Harika bir çalışma! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Şimdi bu soruları birlikte, adım adım ve anlayacağınız bir dilde çözeceğiz. Elektrik devreleri konusunu ne kadar iyi anladığımızı görelim!
Soru 1: Özdeş devre elemanları ile aşağıdaki devre hazırlanmış ve ampullerin ışık vermesi sağlanmıştır.
Buna göre
I. L ampulü, duydan sökülüyor.
II. M ampulü, duydan sökülüyor.
III. Devreye paralel bağlı bir ampul daha ekleniyor.
ifadelerinden hangileri tek başına yapıldığında devredeki diğer ampullerin parlaklığı değişmez?
Merhaba çocuklar! Bu soruyu çözmeden önce çok önemli bir bilgiyi hatırlayalım. Görseldeki devre paralel bağlı bir devredir. Paralel bağlı devrelerde her bir ampul, kendi başına bir “yol” üzerindedir ve hepsi doğrudan pile bağlıdır. Bu yüzden, bir koldaki değişiklik diğer kolların gerilimini, yani pilden aldığı gücü etkilemez. Ampul parlaklığı da ampulün üzerinden geçen akıma ve gerilime bağlıdır. Gerilim değişmezse parlaklık da değişmez!
Şimdi adımları tek tek inceleyelim:
Adım 1:I. L ampulü, duydan sökülüyor.
Eğer L ampulünü sökersek, sadece L’nin bulunduğu kol çalışmaz hale gelir. Ama K ve M ampulleri hala doğrudan pile bağlı olmaya devam eder. Onların pilden aldığı gerilim değişmeyeceği için parlaklıkları da değişmez.Adım 2:II. M ampulü, duydan sökülüyor.
Aynı şekilde, M ampulünü söktüğümüzde de sadece M’nin olduğu kol devreden çıkar. K ve L ampullerinin bağlı olduğu kollar bundan etkilenmez. Onların da parlaklığı değişmez.Adım 3:III. Devreye paralel bağlı bir ampul daha ekleniyor.
Devreye dördüncü bir ampulü paralel olarak eklediğimizde, yeni bir “yol” daha açmış oluruz. Bu yeni ampul de diğerleri gibi doğrudan pilden kendi gerilimini alır. Var olan K, L ve M ampullerinin pilden aldığı gerilim yine değişmez. Dolayısıyla onların da parlaklığı değişmez.Gördüğünüz gibi, yapılan üç işlem de diğer ampullerin parlaklığını değiştirmiyor. Bu durumda I, II ve III ifadelerinin hepsi doğrudur.
Sonuç: Doğru cevap D) I, II ve III seçeneğidir.
Soru 2: Özdeş devre elemanları ile aşağıdaki elektrik devreleri hazırlanmış ve devreye bağlanan voltmetre ve ampermetrenin gösterdiği değerler tabloda verilmiştir.
Verilen bilgilerden yola çıkılarak aşağıdakilerden hangisine ulaşılamaz?
Çocuklar, bu soruda bize verilen devre şemalarını ve tabloyu dikkatlice analiz etmemiz gerekiyor. Soru kökünde “ulaşılamaz” dediği için, şıklardaki ifadelerden hangisinin verilen bilgilerle kanıtlanamadığını veya yanlış olduğunu bulacağız.
Adım 1: Devreleri ve tabloyu inceleyelim.
- 1. Devre: Bir ampul var. Akım (Amper) 8A, Gerilim (Volt) 16V, Direnç 2Ω.
- 2. Devre: İki ampul seri bağlanmış. Akım (Amper) 4A, Gerilim (Volt) 16V, Direnç 4Ω.
Pil geriliminin (Volt) her iki devrede de 16V olduğuna dikkat edelim. Bu bizim ana güç kaynağımız.
Adım 2: Şıkları tek tek kontrol edelim.
A) Seri bağlı devrede ampul sayısı arttıkça devreden geçen akım azalır.
Bakalım doğru mu? 1. devrede (1 ampul) akım 8A iken, 2. devrede (2 ampul) akım 4A’e düşmüş. Evet, ampul sayısı artınca akım azalmış. Bu bilgiye tablodan ulaşabiliriz.B) Devrelere voltmetre paralel bağlanırken ampermetre seri bağlanır.
Şemalara bakalım. Her iki devrede de Voltmetre (V) ampullere paralel, yani onları “kucaklayacak” şekilde bağlanmış. Ampermetre (A) ise devrenin ana koluna, yani akımın geçtiği yola seri olarak bağlanmış. Bu bilgiye de şemalardan ulaşabiliriz. Bu zaten bir kuraldır!C) Seri bağlı devrede ampul sayısı arttıkça devrenin direnci de artar.
Tabloyu kontrol edelim. 1. devrede (1 ampul) direnç 2Ω iken, 2. devrede (2 ampul) direnç 4Ω olmuş. Ampul sayısı artınca direnç de artmış. Bu bilgiye de tablodan ulaşabiliriz.D) Seri bağlı devrede ampul sayısı arttıkça devredeki gerilim azalır.
Hemen tabloya bakalım. 1. devrede de devrenin toplam gerilimi 16V, 2. devrede de devrenin toplam gerilimi 16V. Çünkü her iki devrede de aynı pil kullanılmış. Ampul sayısı artsa da pilin sağladığı toplam gerilim değişmemiş. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır. Bu bilgiye ulaşamayız, hatta tam tersinin doğru olduğunu görürüz.Sonuç: Ulaşamayacağımız, yani yanlış olan ifade D seçeneğidir. Doğru cevap D‘dir.
Soru 3: Aşağıdaki Venn şemasında kırmızı daire seri bağlanabilen, mavi daire paralel bağlanabilen, dairelerin kesişim noktası ise hem paralel hem de seri bağlanabilen devre elemanlarını karşılamaktadır.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Sevgili arkadaşlar, bu soruyu çözmek için devre elemanlarının nasıl bağlandığını hatırlamamız yeterli. Venn şemasını doğru yorumlayalım.
Adım 1: Venn şemasının bölgelerini tanımlayalım.
- Kırmızı Alan:Sadece seri bağlanabilen elemanlar.
- Mavi Alan:Sadece paralel bağlanabilen elemanlar.
- Beyaz Alan (Kesişim):Hem seri hem de paralel bağlanabilen elemanlar.
Adım 2: Devre elemanlarını doğru yerlere yerleştirelim.
- Ampul: Ampulleri hem art arda (seri) hem de farklı kollarda (paralel) bağlayabiliriz. O zaman ampul beyaz alana yazılmalıdır.
- Ampermetre: Akımı ölçer ve akımın yoluna girmesi gerekir. Bu yüzden mutlakaseri bağlanır. Ampermetre kırmızı alana yazılmalıdır.
- Voltmetre: Gerilimi (potansiyel farkı) ölçer ve iki nokta arasını ölçtüğü için devreye mutlakaparalel bağlanır. Voltmetre mavi alana yazılmalıdır.
Adım 3: Şimdi şıkları bu bilgilere göre değerlendirelim.
A) Mavi alana “ampul” yazılabilir.
Yanlış. Ampul hem seri hem paralel bağlanabildiği için beyaz alana yazılır. Mavi alana sadece paralel bağlanan voltmetre yazılır.B) “Ampermetre” ve “voltmetre” beyaz alana yazılabilir.
Kesinlikle yanlış. Ampermetre sadece seri (kırmızı alan), voltmetre sadece paralel (mavi alan) bağlanır.C) Kırmızı alana yazılan devre elemanı, akım şiddetini ölçebilir.
Kırmızı alana ne yazmıştık? Ampermetre. Ampermetre ne işe yarar? Akım şiddetini ölçer. O zaman bu ifade doğrudur!D) Beyaz alana yazılan devre elemanı, gerilimi ölçebilir.
Beyaz alana ampul gibi elemanlar yazılır. Ampul gerilimi ölçmez, ışık verir. Gerilimi ölçen voltmetredir ve o da mavi alandadır. Bu ifade de yanlıştır.Sonuç: Yaptığımız analizlere göre doğru olan tek ifade C seçeneğidir.