Öz direnci $2 \times 10^{-8}$ Ω·m olan bir iletken telden 4 A akım geçmektedir. Telin uzunluğu 10 m ve kesit alanı $2 \times 10^{-6}$ m² olduğuna göre, telin uçları arasındaki potansiyel fark kaç volttur?
A) 0,4Merhaba sevgili öğrenciler, bu soruda bir iletken telin direncini ve ardından uçları arasındaki potansiyel farkı hesaplamamız isteniyor. Adım adım ilerleyerek bu problemi kolayca çözelim.
1. Adım: Verilen Bilgileri Belirleyelim
Soruda bize aşağıdaki bilgiler verilmiştir:
Bizden istenen ise telin uçları arasındaki potansiyel fark ($V$) değeridir.
2. Adım: Telin Direncini ($R$) Hesaplayalım
Bir iletken telin direnci, öz direnci, uzunluğu ve kesit alanına bağlıdır. Bu ilişkiyi veren formül şöyledir:
$R = \rho \frac{L}{A}$
Şimdi verilen değerleri bu formülde yerine koyalım:
$R = (2 \times 10^{-8} \text{ Ω·m}) \times \frac{10 \text{ m}}{2 \times 10^{-6} \text{ m}^2}$
İşlemleri yaparken üslü sayılara dikkat edelim:
$R = \frac{2 \times 10^{-8} \times 10}{2 \times 10^{-6}}$
$R = \frac{20 \times 10^{-8}}{2 \times 10^{-6}}$
$R = 10 \times 10^{-8 - (-6)}$
$R = 10 \times 10^{-2}$
$R = 0.1$ Ω
Yani, telin direnci $0.1$ Ohm'dur.
3. Adım: Telin Uçları Arasındaki Potansiyel Farkı ($V$) Hesaplayalım
Telin direncini bulduğumuza göre, Ohm Kanunu'nu kullanarak telin uçları arasındaki potansiyel farkı hesaplayabiliriz. Ohm Kanunu formülü şöyledir:
$V = I \times R$
Burada $I$ akımı ve $R$ direnci temsil eder. Bulduğumuz direnç değerini ve soruda verilen akım değerini yerine koyalım:
$V = 4 \text{ A} \times 0.1 \text{ Ω}$
$V = 0.4 \text{ V}$
Buna göre, telin uçları arasındaki potansiyel fark $0.4$ volttur.
Cevap A seçeneğidir.