10.sınıf fizik elektrik, basit elektrik devreleri, üreteç, anahtar, potansiyel fark, elektik akımı ve direnç ders notları
Basit elektrik devreleri
Basit bir elektrik devresi bir lamba, anahtar, üreteç ve iletken telden oluşur.
Üreteç: Devreye elektrik enerjini sağlayan kaynaktır.
Örnek olarak pil, akü, jeneratör ve güneş enerjisini verebiliriz.
Üreteçler devrede potansiyel fark oluşturur ve böylece elektronların hareketini sağlar.
Üretecin devrede gösterimi;
İletken tel: Devre elemanlarını birbirine bağlayan ve elektrik enerjisinin iletilmesini sağlayan kablodur.
Anahtar : Devreyi açıp kapamaya yarayan devre elemanıdır. Böylece devrede akımın geçişi kontrol edilir.
Devrenin anahtarı açık ise devreden akım geçmez.
Devrenin anahtarı kapalı ise akım geçer.
Direnç: İletkenin elektrik akıma karşı gösterdiği zorluğa direnç denir.
Devrede gösterimi;
R harfi ile gösterilir.
Birimi ohm (Ω) dur.
Direnç üzerinden akım geçerken direnç ısınır ve çevreye ısı ve ışık yayar. Basit elektrik devresinde kullanılan lambalar birer dirençtir.
Dirençler fırın ve ütülerde ısıtma amaçlı kullanılır.
Reosta: Ayarlanabilir dirençtir. Devrede akımı değiştirmek için kullanılır.
Devrede gösterimi;
Reostanın sürgüsü bulunur, bu sürgü direnç üzerinde ileri geri hareket ettirilerek direncin boyu değiştirilir. Direncin boyu artarsa devrede akım azalır
Potansiyel fark (V)
Bir yükün devreyi dolaşabilmesi için gerekli enerjiye potansiyel fark denir.
Skaler büyüklüktür.
V sembolü ile gösterilir.
Birimi SI sisteminde Volt (V) tur.
Voltmetre ile ölçülür.
Elektronlar potansiyel farkın büyük olduğu yerden küçük olduğu yere doğru hareket ederler.
Elektrik akımı (I)
İletkenin bir kesitinden yüklerin cinsine bakılmaksızın birim zamanda geçen toplam yük miktarına akım şiddeti denir.
Skaler büyüklüktür.
I sembolü ile gösterilir.
Birimi SI sisteminde Amper (A) dır.
Ampermetre ile ölçülür.
Elektrik akımını hesaplama
t = Yükün geçme süresi.
q = toplam yük miktarı
(Toplam yük miktarını bulurken yükün cinsine bakılmaksızın tüm yükler toplanır)
Bir iletkenin kesitinden t sürede q kadar yük geçerse iletkenden geçen akım;
formülüyle bulunur.
Elektrik devresinde;
Elektrik akımı yönü artı kutuptan eksi kutba doğrudur.
Yüklerin yönü eksi kutuptan artı kutba doğrudur.
Örnek:
Bir iletken kesitinden -6 q ve +10 q yükler zıt yönlerde 4 saniye boyunca geçiyor.
Buna göre iletken üzerindeki elektrik akımı kaç I dır?
Çözüm:
q = iletkenden geçen eksi ve artı yüklerin toplamı
q = 6 +10 = 16 q (İşaretlere bakılmaksızın yükler toplanır)
t = 4 saniye
Buna göre;
I = 16/4 = 4 I bulunur.
EK BİLGİ : İletkenin direnci nelere bağlıdır?
Direnç akımın geçişi zorlaştıran bir özelliğe sahiptir. Bunun nedeni direnç üzerinde elektronlar hareket ederken atomlara çarpar ve sürtünme meydana gelir. Bunun sonucunda elektronun enerjisinin bir kısmı ısıya dönüşür. Direnç çok büyükse ısınma sonucu dirençten çevreye ışık yayılır.
İletken telin türü,
Uzunluğu,
ve kesit alanı -kalınlığı- direnci etkiler.
Aşağıdaki formülden de iletken telin özellikleriyle direncin ilişkisini görebiliriz.
Bir iletkenin direnci aşağıdaki formülle hesaplanır.
R = Telin direnci (Ω)
ρ (ro harfi) = Telin öz direnci (Ω.m)
L = Telin uzunluğu (m)
A = Telin kesit alanı m2
Telin uzunluğu artarsa direnç artar, telin kesit alanı artarsa direnç azalır.
Bakır, altın ve gümüş direnci düşük iletkenlerdir. Krom ve nikel ise direnci yüksek iletkenlerdir.
