6. sınıf fen bilimleri 2. dönem 2. yazılı 4. senaryo Test 2

Bir öğrenci, aynı kalınlıktaki bakır tellerin farklı uzunluklarını kullanarak bir basit elektrik devresi kuruyor. Tellerin uzunluğu arttıkça ampul parlaklığının azaldığını gözlemliyor. Bu deneyden aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yapılabilir?

A) Telin uzunluğu arttıkça direnci azalır.

B) Telin uzunluğu arttıkça elektriği daha iyi iletir.

C) Telin uzunluğu arttıkça direnci artar.

D) Telin kalınlığı ampul parlaklığını etkilemez.

Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşalım.

• Adım 1: Ampul Parlaklığı ve Elektrik Akımı İlişkisi

  Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımının şiddetiyle doğrudan ilişkilidir. Yani, devreden ne kadar çok elektrik akımı geçerse ampul o kadar parlak yanar; ne kadar az akım geçerse ampul o kadar sönük yanar.

• Adım 2: Gözlemi Yorumlama

  Öğrenci, telin uzunluğu arttıkça ampul parlaklığının azaldığını gözlemliyor. Bu gözlem bize, telin uzunluğu arttıkça devreden geçen elektrik akımının şiddetinin azaldığını gösterir.

• Adım 3: Ohm Kanunu ve Direnç İlişkisi

  Elektrik devrelerinde akım, gerilim (voltaj) ve direnç arasındaki temel ilişki Ohm Kanunu ile açıklanır: $V = I \cdot R$. Burada $V$ gerilim (pilin voltajı), $I$ akım ve $R$ dirençtir.

  Deneyde kullanılan pilin gerilimi ($V$) sabittir. Eğer ampul parlaklığı azalıyorsa (yani akım $I$ azalıyorsa), Ohm Kanunu'na göre devrenin toplam direncinin ($R$) artması gerekir. Çünkü sabit bir gerilimde akımın azalması için direncin artması şarttır.

• Adım 4: Telin Uzunluğu ve Direnç İlişkisi

  Bir iletken telin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluğa direnç denir. Bir telin direnci, telin yapıldığı malzemenin cinsine (öz direnç), telin uzunluğuna ve telin kesit alanına (kalınlığına) bağlıdır.

  Direnç formülü genellikle $R = \rho \cdot \frac{L}{A}$ şeklinde ifade edilir. Burada $R$ direnç, $\rho$ öz direnç (malzemeye bağlı), $L$ telin uzunluğu ve $A$ telin kesit alanıdır (kalınlığı).

  Soruda "aynı kalınlıktaki bakır teller" kullanıldığı belirtiliyor. Bu, telin malzemesi ($\rho$) ve kesit alanı ($A$) sabit demektir. Bu durumda, telin direnci ($R$) sadece uzunluğu ($L$) ile doğru orantılı olarak değişir. Yani, telin uzunluğu arttıkça direnci de artar.

• Adım 5: Sonuç Çıkarım ve Seçenekleri Değerlendirme

  Yukarıdaki adımları birleştirelim:

  • Telin uzunluğu arttıkça ampul parlaklığı azalıyor.
  • Ampul parlaklığının azalması, devreden geçen akımın azaldığı anlamına gelir.
  • Sabit gerilimde akımın azalması, devrenin toplam direncinin arttığı anlamına gelir (Ohm Kanunu).
  • Deneyde değişen tek şey telin uzunluğu olduğuna göre, telin uzunluğu arttıkça direnci artıyor demektir.

  Şimdi seçenekleri inceleyelim:

  • A) Telin uzunluğu arttıkça direnci azalır. (Yanlış, bu durumda parlaklık artardı.)
  • B) Telin uzunluğu arttıkça elektriği daha iyi iletir. (Yanlış, daha iyi iletmek direncin azalması demektir.)
  • C) Telin uzunluğu arttıkça direnci artar. (Doğru, bu durum gözlemimiz ve fizik kurallarıyla tamamen uyumludur.)
  • D) Telin kalınlığı ampul parlaklığını etkilemez. (Yanlış, telin kalınlığı (kesit alanı) direnci etkiler ve dolayısıyla ampul parlaklığını da etkiler. Ayrıca bu, deneyde doğrudan gözlemlenen bir çıkarım değildir.)

Bu analizler sonucunda, doğru çıkarımın C seçeneği olduğu açıkça görülmektedir.

Cevap C seçeneğidir.