10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları Meb Yayınları Sayfa 181
Konuya Başlarken
Mühendisler ve elektrik teknisyenleri tarafından devre tasarımı yapılırken elektrik akımı, potansiyel fark ve direnç arasındaki ilişki kullanılır. Bu ilişki, cihazların doğru şekilde çalışması için gerekli olan bileşenlerin (direnç, üreteç vb.) nasıl kullanılacağının belirlenmesini sağlar. Cihazlar, doğru potansiyel fark ve direnç değerlerinde çalıştırılmadığında aşırı ısınarak zarar görebilir hatta yangın çıkmasına neden olabilir. Bunun gibi tehlikeleri önleyebilmek adına elektrik akımı, potansiyel fark ve direnç arasındaki ilişkinin bilinmesi gerekir. Bu ilişkinin bilinmesi, cihazların verimli çalıştırılabilmesi de sağlar.
Soru: Cihazların güvenli şekilde çalışmasında yararlanılan ölçüm aletlerinin faydaları neler olabilir?
- Cevap: Ölçüm aletleri, devredeki akım, gerilim ve direnci kontrol etmeyi sağlar. Böylece cihazlar aşırı akım veya gerilimden korunur ve güvenli, verimli şekilde çalışır.
3.3. Etkinlik
Adı: BASİT ELEKTRİK DEVRESİNİN BİLEŞENLERİAmaç: Basit elektrik devresinde potansiyel fark, elektrik akımı ve direnç arasındaki ilişkiyi ortaya koyabilmeSüre: 30 + 30 dk.Araç: Gereç Devre tahtası [breadboard (bredbord)], direnç, voltmetre, ampermetre, güç kaynağı, bağlantı kabloları Yönerge Aşağıdaki işlem basamaklarını takip ederek etkinliği gerçekleştiriniz. Hazırlayacağınız poster, etkinliğin sonunda öğretmeniniz tarafından “Dereceli Puanlama Anahtarı” ile değerlendirilecektir.
Soru: 1) Aşağıda verilen metni okuyarak soruları cevaplayınız.
Elektrik devreleri analiz edilirken direncin uçları arasındaki potansiyel fark ve direnç bilindiğinde direncin içinden geçen elektrik akımı hesaplanabilir. Aynı şekilde bir devre elemanının direnci ve direncin içinden geçen elektrik akımı bilindiğinde devrenin uçları arasındaki potansiyel fark hesaplanabilir.
Çamaşır makinesinin düzgün çalışmadığını ve kablosunun ısındığını fark eden teknisyen, ölçüm aletlerini kullanarak sistemi kontrol etmek ister.
Soru: a) Makinenin direnç değerinin sabit kalması durumunda kablonun ısınmasını elektrik akımı ile ilişkilendirerek açıklayınız.
- Cevap: Elektrik akımı kabloda hareket eden elektronların hareketiyle oluşur. Kablonun direnci sabit olduğunda devreden geçen elektrik akımı arttıkça (I artarsa) daha fazla enerji kaybı ısıya dönüşür. Bu durum kablonun ısınmasına ve devrede daha fazla enerji kaybına yol açar.
Soru: b) Şebekeden gelen potansiyel fark değerinin düşük olması durumunda elektrik akımındaki değişimin makinenin çalışmasına etkisi ne olur?
- Cevap: Şebekeden gelen potansiyel fark düştüğünde makinenin çektiği akım miktarı da azalır. Bu durum, cihazın çalışma performansını olumsuz etkiler ve motorun cihazlarda yeterince güç üretememesine yani cihazların düşük verimle çalışmasına yol açar.
Soru: c) Potansiyel farkın sabit kalması durumunda (şebeke gerilimi) devrede kullanılan direncin değeri artırılırsa elektrik akımında nasıl bir değişim olur?
- Cevap: Potansiyel fark sabitken devredeki direnç arttığında devredeki elektrik akımı azalır. Bunun nedeni, devredeki direncin artmasının devreden geçen akımı zorlaştırmasıdır. Elektrik akımı, yüklerin hareketiyle oluşur ve direnç arttığında yüklerin hareketi engellenir. Bu durum, devreden geçen akımın azalmasına neden olur.
Soru: 2) Potansiyel fark, elektrik akımı ve direnç arasındaki ilişkiye yönelik görüşlerinizi belirterek hipotez kurunuz.
- Cevap: Hipotez: Potansiyel fark ile elektrik akımı ve direnç arasında doğru orantı; elektrik akımı ile direnç arasında ters orantı vardır. Potansiyel fark artırıldığında sabit bir dirençte elektrik akımı artar; sabit potansiyel farkta direnç arttıkça elektrik akımı azalır.