Merhaba sevgili öğrencim. Bugün seninle Fen Bilimleri dersindeki “Elektrik Enerjisi” konusuyla ilgili harika bir etkinlik yapacağız. Görseldeki sorular, elektriksel direncin neye bağlı olduğunu ve ampulün yapısını anlamamız için çok önemli. Hadi gel, soruları tek tek, tane tane inceleyelim ve çözelim.
1. Öğrenci, test uçlarına hangi teli temas ettirdiğinde ampulün parlaklığı en fazla olur? Bu durumun sebebi nedir?
Bu soruyu çözmek için önce “Direnç” ve “Ampul Parlaklığı” arasındaki ilişkiyi hatırlayalım. Bir elektrik devresinde direnç ne kadar küçük olursa, akım o kadar rahat geçer ve ampul o kadar parlak yanar.
Peki, direnç telin uzunluğu ile nasıl değişiyordu?
- Telin boyu uzadıkça direnç artar (Elektriğin yolu uzadığı için zorlanır).
- Telin boyu kısaldıkça direnç azalır (Yol kısaldığı için elektrik rahat geçer).
Çözüm Adımları:
Adım 1: Tellerin uzunluklarına bakalım:
- K teli: 15 cm (En kısa)
- L teli: 30 cm
- M teli: 45 cm (En uzun)
Adım 2: En parlak ışık için en düşük dirence ihtiyacımız var. En düşük direnç, en kısa telde bulunur.
Sonuç: Öğrenci K telini temas ettirdiğinde ampul en parlak yanar.
Sebebi: Tellerin cinsi (bakır) ve kalınlıkları aynıdır. Ancak K teli en kısa olduğu için elektriksel direnci en azdır. Direnç az olduğu için devreden geçen akım daha fazla olur ve ampul daha parlak yanar.
2. Öğrenci, test uçlarına hangi teli temas ettirdiğinde ampulün parlaklığı en az olur? Bu durumun sebebi nedir?
Şimdi de tam tersini düşüneceğiz. Ampulün parlaklığının en az olması demek, elektriğin geçmekte en çok zorlandığı, yani direncin en büyük olduğu durum demektir.
Çözüm Adımları:
Adım 1: Elektriğin yolunun en uzun olduğu teli bulmalıyız. Çünkü yol uzadıkça direnç artar.
Adım 2: Telleri karşılaştıralım: K (15 cm), L (30 cm), M (45 cm).
Sonuç: Öğrenci M telini temas ettirdiğinde ampul parlaklığı en az olur.
Sebebi: M teli, diğerlerine göre en uzun teldir. İletkenin uzunluğu arttıkça elektriksel direnci artar. Direnç arttığı için devreden geçen akım azalır ve ampul sönük yanar.
3. Test uçlarına temas ettirilen K, L ve M bakır tellerinin dirençlerinin büyükten küçüğe doğru sıralanışı nasıldır? Nedenleriyle açıklayınız.
Burada az önce öğrendiğimiz kuralı matematiksel bir sıralamaya dökeceğiz. Unutma kuralımız şuydu: “Tel uzadıkça direnç artar.”
Çözüm Adımları:
Adım 1: Uzunlukları sıralayalım:
- M teli: 45 cm (En uzun)
- L teli: 30 cm (Orta)
- K teli: 15 cm (En kısa)
Adım 2: En uzun telin direnci en büyük, en kısa telin direnci en küçüktür.
Sonuç: Dirençlerin büyükten küçüğe sıralanışı: M > L > K şeklindedir.
Sebebi: Tellerin kalınlıkları ve cinsleri aynı olduğu için, uzunluğu en fazla olan M telinin direnci en büyük, uzunluğu en az olan K telinin direnci ise en küçüktür.
B. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.
1. Aşağıdaki görselde akkor filamanlı ampul verilmiştir. Bu görselde oklarla gösterilen kısımların isimlerini, noktalı yerlere yazınız. Bu kısımların iletken mi yoksa yalıtkan mı olduğunu belirtiniz.
Ampulün iç yapısını hatırlayalım. Elektriğin geçmesi gereken yerler iletken, bizi elektrik çarpmasından koruyan veya havanın içeri girmesini engelleyen yerler yalıtkandır.
Çözüm:
- 1. Cam Balon: Yalıtkandır. (İçindeki gazı tutar ve filamanı korur).
- 2. Filaman (Tungsten Tel): İletkendir. (Elektrik buradan geçerken ısınır ve ışık verir).
- 3. İletken Teller (Destek Telleri): İletkendir. (Elektriği filamana taşır).
- 4. Metal Kısım (Duy Bağlantısı): İletkendir. (Ampulün devreye bağlanmasını sağlar).
2. Elektriksel direnç nedir?
Bu soru, konunun en temel tanımıdır. Bunu bir öğrenci olarak aklında şöyle tutabilirsin: Hani kalabalık bir koridorda yürümeye çalışırken zorlanırsın ya, işte elektrik de kablodan geçerken öyle zorlanır.
Cevap: Maddelerin, üzerlerinden geçen elektrik akımına karşı gösterdiği zorluğa elektriksel direnç denir. Direnç ne kadar büyükse, elektrik akımı o maddeden o kadar zor geçer.