Test 1`in Çözümü Elektrik Enerjisi ve Elektriksel Güç Testlerinin

3
Elektrik Enerjisi ve Elektriksel Güç Testlerinin Çözümleri
1
ikisinin eş değeri şekilde görüldüğü gibi 4 Ω olur.
Test 1’in Çözümü
Benzer düşünce ile, diğer 4 Ω luk dirençlerin eş
değeri 2 Ω eder.
1. Her birinin gerilimi 1,5 volt olan 4 tane pil birbirine
seri bağlı olduğundan devrenin toplam gerilimi 6
volt olur.
Kesiti S, uzunluğu / olan demir çubuğun direnci 6Ω ise, kesiti 2S olduğunda direnci 3Ω olur.
Benzer biçimde bakır çubuğun uzunluğu 2/ olduğunda direnci 6Ω olur.
2Ω
Şekil II de görüldüğü gibi tüm devrenin eş değer
direnci 4 Ω eder.
Devre üzerinde 10 saniyede joule cinsinden açığa
çıkan ısı enerjisi;
W = i2.R.t
W = 22.4.10 = 160 J bulunur.
i1=2A
3Ω
6Ω
i2=1A
+
–
6 volt
itop= 6 = 3A
2
Cevap D dir
2. Devrenin eş değer direnci 4 Ω olduğundan, top24
lam akım
= 6 A olur. 6 A lik akımın 2 amperi,
4
suyun içindeki dirençten geçer. Bu direnç üzerinde
15 saniyede joule olarak açığa çıkan enerji;
W = i2·R·t
W = 22·6·15 = 360 J
olur. Bu enerjinin kalori olarak değeri 90 kaloridir.
Buradan;
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır
4. Anahtar açıkken devrenin üst tarafının eş
değer direnci;
Q = m.c.∆t = m.c.(T2 – T1)
90 = 90.1.(T2 – 20)
1 = T2 – 20 ⇒ T2 = 21°C bulunur.
9 · 18
=6 Ω
9 + 18
bulunur. Anahtar kapalı
iken devrenin üst tarafının eş değer direnci
yine 6 Ω dur.
Cevap A dır
3. Ortadaki tel üzerinde direnç olmadığından 6 Ω luk
direnç hareket ettirilerek 12 Ω ile birleştirilebilir. Bu
Bu nedenle devre akımı, dolayısıyla 12 Ω luk
dirençten geçen akım değişmeyeceğinden,
P2
= 1 bulunur.
P1
Cevap C dir
2
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
5. Sorumuzda verilen devrede 1. ilmekte K noktasından başlayarak verilen yönde ilerleyip, tekrar K
noktasına döndüğümüzde;
3A
6A
Şekil I deki tüm devrenin eş değer direnci 2 ohm
olur. Gerilim 24 volt olduğuna göre üreteçten çeki24
len akım
= 12 A olur. Paralel dirençlerin her
2
birine 24 voltluk gerilim düşer.
i1 = 3+6 = 9 A
i2 = 3 A
i1
=3
i2
Cevap B dir
Kirşofun 1. kuralı: Kapalı bir devrenin herhangi
bir noktasına gelen akımların toplamı, o noktadan
çıkan akımların toplamına eşittir. K noktasına gelen
ve K noktasından çıkan akımlar için;
i = i1 + i2
bağıntısı yazılabilir.
Kirşofun 2. kuralı: Birelektrik devresinin herhangi
bir kapalı kısmındaki gerilimlerin
ve i · R lerin
cebirsel toplamı
birbirine eşittir. Bu
kural;
RV = Ri · R
2V = i1 ·R
yazılabilir. Buradan,
& i1 = 2V
R
i1
i2
= 2 bulunur.
Cevap D dir.
V
V
– +
6. Ohm yasası ile çözülmesi zor olan problemleri kirşof kurallarını uygulayarak çözebiliriz. Bu kurallar
iki tanedir.
2. ilmek için;
7. Özdeş üreteçlerden hangisinin üzerinden daha az
akım geçiyorsa o üretecin ömrü daha uzun olur.
Şekil II den:
R
–
V + i/3
–
V + i/3
+
–
i2 = 2i
i1=i
V +
I
III
V
= i ise
R
2V
i2 =
= 2i
R
V
i3 =
= i olur .
R
Buna göre, t1 > t3 > t2 dir.
i1 =
i
V
+
–
i
2V
– +
V
K
Cevap A dır.
2V
R
V
+
V
–
i
R
RV = Ri · R
şeklinde ifade edilir. Bu kural uygulanırken bir noktadan başlanarak daima aynı yönde ilerlemek ve
aynı noktaya dönmek gerekir.
V
+
– +
– +
2.
R
i3 = i
R
2i
2R
II
I
i1
II
–
V
i2
V
– +
R
–
V
V
– +
R
+
1.
2V
i/3
8.
2V
–
Nihat Bilgin Yayıncılık©
RV = Ri · R
V
–2V + V = –i2R ⇒ i2 =
Şekil I deki üreteçlerin her
birinden i akımı geçiyorsa,
Şekil II deki; üreteçlerin her
birinden i akımı geçer. Şekil
III teki üreteçlerin her birini
den
akımı geçer.
2
i
V
i/2 + V–
i/2 + V–
i
R
III
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
Üreteçlerin tükenme süreleri üzerinden geçen akım
şiddetleriyle ters orantılıdır. Buna göre, t3 > t1 = t2
olur.
3
10. Cevap C dir.
V
Soruda verilen bilgilere göre, dirençlerin değeri
şekil üzerinde yazıldığı gibi olur. Bu nedenle, alt
koldan i akımı geçerse üst koldan 2i akımı geçer.
Bir lambanın ışık şiddeti, onun birim zamanda harcadığı enerjinin bir ölçüsüdür. Bir başka ifadeyle,
ışık şiddeti, lambanın gücü ile doğru orantılıdır.
9. Önce eş değer direnci bulmamız gerekir.
Güç P = i2 . R olduğuna göre;
IK = (2i)2 . R = 4i2R
IL = (2i)2 . R = 4i2R
IM= i2 . 4R = 4i2R
olduğundan IK = IL = IM dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir
dır. Şekil I de gösterilen 20 şer ohm luk dirençler
paralel olduklarından eş değeri 10 ar ohm olur.
K-L noktaları arasında bulunan üç kolun potansi-
yel farkları eşit olup 24 volt kadardır. Bu nedenle,
24
i1 =
=2 A
12
Şekil I de gösterilen M ve L noktaları arasında
direnç olmadığından, M ve L noktaları aynı nokta-
11. Şekil II de görüldüğü gibi 15 Ω luk üç direnç birbirine paraleldir. Tüm devrenin eş değer direnci;
15
=5 Ω
3
bulunur. Devrenin toplam akımı ise;
60
i=
= 12 A
5
olur. Devrenin tamamında, birim zamanda (1 s de)
açığa çıkan ısı enerjisi;
W = i2.R.t
W = (12)2.5.1 = 720 J bulunur.
W1
W2
Cevap E dir
bulunur. En alt kolun toplam direnci 6 Ω dur. Bu
24
koldan geçen toplam akım
= 4 A kadardır.Bu
6
akım, 6 Ω ve 3 Ω luk dirençlerden ters orantılı ola8
cak biçimde geçer.Buradan, i 2 =
A bulunur.
3
Enerjilerin oranı ise;
W1
W2
=
=
i 21 · R 1 · t
i 22 · R 2 · t
=
2 2 · 12
8
( ) 2 ·3
3
48
9
=
bulunur .
64
4
3
Cevap B dir
4
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
12. Şekil I de harflendirme yaptıktan sonra Şekil II yi
olur. Buradan M lambasından geçen akım;
çizebiliriz. K-L noktaları arasında kalan 12 Ω luk üç
direnç birbirine paralel bağlıdır.
140 V
– +
140 V
– +
12 Ω
12 Ω
K
12 Ω
K 12 Ω
K
L
iM =
olur. Lambalardan geçen akımlar arasında,
iM > iL >
arasında
12 Ω
12 Ω
3V
R
L
iK bağıntısı olduğundan, ışık şiddetleri
ΙM>ΙL>ΙK ilişkisi vardır.
Cevap A dır
12Ω
12Ω
12Ω
12Ω
L
K
Paralel
4Ω
L
Şekil I
Şekil II
140 V
– + i= 4 A
12 Ω
14.
12 Ω
Şekil III
K
4Ω
L
Şekil III te görüldüğü gibi devrenin eş değer diren-
140
=5 A
28
i=
dir. K-L arasının potansiyel farkı ise;
VKL = i . RKL = 5·4 = 20 V bulunur.
Cevap D dir
13. 1. şekilde paralel bağlı üreteçlerin eş değer gerilimi
bir üretecinkine eşittir. Diğer iki üreteç ise birbirine
ters bağlı olduğundan gerilimlerinin eş değeri sıfır
olur. Buna göre, K lambasından geçen akım;
V
R
iK =
dır. L lambasının bulunduğu devrede eş değer
gerilim 2V olduğundan;
2V
R
iL =
olur. M lambasının olduğu devrede üç üreteç birbirine seri bağlı olduğundan eş değer gerilimi 3V
Nihat Bilgin Yayıncılık©
ci, Reş = 12 + 12 + 4 = 28 Ω olur. Bu nedenle ana
kol akımı;
Ampermetre 3 + 1 = 4 amperlik bir değer gösterir.
Cevap E dir.
5
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
Test 2’nin Çözümü
K
5.
i=5A K
4Ω
1. Devrede K anahtarı ile L anahtarı değişik kısımlarda, ancak aynı görevi yapmaktadır. Bu nedenle K anahtarı açılıp L anahtarı kapatılırsa voltmetre yine V değerini gösterir.
12Ω
4Ω
K
L
4Ω
4Ω
Cevap B dir.
L
L
2. Kirşof kurallarını uygularsak;
4Ω
V – V = (5·i2 – i1)
5·i2 = i1
i2
i1
=
12Ω
4Ω
K
L
4Ω
4Ω
1
3
Cevap A dır.
Orta kolun eş değer direnci 6Ω dur. Tüm devrenin
eş değer direnci;
1
1
1
1
=
+ +
12
6
4
R KL
3.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
R KL = 2 Ω
3i
V
R1,3=3R
i
bulunur. Verilen devrenin gücü;
P = i2 · R
P = 52 · 2 = 50 watt
bulunur.
Cevap B dir.
R1 direncinden i şiddetinde akım geçerse R2
direncinden 3i kadar akım geçer.
R1 direncinden açığa çıkan ısı enerjsi;
W1 = i2 ·R·t
W 2 = ( 3 i ) 2 · R · t
W2
= 9 bulunur,
W1
Cevap D dir.
4. Devrede iki üreteç vardır. Akım, V1 gerilimli üreteçten çıktığına göre V1 > V2 dir. İki üreteç ters bağlı
olduğundan eş değer gerilim için V1 – V2 bağıntısı
kullanılır. Buradan;
V1 – V2 = i·Reş
56 – V2 = 5.2 + 5·4
6. Akımların geçtiği kollar üretece paralel bağlıdır. Bu
kollarda değişiklik yapılmadığı sürece bunlardan
geçen akım değişmez. Yani i2 ve i3 akımları değişmez.
Sürgü sağa kaydırılınca bu koldaki azaldığından i1
akımı artar.
V2 = 26 volt bulunur.
Cevap C dir.
Cevap C dir.
6
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
7. Voltmetreyi olduğu yerden alıp şekildeki gibi bağlayabiliriz.
10.
2i
X
3R
V
–
+
4 Ω
12 Ω
3i
A
3R
i
6Ω
6R
Y
Z
2Ω
+ –
V
Şekildeki 6R lik dirençten i kadar akım geçerse bu
direnci paralel olan 3R direncinden 2i kadar akım
geçer.
Voltmetreyi 4 Ω luk direncin uçlarına bağlıymış gibi
düşünebiliriz. 4 Ω luk direncin gerilimi 40 volt ise 2
Ω luk direncin gerilimi 20 volttur. Üretecin gerilimi
ise 20 + 40 = 60 volt olur.
m·cX·∆T = (2i)2·3R·t ⇒ cX = 12c
Cevap D dir.
m·cY·∆T = i2·6R·t ⇒ cY = 6c
m·cZ·∆T = (3i)2·3R·t ⇒ cZ = 27c
8. Üreteçler özdeş ve ters bağlı olduğundan S anahtarı açılınca devrenin eş değer gerilimi sıfır olur.
Bu nedenle S anahtarı açıldığında lambalar söner.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
11.
RL = 3 Ω
2A
RM = 2 Ω
1A
9.
RK = 6 Ω
20 volt
–
3A
+
12 volt
20 volt
Gerilim-akım grafiğinin eğimi direnci verir. Buna
göre;
RK = 6 Ω
RL = 3 Ω
RM = 2 Ω
bulunur. K direncinden 1 A, L direncinden 2 A ve
M direncinden 3 A akım geçer. M ve L dirençlerinin güçleri;
V = 2 · (4 + 3)
PM = 32 · 2 = 18 watt
V = 14 volt
PL = 22 · 3 = 12 watt
bulunur. Bunların oranı;
R1,2=7Ω
20 volt
Devreden geçen ana kol akımı;
20
i=
4+3+3
i=2A
bulunur. Voltmetrenin gösterdiği değer;
V = i · R1,2
bulunur.
Voltmetre bağlı olduğu yerde veya R1,2 nin ucunda aynı değeri gösterir.
Cevap C dir.
PM
PL
=
18
3
olur.
=
12
2
Cevap C dir.
7
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
12. Reostanın sürgüsü ok yönünde hareket ettirilince X lambasının bulunduğu koldaki direnç artar.
Bu nedenle bu koldan geçen akım şiddeti azalır.
Böylece X lambasının parlaklığı azalır.
Test 3’ün Çözümü
K
1.
Reostanın hareketiyle Y lambasının bulunduğu
direnç azalır ve buna bağlı olarak Y lambasının
parlaklığı artar.
R
R
R
+
V
–
R
& V2 = 50 V bulunur .
Nihat Bilgin Yayıncılık©
6+4
L
Anahtarların ikisi de kapalı iken devre Şekil II deki
gibidir. Bu durumda her üç direnç birbirine paralel
R
bağlı olup eşdeğer direnç
tür.
3
R direncinden i akımı t süre boyunca geçtiğinde
açığa çıkan ısı enerjisi;
V2 - 10
L
6
4=
L
Anahtarlar açık iken devre Şekil I deki gibidir. Bu
durumda her üç direnç birbirine seri bağlı olduğundan eşdeğer direnç 3R dir.
14.
+
– V
Cevap C dir.
RV
RR
K
Şekil II
13. K ve L anahtarları kapatılınca R derinçlerine düşen
gerilim değişmez. Bu nedenle dirençlerden geçen
akım şiddeti de değişmez.
i=
R
R
Şekil I
V1 gerilimli üreteç ile V2 gerilimli üreteçler ters
bağlıdır. Buradan;
L
K
Cevap A dır.
K
V2
·t
R
bağıntısı ile bulunur. Şekil I deki devrede açığa
çıkan ısı enerjisi;
W=
V2
·t = E
3R
W1 =
dir. Şekil II deki devrede açığa çıkan ısı enerjisi;
W2 =
V2
· t = 9 E bulunur.
R
3
Cevap E dir.
Cevap C dir.
15.
V= ?
2. Anahtar açık iken devreden geçen akım şiddeti i1,
anahtar kapatıldığında i2 olsun.
V
V = i 1 ·8 & i 1 =
8
V
V = i 2 ·4 & i 2 =
4
8 Ω luk dirençten geçen ana kol akımı;
P2 = c
32 = i2 · 8 = 2 A
bulunur. Üretecin gerilimi;
V = i · Reş
V = 2 (8 + 4 + 2)
V = 28 volt bulunur.
V
lik kısmı 4 Ω luk dirençten geçer.
12
i2 akımının
P = i2 · R
V 2
m ·4
12
P = c V m ·4
2
8
P2
4
=
bulunur .
P2
9
2
Cevap D dir.
Cevap C dir.
8
Ünite 2
3.
Elektrik ve Manyetizma
K
2Ω
K
4Ω
=
M 4Ω
K
4Ω
6Ω
4Ω
L
12Ω
L
6Ω
2Ω
12Ω
3Ω
3Ω
K
Şekil I
Şekil II
K-L noktalar arasındaki eşdeğer direnç 1 Ω dur.
VKL = 10 volt olduğuna göre, devrede birim zamanda harcanan enerji;
Şekildeki KL noktaları arasındaki dirençler paralel
bağlı olup eş değerleri RKL = 1 Ω bulunur. i akımı;
18
i=
=6A
1+2
bulunur. Bu akımın 2 A lik kısmı 3 Ω luk dirençten
geçer. Şimdi ısı enerjisini bulalım.
W = t · t2 · R
W = 10 · 22 · 3
W = 120 J olur.
Cevap E dir.
6.
10 2
V2
W=
·t =
· 1 = 100 J bulunur.
R
1
Cevap B dir.
K
4.
– +
ε
– +
ε
r=0
r=0
S
S
K
2
1
M
L
K
Şekil II
ε
Şekil I
– +
K
L
K
K
L
6
6
1
M
6
Şekil II
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Şekil I
K lambasının gerilimi; Şekil I
f , Şekil II de f, Şekil III
de
2
te 2f dir.
Buna göre, I3 > I2 > I1 olur.
r=0
ε
S
–
r=0
+
3
K
Şekil III
Cevap B dir.
3
K
L
7.
3
Şekil I deki harflendirme yöntemi kullanılarak
Şekil II çizilebilir. Şekil II den, RKL = 1 Ω bulunur.
Devrenin tümünün gücü;
P = i2 · RKL
P= 22 · 1 = 4 watt bulunur.
Cevap B dir.
Cevap C dir.
5.
6Ω
8. Joule, kalori
1A
2Ω
K 3A
watt.saniye = Joule
L
6Ω
2A
olup hepsi enerji birimidir. Volt ise potansiyel farkı
birimidir.
volt.amper = watt olup güç birimidir.
3Ω
+ –
K
Newton.metre = Joule
2Ω
L
i=6A
18 volt
Cevap E dir.
9
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
9. Şekil I de X, Y, Z lambaları birbirine paralel bağlı
olduğundan üçünün de gerilimleri ε kadardır. Şekil
II de lambalar birbirine seri bağlı olup eşdeğer
direç Şekil I’e göre artmıştır. Eşdeğer direnç arttığı
için lambalardan geçen ortak akım şiddeti Şekil I’e
göre daha küçüktür. Bu nedenle her üç lambanın
parlaklığı azalır. Şekil II deki lambalardan geçen
akım şiddeti eşit olup parlaklık dirençle doğru
orantılıdır. Parlaklık sırası Z > Y > X tir.
12. S anahtarı kapalı iken X,
Y
Z
Y ve Z lambaları birbiriX
ne paralel olup her birinin gerilimi V dir. Anahtar
+ –
açıldığında devre şekilV
deki gibi olur. Bu şekilde akım Y ve Z lambalarına uğramadan devreyi tamamlar. X lambasının gerilimi yine V dir. Bu
nedenle X in parlaklığı değişmez, Y ve Z söner.
Cevap D dir.
Cevap C dir.
10.
13. Şekil I de K, L, M lambaları birbirine paralel bağlı
olduğundan, her birinin gerilimi V dir.
R
Şekil II de L ve M lambalarının eşdeğer direnci
2
K nin direnci R olacağından L ve M nin gerilimi V,
K nin gerilimi 2V olur. Buna göre, K ninki artar, L ve
M ninki değişmez.
f
S1 anahtarı kapatılınca K lambasında i1 =
akımı
R
geçer.
S2 anahtarı da kapatılınca K lambasından geçen
akım değişmez. Çünkü diğer lamba kısa devre olur.
S1 ve S2 ile birlikte S3 anahtarı da kapatılınca K
lambasından geçen akım yine değişmez. Çünkü
üreteçler K lambasına paraleldir.
Işık şiddeti lambadan geçen akıma bağlı olduğu
için her üç durumda K lambasının parlaklığı aynıdır.
Cevap C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
14. Verilen şekillerde eşdeğer direnç ve toplam gerilimler aşağıdaki gibidir.
R
R
2
2V
+ –
2R
R
i2
Cevap E dir
i1
11. Şekil I de üreteçler paralel bağlı olup, toplam gerilim bir üretecinkine eşittir. Yine bu şekilde lambalar paralel bağlı olduğu için her bir lambanın gerilimi eşit olup bir üretecinki kadardır.
Şekil II de lambalar ve üreteçler seri bağlıdır. Her
bir lambaya yine bir üretecin gerilimi düşer, bu
nedenle lambaların parlaklığı değişmez. Her iki
durumda da üreteçlerin üzerinden aynı akım geçtiği için tükenme süreleri eşittir.
Cevap A dır.
+ –
V
+ –
V
2V
+ –
V
+ –
V
V
+ –
V
V
2R
i3
+ –
+ –
V
V
2V
2V
V
i1 =
=4
R
R
2
V
i 2 =
2R
2V
V
i3 =
=
2R
R
O hâlde i1 > i3 > i2 olur.
Cevap A dır.
10
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
Test 4’ün Çözümü
3.
–
L
1.
–
V
+
–
–
V
V
+
+
4
+
i1
i3
–
K
+
R
R
R
Şekil II
Şekil I
Her iki anahtar açık iken devre Şekil I deki gibidir.
V
Bu devrede i1 =
dir.
R
S1 anahtarı kapatılınca birbirine paralel bağlı üreteç
sayısı ikiye çıkacak, ancak eş değer gerilim değişV
meyecektir. i2 =
olur.
R
Her iki anahtar kapatılınca devre Şekil II deki gibidir.
Bu devrede
V
V
i3 =
=2
R
R
2
olur. Buna göre, i3 > i1 = i2 dir.
Cevap B dir.
2. Her iki anahtar açıkken devre Şekil I deki gibidir.
1 ve 4 numaralı anahtarlar kapatıldığında devre
şekildeki gibi olur. Bu devrede üretecin (+) ucundan
çıkan akım hem K, hem de L lambasının ışık vermesini sağlar.
Cevap B dir.
4.
V
+
–
N
L
Nihat Bilgin Yayıncılık©
1
R
2
N ve L anahtarları kapatıldığında devre tamamlanamaz ve bu durumda hiçbir lamba ışık vermez.
Cevap A dır.
R
i1=
+
–
Şekil I
5.
V
V
=i
R
K
i1
i2
L
Her iki anahtar kapalı iken devre Şekil II deki gibidir.
Reş=
R
2
R
R
– +
+ –
V1
V2
Şekil I
A1
+
–
i2=
V
=2i
R
2
Şekil II
L
K
V
A2
+
–
V
ters bağl
Veş=V
R
dir.
2
Özdeş ve paralel iki üretecin eş değer gerilimi yine
V kadardır. Bu nedenle anahtar kapatıldığında devreden geçen akım şiddeti 2i olur.
Birbirine paralel iki direncin eşdeğeri Reş=
Cevap C dir.
– +
+ –
V1
V2
Şekil II
Veş=0
Anahtar açıldığında ters bağlı üreteçlerin toplam
emksı sıfır olur. Her iki lamba da söner.
Cevap B dir.
11
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
6. A anahtarı açık iken
devre Şekil I deki
Y
gibidir. Bu devrede X
lambasının gerilimi
2V
V
, Y ninki
tür. A
3
3
anahtarı kapatıldığında devre Şekil II deki
gibidir. Harflendirme
yaparak Şekil III’ü çizebiliriz.
L
9. Şekilde verilen lambalardan T lambası kısa devreden dolayı ışık vermez.
V
–
+
Cevap A dır.
10.
X
Şekil I
L
–
Y
L
–
Z
+
L
K
K
+
L
T
V
L
L
X
Y
M
K
A
M
L
Şekil II
K
K
M
X
X
K
Cevap D dir.
L
V
2
Şekil III te görüldüğü gibi hem X, hem de Y nin geriV
limi
olur. O hâlde X in parlaklığı azalır, Y ninki
2
artar.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Şekil III
Tüm lambalar K-L uçları arasında olup birbirine
paralel bağlıdır. Bu nedenle hepsinin parlaklıkları
eşittir.
Y
M
V
2
L
11. Kısa devre oluşmaması için 2 numaralı anahtarın
açık kalması gerekir. Akımın devreyi dolaşabilmesi için 1 numaralı anahtarın kapalı olması gerekir.
Akımın tüm lambalardan geçmesi için 3 numaralı
anahtarın da kapatılması gerekir. 4 numaralı anahtar açık da olsa kapalı da olsa tüm lambalar ışık
verir. Gerekli ve yeterli denildiği için 1 ve 3 numaralı anahtarların kapatılması gerekir.
Cevap B dir.
7. K lambasının bulunduğu devrede eş değer gerilim
3
3V dir. K lambasının gerilimi V olur.
2
L lambasının bulunduğu devrede eş değer gerilim
2V dir. Benzer biçimde M lambasının da gerilimi 2V
olur. O hâlde lambaların parlaklık ilişkisi L = M > K
biçimindedir.
12.
Y
Z
–
V
+
Şekil I
X
T
–
+
X
Cevap E dir.
8. Soruda verilen şekil üzerin
de harflendirme yaparak
yandaki basit şekli çizebiliriz. X lambası üretece
paralel bağlı olduğu için
gerilimi V dir. Diğer lambaların gerilimi V den küçüktür.
V
Her iki anahtar açıkken devre Şekil I deki gibidir.
V
V
Şekil I de lambaların gerilimi VX = , VY = ,
2
2
VZ = V dir.
P
Y
Y
–
R
Z
V
+
Z
V
–
+
X
V
– +
Cevap D dir.
Şekil II
Her iki anahtar kapatıldığında devre Şekil II deki
gibi olur. Şekil II de Y lambası kısa devre olur ve
12
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
söner. R direnci devreye paralel olduğundan X ve
Z nin gerilimini etkilemez.
16.
K
L
L
Bu devrede VX = V, VZ = V dir.
Cevap B dir.
V/2
M
+ –
V
Şekil I
13. Anahtar kapalı iken devredeki tüm elemanları birbirine paralel bağlıdır. Bu durumda üç üreteç, K ve L
Anahtar açıldığında K lam-
bası söner, L lambası ise
L
yalnız bir üreteçten besle-
V
– +
nir.
14. Üreteçlerin tükenme süreleri, üreteçten geçen akım
şiddeti ile ters orantılıdır.
+
+
–
V
V
–
+
–
2i
–
V
+
i/2
+
i/2
V
i
V
i
I
II
III
Şekilde verilenlere göre, t3 > t1 > t2 dir.
Cevap B dir.
15. Reostanın sürgüsü ok yönünde kaydırıldığında
X lambasına seri bağlı direncin değeri artar. Bu
durum, X lambasının gerilimini, dolayısıyla parlaklığını azaltır. Reostanın ok yönündeki hareketi yanı
zamanda Y lambasına seri bağlı direncin değerini
azaltır. Bunun sonucunda Y nin parlaklığı artar.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
–
2V
3
M
+ –
V
Şekil II
Şekil üzerindeki bilgilere göre her üç lambanın
gerilimi, dolayısıyla parlaklığı, önceki duruma göre
azalmaktadır.
Cevap D dir.
lambalarının ışık vermesini sağlamaktadır.
V/2
K
V
3
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
Test 5
4. 4 numaralı lambanın ışık verebilmesi için anahtarların üçü de kapalı olması gerekir.
(Çıkmış Lamba Sınav Soruları)
Cevap D dir.
X
1.
L
Y
5.
lamba
K
i
zil
Z
i
U
3
+ –
i
13
2
1
Bir lambanın ışık verebilmesi için o lambadan elektrik akımı geçmesi gerekir. Anahtarlar açık iken
anahtarın bulunduğu koldan akım geçmez.
4
– +
M anahtarı açık iken X ve Y lambalarından akım
geçmez. Bu nedenle devredeki Z ve U lambaları
ışık verir.
Cevap C dir.
3 numaralı anahtar kapatıldığı zaman zil ile lamba
birbirine seri bağlı hâle gelir. 1 numaralı anahtar
da kapatıldığında devre tamamlanır. Zil çalarken
lamba da ışık verir.
2.
V
X
X
Y
V
2
Z
V
V
V
2
Y
V
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
6. Üretecin gerilimi 3V ise ilk durumda K ve L lambalarının gerilimi de 3V dir. I anahtarı kapatılıp II anahtarı açılırsa aşağıdaki durum elde edilir.
V
K
Z
2V
V
V
Şekil I
V
L
Şekil II
I
– +
Şekil I de Z lambası üretece paralel olduğu için
ucundaki gerilim V dir. X ve Y lambaları gerilimi
V
paylaştıkları için her birine düşen gerilim
dir.
2
Şekil II de bütün lambalar birbirine paralel olup her
birinin gerilimi V dir. Buna göre X ve Y lambalarına
düşen gerilim arttığı için ışık şiddetleri artar. Z lambasının gerilimi değişmediği için ışık şiddeti değişmez.
Cevap A dır.
3. Yalnız L lambasının ışık vermesi için 2 ve 4 numaralı anahtarların kapatılması gerekir.
Cevap C dir.
3V
Dikkat edilirse K ve L lambaları birbirine paralel
olduğu için bu lambaların eş değer direnci diğer
lambanın yarısı kadardır. Buna göre K ve L lambalarına V kadar gerilim düşer.
K ve L lambalarına düşen gerilim azaldığı için bu
lambaların ışık şiddetleri azalır.
Cevap D dir.
7. İlk durumda lambaların üçü de üretece paraleldir. Anahtar açılınca yine paralel olacaklarından
ışık şiddetleri değişmez. K lambasından akım geçmeyeceği için bu lamba söner.
Cevap C dir.
14
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
8. Soruda verilen devrede bütün lambalardan akım
geçtiği için hepsi ışık verir.
12.
Y
X
Cevap E dir.
220 V
Z
110 V
110 V 110 V
220 V
220 V
9. Anahtarların açık olduğu kolları silersek aşağıdaki
devreler elde edilir.
V
+
V
–
+
–
X
Z
Lambalara düşen gerilimler şekildeki gibidir.
Lambalar özdeş olduğu için ışık şiddetleri lambaların uçlarındaki gerilimlerle doğru orantılıdır. Buna
göre X ve Z nin ışık şiddetleri eşit, Y nin ki onlardan
büyüktür.
Cevap E dir.
Z
Şekil I
13. İlk durumda sadece 3 ve 4 lambaları ışkı vermektedir. Anahtarların konumları değiştirildiğinde 1, 4
ve 5 lambaları ışık verecektir. Buna göre her iki
durumda da ışık veren lamba 4 numaralı lambadır.
Şekil II
Şekil I de X ve Z lambalarının bulunduğu kollardan akım geçmediği için bu lambalar ışık vermez.
Yalnızca Y lambası ışık verir.
Şekil II de lambaların üçü de ışık vermektedir. O
hâlde Şekil I de ışık vermediği hâlde Şekil II de ışık
veren X ve Z lambalarıdır.
Cevap D dir.
10. Anahtarlar açıldığında sadece R dirençlerinden
akım geçmez. Lambalardan akım geçmeye devam
eder. Bu yüzden lambaların üçü de ışık vermeyi
sürdürür.
Cevap A dır.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
110 V
Y
Y
X
220 V
14. Her iki şekilde K ve L lambaları birbirine seri, ikisi
birlikte üretece paralel bağlıdır. Yani, K ve L lambalarının ışık şiddetleri değişmez.
İlk durumda M lambası tek başına üreteçlere paraleldir. Şekil II de R direnciyle birlikte üreteçlere
paralel bağlı olduğu için parlaklığı azalır.
Cevap D dir.
15. K lambası üretecin bulunduğu kolda olduğu için
üreteçten akım geçtiği sürece K lambası da ışık
verecektir.
Cevap A dır.
16. Anahtarların tümü açık iken X ve Z lambasından
akım geçer. Fakat Y lambasının bulunduğu koldaki
anahtar açık olduğu için Y lambası ışık veremez.
11.
Cevap D dir.
Lambaların parlaklığı gerilim ile doğru orantılıdır. 1,
2 ve 3 numaralı lambaların gerilimleri V olup eşittir.
Bu nedenle her üç lambanın ışık şiddeti de eşit olur.
Cevap A dır.
17. Üretecin devreye akım verebilmesi için üretecin
olduğu koldaki M anahtarı kapalı olmalıdır. Bu
durumda sadece bir lamba ışık verebilir. Diğer lambaların da ışık verebilmesi için L anahtarının da
kapatılması gerekir.
Cevap B dir.
15
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
22. P ve N lambalarının ikisini birlikte düşünelim. P
ve N lambalarının iki ucu
da aynı A noktasına
bağlıdır. O yüzden bu
lambalar ışık vermezler.
Diğer lambalar ışık verir.
Cevap C dir.
A
K
L
M
N
P
A
A
Cevap C dir.
19. S anahtarı açıkken K ve L lambaları seri bağlıdır,
lambalardan geçen akım;
V
i=
2R
olur.S anahtarı kapatılınca L lambasından geçen
akım,
V
2V
il =
=
3R
3R
2
V
olur. Bu durumda K lambasından geçen akım
3R
dir.
23. P anahtarı kapatılınca lambanın bulunduğu devre
ile üreteçler arasında devre tamamlanmaz. O yüzden lamba ışık vermez.
Cevap E dir.
Anahtar kapatılınca L lambasından geçen akım arttığı için lambanın ışık şiddeti artar. K lambasından
geçen akım azaldığı için ışık şiddeti azalır.
Cevap A dır.
20. L ve M anahtarları açılınca üretecin lambalarla bağlantısı kesilir. Bu yüzden devreden akım geçmez ve
hiçbir lamba ışık vermez.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
A
+ –
18. K ve N anahtarları üretecin bulunduğu devreyi
tamamlamadığı için bu anahtarlar kapatılsa da devreden akım geçmez. Dolayısıyla hiçbir lamba ışık
vermez.
24.
V
X
V
Y
V
2
V
2
V
V
– +
– +
V
V
Cevap D dir.
2V
3
Z
2V
3
V
3
21.
V
2
V
2
L
K
M
N
V
2
V
2
M
N
+ –
+ –
V
V
V
L
K
V
2
V
2
V
2
V
2
– +
Lambalar üretece paralel ise her bir lambanın gerilimi üretecin gerilimine eşittir. Lambalar üretece seri
ise üretecin gerilimi lambalar tarafından paylaşılır.
Cevap D dir.
Her iki durumda lambalara düşen gerilimler aynı
olduğu için lambaların parlaklıkları değişmez. I. ve
II. yargı doğrudur.
Lambanın birim zamanda açığa çıkardığı ısı enerjisi lambanın gücüdür. Lambaların parlaklıkları
değişmediği için güçleri de değişmez.
25. L anahtarı açılınca bütün lambalardan yine akım
geçmeye devam eder. Bu nedenle L anahtarı açılınca tüm lambalar ışık vermeye devam eder.
Cevap E dir.
Cevap B dir.
16
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
+
+
26.
–
–
31. Lambaların her birinin direnci R ve üreteçlerin gerilimleri V olsun. Lambalardan geçen akım şiddetleri;
V
iK =
R
2V
iL =
2R
2V
iM =
R
V
iN =
2R
bu lamba
şk vermez
Soruda verilen şekilde lambalardan yalnızca bir
tanesi ışık vermemektedir. O lambanın bulunduğu
koldaki L anahtarı kapatılırsa o lamba da ışık verir.
Buna göre, iN < iK = iL < iM dir.
Cevap C dir.
Cevap B dir.
27. Özdeş lambaların üçünün de ışık verebilmesi için X
ve Y anahtarlarının kapalı olması gerekir. Z kapalı olursa sağ taraftaki lambalar kısa devre olacağından sadece bir lamba ışık verir.
32. S anahtarının açık ve kapalı olma durumunda devreler aşağıdaki gibidir. Üretecin gerilimi 3V alınırsa
her bir lambaya düşen gerilimler şekiller üzerinde
gösterilmiştir.
28.
i
2i
i
i
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
V
2V
V
+ –
6i + –
3V
3V
2
3V
2
i
4i
Lambalardan geçen akımlar şekildeki gibidir.
Özdeş lambalardan geçen akımlar eşit ise lambalar eşit parlaklıkta yanar. Buna göre 4 tane lamba
eşit parlaklıkta yanar.
Cevap C dir.
3V
2
3V
2
+ –
3V
Buna göre L ve M lambalarının parlaklıkları artar.
Cevap D dir.
29. N ve L anahtarları kapatılırsa her iki lamba da ışık
verir.
Cevap D dir.
30. S anahtarı kapatılınca K lambası kısa devre olur ve
söner. Bu durumda L ve M lambaları üretece paralel olduğu için aynı parlaklıkta ışık verir.
Cevap A dır.
33. Yalnız M anahtarı kapatılırsa bütün lambalar ışık
verir. K anahtarı kapatılırsa hiçbir lamba ışık vermez. L anahtarı kapatılırsa iki lamba ışık verir.
Cevap C dir.
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
34.
–
+
K, L, M anahtarları kapatılırsa bütün lambalar ışık
verir.
Cevap D dir.
K
+–
L
– +
M
– +
2i
i
i
Cevap D dir.
36.
A
A
ksa
devre
A
A
+ –
B
B
B
ksa
devre
B
A
B
K anahtarı kapatılınca en sağdaki ve en soldaki
lambalar kısa devre oldukları için ışık vermezler.
Geriye kalan 5 lamba ışık verir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
35. L ve M lambaları birbirine
paralel bağlı, K lambası
onlara seridir. O yüzden K
lambası en çok ışık vermektedir.
17
18
Ünite 2
Test 6
1.
Elektrik ve Manyetizma
5.
(Çıkmış Sınav Soruları)
E+E–E=E
E
E
E
+ – + – – +
Öncelikle elektrik sobasının direncini bulalım.
E
i = R + 3r
V2
P=
R
220 2
R
R = 22Ω
2200 =
olur. Buna göre telin yarısının gücünü bulalım.
P=
Cevap B dir.
V2
R
220 2
11
P = 4400 watt bulunur .
P=
joule
saniye
watt
coulomb
=
=
= amper
joule
joule
saniye
coulomb
coulomb
Cevap A dır.
6.
Cevap B dir.
2.
R
R
i1=3 A
7.
i2=1 A
+ – + – + –
V
V
+ – + – – +
V
V
V
V
3V
V+V–V=V
Şekil I
Şekil II
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
3r
R
R direncinden geçen akım şiddeti ütüden geçen
akım şiddeti kadardır.
P=V·i
550 = i · 110
V=i·R
110 = 5 · R
3.
ε1=12 V
+
1A
–
ε2=9 V
–
+
i = 5 amper
R = 22 Ω bulunur.
Cevap B dir.
3V
R1=4Ω
0,5 A
i = 0,5 A
R2=4Ω
8.
R3=1Ω
Ι2= 440
Ι1= 220
Ι3= 110
220V
110V
Cevap A dır.
110V
110V
220V
10
V
=
=5A
R
2
Üretecin emksı;
V=ε–i·r
10 = ε – 5 · 0,5
ε = 12,5 volt
bulunur. Anahtar açıkken voltmetre üretecin emksını göstereceğinden 12,5 voltluk değer gösterir.
4.
220V
i=
220V
110V
Cevap E dir.
Cevap E dir.
9.
Her iki üretecin ürettiği akımlar N lambasından
geçtiği için bu lamba en parlak şekilde ışık verir.
Cevap D dir.
19
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
10.
V+V–V=V
V
Y lambasını besleyen üç üreteç olduğundan Y
lambası en parlak şekilde ışık verir. II. yargı da
doğrudur.
Üreteçlerin tükenme süresi üzerlerinden geçen
akımla ters orantılıdır. Bu nedenle III. yargı da doğrudur.
V
V
V
V
V
V
V
iK = V
R
iL = V
R
R
R
Cevap E dir.
V
iM = V
R
R
Cevap A dır.
13.
M
K
11. Tüpün S kesitinden 1 saniyede geçen yükün toplamı;
q top = 5·10 18 + 1·10 18 = 6·10 18 e . y
dir. 1 e.y = 1,6 · 10–19 coulomb olduğundan,
6,18 e.y yük = 0,96 coulomb eder. Devreden
geçen akım şiddeti;
q top
0, 96
=
= 0, 96 A
i=
t
1
bulunur. Akım şiddetinin yönü (+) yüklerin hareket
yönleri olduğundan akım I yönündedir.
Cevap E dir.
K ve M anahtarları kapatılırsa lambaların üçü de
ışık verir.
Cevap C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
14.
L
K
12.
V–V=0
V
3V
– +
– +
V
V
V
V
V
V
M
V
3i
V
Kirşofun’un 2. kuralı olan;
∑V=∑i·R
V
V
bağıntısını kapalı devrelere uygulayalım.
V
V = iK · R ⇒ i K =
R
V
V = iL · R ⇒ i L =
R
2V
V + V = iM · R ⇒ i M =
R
Buna göre akım şiddetleri arasındaki ilişki;
iK = iL < iM bulunur.
V
i
X lambasının bulunduğu devrede toplam gerilim
sıfır olduğundan bu lamba ışık vermez. I. yargı
doğrudur.
Cevap A dır.
20
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
15.
V
18. i K = V
R
2V
V
iL =
=
2R
R
2V
iM =
R
V
iN =
2R
V
V
3V
M anahtarı kapatıldığında üç üreteç birbirine seri
bağlı duruma geçer. Bu durumda eş değer gerilim
3V olup devreden geçen akım şiddeti en büyüktür.
Bu nedenle M anahtarı kapatıldığında lambanın
parlaklığı en fazla olur.
Buna göre akım şiddetleri arasındaki ilişki;
iN < iK = iL < iM olur.
Cevap C dir.
Cevap C dir.
19. Devreden geçen akım şiddeti;
16.
V
2V
V
V
V
V
V
V
2V
R =2i
V
Nihat Bilgin Yayıncılık©
V
R =i
V+V–V=V
V
V
V
V
R =i
RV = 4 + 5 = 3 A
RR 2 + 1
i=
bulunur. İki nokta arasındaki potansiyel farkı;
VXY = ∑V – ∑i · R
bağıntısıyla bulunur. Buna göre;
VXY = 5 – 1 · 3 = 2 volt bulunur.
Cevap A dır.
20.
VK
1
VL
Cevap D dir.
VM
17.
R
K
V
i= R
2
L
1. devre için Kirşof kanunu;
+ –
– +
+ –
V
V
V
VK – VL = i · R
yazabiliriz. 2. devre için Kirşof kanunu;
V+V–V=V
R
K
Şekil I
2V = 2i
R
V– +
– +
V
L
Şekil II
V
– +
V
2V
Cevap E dir.
VK + VM = i · R + i · R
yazabiliriz. M ve L üreteçleri için;
VL + VM = i · R
yazabiliriz. Buna göre;
VK > VL
VK > VM dir.
Cevap C dir.
ELEKTRİK ENERJİSİ VE ELEKTRİKSEL GÜÇ
21. N lambasını bütün üreteçler beslediği için en çok
ışık veren lamba bu lambadır.
25.
R
Cevap D dir.
22.
L
i2
R
2
V
S
X
Y
R
V
M
+ –
R
i1
1
P
+ –
21
L ve M anahtarları kapatılırsa P üretecinden gelen
akım S lambasının ışık vermesini sağlar.
1. kapalı devre için;
V
V – i1 · R ⇒ i 1 =
R
2. kapalı devre için;
V
2V – i2 · 2R ⇒ i 2 =
olur.
R
i1
= 1 bulunur.
i2
Cevap D dir.
Cevap E dir.
∑V=i·R
4 = 2 · i1 ⇒ i1 = 2 A
3 = 1 · i2 ⇒ i2 = 3 A
Bu akımlar ters yönlü oldukları için akım şiddetleri
2 yönünde 1 A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
23. 3V ve 4V lik üreteçlerin oluşturduğu akımlar zıt
yönlüdür.
26. Kapalı devreler için ohm kanunun uygularsak;
i=
Cevap A dır.
K
24.
R
R
–
+
R
V
Rf
RR
18
119 + 1
3
= 0, 15 A bulunur .
i=
20
i=
Cevap C dir.
+
–
V
L
R
R
Devrenin sağ tarafına Kirşofun 2. kuralını uygularsak;
∑Veş – ∑i·Reş = 0
V – V = i·2R
0 – i · 2R = 0
i=0
27.
i1 =
i2 =
K ve L lambalarından akım geçmediği için bu iki
lamba ışık vermez. Sol tarafta kalan üç lamba ışık
verir.
Cevap C dir.
i1
i2
=
2f
f
=
2+1+1
2
f
1
2+
2
=
2f
5
5
olur .
4
Cevap E dir.
22
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
28.
29.
L
II
L
III
V
V
R
V
2
K
R
A
I
M
K
N
V
2
A IV
+
–
V
Ampermetreler, akım şiddetinin ölçüleceği yere
seri bağlanır. İç dirençleri önemsenmeyecek kadar
küçük olduğundan bağlandığı kolda ek bir direnç
oluşturmaz.
Voltmetreler potansiyel farkının ölçüleceği iki nokta
arasına paralel bağlanır. Voltmetrelerin iç dirençleri çok büyüktür. Bu nedenle elektrik devrelerine
bağlandıklarında üzerlerinden akım geçmez.
Başlangıçta tüm lambalar ışık vermektedir. Ölçü
aletleri bağlandıktan sonra L lambası artık ışık
vermediğine göre II numaralı ölçüm aracı voltmetredir. O hâlde I ve IV numaralı ölçüm araçları ampermetre, II ve III numaralı ölçüm araçları ise
voltmetredir.
V
3
R
2
L
R
M
S
R
R 2V
3
+
–
V
S anahtarı açıkken devre Şekil I deki gibidir. Bu duV
rumda K ve L lambalarına düşen gerilim
olur.
2
Anahtar kapatıldığında devre Şekil II deki gibidir. Bu
2V
, L nin3
Nihat Bilgin Yayıncılık©
K
Cevap B dir.
durumda K lambasının potansiyel farkı
V
ki
tür.
3
Lambaların parlaklığı gerilimle doğru orantılı oldu-
30.
ğundan K nınki artar, L ninki azalır..
M
L
Cevap A dIr.
ok
N
reosta
K
+ –
f
K lambası üretece paralel bağlıdır. Bu nedenle reosta sürgüsünün hareketi K lambasının iki ucu arasındaki potansiyel farkını değiştirmez.
Cevap A dır.