Elektrik enerjisinin dönüşümü 8. sınıf Test 2

Bir elektrik devresinde 10 ohm dirençli bir iletkenden 2 amper akım geçmektedir. Bu iletken 1 dakika boyunca akıma maruz bırakılıyor. İletkende açığa çıkan enerji hangi seçenekte doğru verilmiştir?

A) 1200 J
B) 2400 J
C) 3600 J
D) 4800 J

Bu soruda, bir elektrik devresinde dirençli bir iletkende açığa çıkan enerjiyi bulmamız isteniyor. Elektrik enerjisi, bir direnç üzerinden akım geçtiğinde ısı olarak açığa çıkar. Bu olaya Joule Isınması denir. Şimdi adım adım çözüme geçelim:

• Adım 1: Verilenleri Belirleyelim ve Birimleri Kontrol Edelim.

  Bize verilen değerler şunlardır:

  • Direnç ($R$) = $10 \, \Omega$
  • Akım ($I$) = $2 \, A$
  • Süre ($t$) = $1 \, \text{dakika}$
• Adım 2: Süre Birimini Standart Hale Getirelim.

  Fizik problemlerinde enerji hesaplamaları yaparken, zaman birimi genellikle saniye ($s$) olarak kullanılır. Bu nedenle, verilen süreyi dakikadan saniyeye çevirmemiz gerekiyor:

  • $1 \, \text{dakika} = 60 \, \text{saniye}$
  • Yani, $t = 60 \, s$
• Adım 3: Enerji Hesaplama Formülünü Hatırlayalım.

  Bir dirençte açığa çıkan elektrik enerjisi ($E$), akım ($I$), direnç ($R$) ve süre ($t$) ile aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

  $E = I^2 \cdot R \cdot t$

• Adım 4: Değerleri Formülde Yerine Koyalım ve Hesaplayalım.

  Şimdi, belirlediğimiz değerleri formülde yerine koyarak enerjiyi hesaplayalım:

  • $E = (2 \, A)^2 \cdot (10 \, \Omega) \cdot (60 \, s)$
  • Önce akımın karesini alalım: $I^2 = 2^2 = 4 \, A^2$
  • Şimdi tüm değerleri çarpalım: $E = 4 \, A^2 \cdot 10 \, \Omega \cdot 60 \, s$
  • $E = 40 \, (A^2 \cdot \Omega) \cdot 60 \, s$
  • $E = 2400 \, J$
• Adım 5: Sonucu Değerlendirelim.

  Hesaplamalarımız sonucunda iletkende açığa çıkan enerjinin $2400 \, J$ olduğunu bulduk. Bu sonuç, seçenekler arasında B seçeneği ile eşleşmektedir.

Cevap B seçeneğidir.