Soru 1
Kısa cevap
- Seri: Eşdeğer Direnç = 18\ \Omega, Ana Koldan Geçen Akım = 2\text{ A}, En Büyük Gerilime Sahip Direnç = Hepsinde eşit (12\text{ V})
- Paralel: Eşdeğer Direnç = 2\ \Omega, Ana Koldan Geçen Akım = 18\text{ A}, En Büyük Gerilime Sahip Direnç = Hepsinde eşit (36\text{ V})
- Birleşik: Eşdeğer Direnç = 9\ \Omega, Ana Koldan Geçen Akım = 4\text{ A}, En Büyük Gerilime Sahip Direnç = M direnci (24\text{ V})
Çözüm adımları ve kontrol
-
Seri Bağlı Devre (Şekil 1):
- Eşdeğer direnç: R_{eş} = 6 + 6 + 6 = 18\ \Omega
- Ana kol akımı: I = \frac{V}{R_{eş}} = \frac{36}{18} = 2\text{ A}
- Her bir direncin gerilimi: V_1 = I \cdot R = 2 \cdot 6 = 12\text{ V} (Tüm dirençlerin gerilimi eşittir).
-
Paralel Bağlı Devre (Şekil 2):
- Eşdeğer direnç: \frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} = \frac{3}{6} \implies R_{eş} = 2\ \Omega
- Ana kol akımı: I = \frac{V}{R_{eş}} = \frac{36}{2} = 18\text{ A}
- Her bir direncin gerilimi üreteç gerilimine eşittir (36\text{ V}). Tüm dirençlerin gerilimi eşittir.
-
Birleşik Devre (Şekil 3):
- Paralel kısmın eşdeğer direnci: R_p = \frac{6 \cdot 6}{6 + 6} = 3\ \Omega
- Toplam eşdeğer direnç: R_{eş} = R_M + R_p = 6 + 3 = 9\ \Omega
- Ana kol akımı: I = \frac{V}{R_{eş}} = \frac{36}{9} = 4\text{ A}
- M direncinin gerilimi: V_M = I \cdot R_M = 4 \cdot 6 = 24\text{ V}
- Paralel kolların gerilimi: V_p = 36 - 24 = 12\text{ V}
- En büyük gerilime sahip direnç 24\text{ V} ile M direncidir.
Soru 2
Örnek cevap / çözüm yolu
Lambaların devreden ayrılmadan ışık vermesinin engellenmesi (üzerlerinden paralel tel geçirilerek kısa devre edilmesi) durumunda:
- K lambası (Seri devre): K lambası kısa devre edildiğinde devrede kalan direnç sayısı azalır. Eşdeğer direnç 18\ \Omega’dan 12\ \Omega’a düşer. Direnç azaldığı için ana koldan geçen elektrik akımı 2\text{ A}'den 3\text{ A}'e artar.
- L lambası (Paralel devre): L lambası kısa devre edildiğinde üretecin uçları doğrudan birleşir. Devrenin eşdeğer direnci sıfıra düşer (0\ \Omega) ve ana koldan geçen akım aşırı derecede artar (kısa devre oluşur).
- M lambası (Birleşik devre): M lambası kısa devre edildiğinde devrede sadece paralel bağlı iki direnç kalır. Eşdeğer direnç 9\ \Omega’dan 3\ \Omega’a düşer, ana kol akımı 4\text{ A}'den 12\text{ A}'e artar.
Çözüm kontrolü
Bir direncin kısa devre edilmesi, o kolun direnç katkısını ortadan kaldırır. Ohm Kanunu’na (I = \frac{V}{R}) göre eşdeğer direnç azaldığında ana kol akımı artar.
Soru 3
Örnek cevap / çözüm yolu
Öğrenciler şu temel çıkarımları elde etmiş olabilirler:
- Bağlanma Türü ve Eşdeğer Direnç İlişkisi: Özdeş dirençler seri bağlandığında eşdeğer direnç en büyük (18\ \Omega), paralel bağlandığında ise en küçük (2\ \Omega) değerini alır. Birleşik bağlamada eşdeğer direnç ara bir değer (9\ \Omega) oluşturur.
- Akım Dağılımı: Eşdeğer direnç küçüldükçe üreteçten çekilen ana kol akımı artar (I_{\text{paralel}} > I_{\text{birleşik}} > I_{\text{seri}}).
- Gerilim Paylaşımı: Seri bağlamada üreteç gerilimi dirençler arasında bölüşülürken, paralel bağlamada her bir paralel kol üretecin tam gerilimini kullanır.
Kitapta kolayca gezin
← Önceki sayfa: 239 · 
Fizik Ders Kitabı cevapları · Sonraki sayfa: 241 →