Harika bir hazırlık sorusu! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Bu sorularla 7. Ünite’ye başlamadan önce eski bilgilerimizi şöyle bir tazeleyelim. Haydi gelin, bu soruları birlikte adım adım, anlayarak çözelim!
Soru 1: Özdeş ampul ve özdeş pillerle kurulmuş yanda verilen devreler ile ilgili aşağıdaki soruları cevaplayınız.
a. Bu devrelerdeki lamba parlaklığını etkileyen değişkenlerin neler olduğunu belirleyiniz. Bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri ilgili yerlere not alınız.
Çözüm:
Sevgili çocuklar, bir deney yaparken bazı şeyleri özellikle değiştiririz, bazı şeylerin bu değişimden nasıl etkilendiğini gözlemleriz ve bazı şeyleri de hiç değiştirmeyip sabit tutarız. İşte bunlara değişkenler diyoruz. Haydi bu devrelere bakarak bu değişkenleri bulalım.
- Bağımsız değişken: Bu, deneyde bizim bilerek ve isteyerek değiştirdiğimiz şeydir. İki devreye baktığımızda neyin farklı olduğunu görüyoruz? Evet, doğru! Birinci devrede bir pil, ikinci devrede ise iki pil var. Demek ki bizim değiştirdiğimiz şey pil sayısıdır. Pil sayısı arttıkça devrenin gerilimi de artar. Bu yüzden bağımsız değişkenimiz pil sayısı (veya gerilim)‘dır.
- Bağımlı değişken: Bu, bizim değiştirdiğimiz şeyden etkilenen, yani sonucunda neyin değiştiğini gözlemlediğimiz şeydir. Pil sayısını değiştirdiğimizde neyin değişmesini bekleriz? Tabii ki ampulün parlaklığının! İki pilli devredeki ampul daha parlak yanacaktır. Yani ampulün parlaklığı, pil sayısına bağlı olarak değişir. Bu yüzden bağımlı değişkenimiz ampul parlaklığıdır.
- Kontrol edilen (sabit tutulan) değişken: Bu da deneyimizin doğru sonuç vermesi için hiç değiştirmediğimiz, aynı tuttuğumuz şeylerdir. Bu iki devrede neleri aynı tuttuk? Soruda da belirttiği gibi “özdeş ampul” kullandık. Yani ampulün cinsi aynı. Ayrıca devreleri kurarken kullandığımız iletken tellerin cinsi, uzunluğu ve kalınlığı da aynıdır. Bunlar bizim kontrol ettiğimiz ve sabit tuttuğumuz değişkenlerdir.
Soru 2: Aynı cins iletken tellerin uzunluk (L) ve kesit alanları (S) yukarıdaki şekilde verilmiştir. Buna göre, iletken tellerin elektriksel dirençlerini, büyük olandan küçük olana doğru sıralayınız.
Çözüm:
Çocuklar, elektriksel direnci bir yol gibi düşünebilirsiniz. Elektrik akımı da bu yolda ilerlemeye çalışan arabalar olsun. Yol ne kadar uzun ve dar olursa arabalar o kadar zorlanır, değil mi? İşte direnç de böyledir. Tel ne kadar uzunsa ve ne kadar inceyse direnci o kadar büyük olur. Tam tersi, tel ne kadar kısaysa ve ne kadar kalınsa direnci o kadar küçük olur.
Şimdi bu bilgiyle telleri inceleyelim:
Adım 1: En büyük direnci bulalım.
En büyük direnç için en uzun ve en ince teli aramalıyız. Şekildeki ikinci tel (ortadaki) hem en uzun hem de ince olan teldir. Bu yüzden en büyük dirence sahip olan 2 numaralı teldir.
Adım 2: En küçük direnci bulalım.
En küçük direnç için en kısa ve en kalın teli aramalıyız. Şekildeki üçüncü tel hem kısa hem de en kalın olan teldir. Bu yüzden en küçük dirence sahip olan 3 numaralı teldir.
Adım 3: Sıralamayı yapalım.
Birinci tel ise uzunluk ve kalınlık olarak bu ikisinin arasında bir dirence sahiptir. Öyleyse dirençleri büyükten küçüğe doğru sıraladığımızda şu sonucu elde ederiz:
2 > 1 > 3
Soru 3: Yandaki elektrik devresinde ampulün daha parlak yanması için devrede hangi değişikliklerin yapılması gerektiğini, aşağıdaki noktalı alana yazınız.
Çözüm:
Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımının ne kadar güçlü olduğuna bağlıdır. Akımı artırırsak ampul daha parlak yanar, azaltırsak daha sönük yanar. Peki, bu devredeki akımı nasıl artırabiliriz? Haydi düşünelim!
Ampulün daha parlak yanması, yani devreden geçen akımı artırmak için iki temel şey yapabiliriz:
- 1. Pil Sayısını Artırmak: Devredeki pil, elektriğe “itme kuvveti” yani gerilim sağlar. Devreye, aynı yönde olacak şekilde (seri bağlayarak) bir pil daha eklersek, gerilimi artırmış oluruz. Artan gerilim, akımı da artırır ve böylece ampulümüz daha parlak yanar. Bu en etkili yöntemdir.
- 2. Devrenin Direncini Azaltmak: Direnç, akıma karşı gösterilen zorluktu. Eğer devredeki toplam direnci azaltırsak akım daha kolay akar, yani artar. Bunu nasıl yapabiliriz? Devredeki iletken telleri daha kısa veya daha kalın tellerle değiştirebiliriz. Ancak bu yöntemin etkisi, pil eklemek kadar belirgin olmayabilir. Yine de bu da bir yöntemdir.
Kısacası, ampulü daha parlak yakmak için en başta devreye seri bağlı bir pil daha eklemeliyiz.