🎓 10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 4 - Ders Notu
Bu ders notu, 10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı sınavında karşılaşabileceğin elektrik akımı, direnç, potansiyel fark, Ohm Kanunu, seri/paralel bağlantılar ve elektriksel güç/enerji gibi temel konuları özetlemektedir.
📌 Elektrik Akımı, Potansiyel Fark ve Direnç
Elektrik, günlük hayatımızın vazgeçilmez bir parçasıdır. Bu bölümde, elektriğin temel taşları olan akım, gerilim ve direnç kavramlarını inceleyeceğiz.
- Elektrik Akımı (I): Yüklü parçacıkların (genellikle elektronların) bir iletken üzerinde hareket etmesidir. Birim zamanda geçen yük miktarı olarak tanımlanır. Birimi Amper (A)'dir. Formülü: $I = \frac{q}{t}$ (Burada $q$ yük, $t$ zamandır).
- Potansiyel Fark (Gerilim, V): Bir devredeki iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel enerji farkıdır. Yüklerin hareket etmesini sağlayan itici kuvvettir. Birimi Volt (V)'tur.
- Direnç (R): Bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluktur. Birimi Ohm ($\Omega$)'dur. Bir iletkenin direnci; uzunluğuna ($L$), kesit alanına ($A$) ve yapıldığı maddenin özdirencine ($\rho$) bağlıdır. Formülü: $R = \rho \frac{L}{A}$.
💡 İpucu: Akım, suyun borudaki akışına; gerilim, suyun akmasını sağlayan basınca; direnç ise borunun darlığına veya tıkanıklığına benzetilebilir.
📌 Ohm Kanunu
Elektrik akımı, potansiyel fark ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklayan temel kanundur.
- Bir devredeki akım ($I$), potansiyel fark ($V$) ile doğru orantılı, direnç ($R$) ile ters orantılıdır.
- Formülü: $V = I \cdot R$
- Bu formülden akım ($I = \frac{V}{R}$) veya direnç ($R = \frac{V}{I}$) de bulunabilir.
⚠️ Dikkat: Ohm Kanunu sadece "Ohmik" dirençler için geçerlidir. Yani direncin değeri akım veya gerilimle değişmez.
📌 Dirençlerin Seri Bağlanması
Dirençlerin uç uca eklenerek tek bir yol oluşturduğu bağlantı şeklidir.
- Akım: Her dirençten geçen akım aynıdır. $I_{toplam} = I_1 = I_2 = ...$
- Potansiyel Fark: Toplam potansiyel fark, dirençler üzerindeki potansiyel farkların toplamına eşittir. $V_{toplam} = V_1 + V_2 + ...$
- Eşdeğer Direnç ($R_{eş}$): Tüm dirençlerin toplamına eşittir. $R_{eş} = R_1 + R_2 + ...$
💡 İpucu: Seri bağlı lambalardan biri bozulursa, akım kesilir ve diğer lambalar da söner. (Örn: Eski yılbaşı ağacı ışıkları)
📌 Dirençlerin Paralel Bağlanması
Dirençlerin aynı iki nokta arasına, yani akımın kollara ayrıldığı şekilde bağlanmasıdır.
- Akım: Ana kol akımı, kollardaki akımların toplamına eşittir. $I_{toplam} = I_1 + I_2 + ...$
- Potansiyel Fark: Her bir direncin üzerindeki potansiyel fark aynıdır ve ana gerilime eşittir. $V_{toplam} = V_1 = V_2 = ...$
- Eşdeğer Direnç ($R_{eş}$): Eşdeğer direncin tersi, dirençlerin terslerinin toplamına eşittir. $\frac{1}{R_{eş}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ...$
- Sadece iki direnç için daha pratik bir formül: $R_{eş} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}$
⚠️ Dikkat: Paralel bağlı devrelerde eşdeğer direnç, devredeki en küçük dirençten bile daha küçüktür.
💡 İpucu: Evlerimizdeki elektrik tesisatı paralel bağlıdır. Böylece bir cihaz bozulsa bile diğerleri çalışmaya devam eder.
📌 Elektriksel Güç ve Enerji
Elektrik enerjisi, cihazların çalışması için gerekli olan enerjidir. Elektriksel güç ise bu enerjinin birim zamanda ne kadar hızlı tüketildiğini gösterir.
- Elektriksel Güç (P): Bir elektrik devresinde birim zamanda harcanan veya üretilen enerjidir. Birimi Watt (W)'tır.
- Formülleri:
- $P = V \cdot I$ (Gerilim ve akım cinsinden)
- $P = I^2 \cdot R$ (Akım ve direnç cinsinden)
- $P = \frac{V^2}{R}$ (Gerilim ve direnç cinsinden)
- Elektriksel Enerji (E): Bir elektrik devresinde harcanan toplam enerjidir. Birimi Joule (J) veya daha sık kullanılan kilowatt-saat (kWh)'tir.
- Formülleri:
- $E = P \cdot t$ (Güç ve zaman cinsinden)
- $E = V \cdot I \cdot t$
- $E = I^2 \cdot R \cdot t$
- $E = \frac{V^2}{R} \cdot t$
💡 İpucu: Evdeki elektrik faturası, harcadığınız elektriksel enerjinin (kWh) maliyetidir. Cihazların üzerinde yazan Watt değeri, o cihazın gücünü gösterir.
📌 Lambaların Parlaklığı
Bir lambanın parlaklığı, üzerinden geçen akıma ve direnciyle ilişkili olan elektriksel gücüyle doğru orantılıdır.
- Bir lambanın parlaklığı, o lambanın harcadığı elektriksel güç ($P$) ile doğru orantılıdır. Güç ne kadar fazlaysa, lamba o kadar parlak yanar.
- Parlaklık karşılaştırmaları yaparken genellikle $P = I^2 \cdot R$ veya $P = \frac{V^2}{R}$ formülleri kullanılır.
- Seri bağlı lambalarda, aynı akım geçtiği için direnci büyük olan lamba daha parlak yanar ($P = I^2 \cdot R$).
- Paralel bağlı lambalarda, aynı gerilim uygulandığı için direnci küçük olan lamba daha parlak yanar ($P = \frac{V^2}{R}$).
⚠️ Dikkat: Lambaların dirençleri genellikle sabittir. Parlaklık değişimi genellikle üzerlerinden geçen akım veya gerilimin değişmesiyle olur.
