alaný en küçük olan telin direnci en büyüktür. Direnci en büyük olan devrede ampul en sönük yanacaktýr. Devrelerdeki ampullerin parlaklýðýný küçükten büyüðe doðru sýralayacak olursak; L < K < M olur. Yanýt A'dýr. Örnek 76 Gümüþ Bakýr Alüminyum Tungsten Ýletkenlik azalýr Þekil I Yukarýdaki tabloda verilen maddelerin yukarýdan aþaðý gidildikçe iletkenlikleri azalmaktadýr. Maddelerden eþit uzunluk ve dik kesit alanýna sahip tel parçalarý alýnýp devredeki test uçlarý arasýna sýrayla konulursa ampulün en parlak yanmasýný saðlayan madde aþaðýdakilerden hangisi olur? A) Gümüþ B) Bakýr C) Alüminyum D) Tungsten Tabloyu incelediðimizde iletkenliðin yukarýdan aþaðýya doðru azaldýðýný görürüz. Buna göre iletkenliði en fazla olan madde gümüþtür. Gümüþ, elektrik enerjisi iletimine karþý en az zorluk çýkaracak maddedir ve devrede gümüþ tel kullanýldýðýnda ampul en parlak yanacaktýr. Yanýt A'dýr. 205
Reosta (Değişken direnç) Reosta (Deðiþken Direnç) Bir devredeki iletkenin boyunu deðiþtirerek direncin arttýrýlýp azaltýlmasýný saðlayan araca "Reosta" (Deðiþken direnç) denir. Reostanýn gösterimi yandaki gibidir. A O Bakýr tel Þekil I B Reosta yardýmýyla devredeki elektrik enerjisini deðiþtirerek ampul parlaklýðýný deðiþtirebiliriz. Þimdi bunu bir test devresi ile açýklayalým. Test devresinin uçlarýndan biri þekil I de A noktasýnda iken hareket ettirilerek þekil II deki gibi B noktasýna getirilirse ampulün parlaklýðýnýn azaldýðý görülmüþtür. Bu durum bize reosta yardýmýyla ampulün parlaklýðýnýn deðiþtirilebileceðini gösterir. Ütü, elektrikli fýrýn gibi aletlerin rezistans adý verilen ýsýtýcýlarýna giden elektriði azaltýp çoðaltmak için de reostalar kullanýlýr. Bu tür aletlerde ayar düðmesi bir çeþit reostadýr. Ayar düðmesi çevrilip direnç arttýrýldýðýnda rezistansa giden elektrik enerjisi azalýr ve ýsý düþer. O A Bakýr tel Þekil II B Örnek 77 X Y Z Yandaki devre ile ilgili olarak aþaðýdakilerden hangisi doðrudur? + A) Devrenin direncinin azalmasý için reostanýn sürgüsü Y'den X'e doðru çekilmelidir. B) Devredeki pil sayýsý arttýrýldýðýnda ampul parlaklýðý deðiþmez. C) Reostanýn sürgüsü X noktasýnda iken ampulün parlaklýðý en azdýr. D) Reostanýn sürgüsü Y'den Z'ye doðru çekildiðinde ampulün parlaklýðý azalýr. Reostanýn sürgüsü Y noktasýndan X noktasýna çekildiðinde devrenin direnci artar (A yanlýþ). Devredeki ampul sayýsý sabit tutulup pil sayýsý arttýrýldýðýnda ampul parlaklýðý artar (B yanlýþ). Reosta sürgüsü Y noktasýndan Z noktasýna çekildiðinde direnç azalýr. Direncin azalmasý ampul parlaklýðýný arttýrýr (D Yanlýþ). Sürgü X noktasýnda iken direnç en büyüktür. Dolayýsýyla ampul parlaklýðý en azdýr (C doðru). Yanýt C'dir. 206
Örnek 78 Yandaki þekilde reostanýn sürgüsü II konumundan I konumuna yavaþ yavaþ getirilirse ampulün parlaklýðýnda nasýl bir deðiþme olur? A) Sürekli azalýr. + I II B) Sürekli artar. C) Deðiþmez. D) Önce azalýr, sonra artar. Reosta sürgüsünün II konumundan I konumuna getirilmesi, devredeki direnci azaltýr. Direnç giderek azalacaðýndan devreden geçen akým miktarý giderek artar. Buna baðlý olarak ampulün parlaklýðý artmaya devam eder. Yanýt B'dir. Ali, þekildeki elektrik devresinde ampulün parlaklýðýný artýrmak istiyor. Bunu gerçekleþtirebilmek için aþaðýdakilerden hangisini yapmalýdýr? A) Ampulü pilin hemen yanýna baðlamalýdýr. B) Bakýr tel yerine ayný uzunluk ve kalýnlýkta gümüþ tel kullanmalýdýr. C) Uzunluðu ayný, daha ince bakýr tel kullanmalýdýr. D) Kalýnlýðý ayný, daha uzun bakýr tel kullanmalýdýr. Þekildeki elektrik devresinde ampulün parlaklýðýný arttýrmak için bakýr tel yerine ayný uzunluk ve kalýnlýkta, direnci daha düþük olan gümüþ tel kullanýlmalýdýr. Yanýt B dir. 207