📌 10. Sınıf Fizik: Elektrik Akımı ve Ohm Kanunu
💡 Elektrik Akımı Nedir?
Elektrik akımı, bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen net yük miktarıdır. Yüklerin hareket yönünün tersi, akımın yönü olarak kabul edilir (geleneksel akım yönü).
- Akımın birimi Amper'dir (\(A\)).
- Akım şiddeti (\(I\)), \(I = \frac{q}{t}\) formülü ile hesaplanır. Burada \(q\) geçen yük miktarı (Coulomb, \(C\)), \(t\) ise geçen zaman (saniye, \(s\)) dir.
- \(1\) Amper demek, bir kesitten \(1\) saniyede \(1\) Coulomb yük geçmesi demektir.
Unutma: Elektronlar negatif yüklü olduğu için, gerçekte elektronlar akımın yönünün tersine hareket eder. Ancak elektrik akımının yönü, pozitif yüklerin hareket yönü olarak tanımlanmıştır.
💡 Direnç ve Direnç Çeşitleri
Bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluğa elektriksel direnç denir. Direnç (\(R\)), iletkenin yapıldığı maddenin cinsine, uzunluğuna ve kesit alanına bağlıdır.
- Birim: Ohm (\(\Omega\)).
- Direnç formülü: \(R = \rho \frac{L}{A}\)
- \(\rho\) (ro): Özdirenç. Maddenin cinsine bağlıdır. Birimi Ohm metre (\(\Omega \cdot m\)).
- \(L\): İletkenin uzunluğu (metre, \(m\)).
- \(A\): İletkenin kesit alanı (metrekare, \(m^2\)).
Bir devredeki direnci ölçmek için ohmmetre kullanılır.
💡 Potansiyel Fark (Gerilim)
Bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki yüklerin hareket etmesini sağlayan enerji farkına potansiyel fark veya gerilim denir.
- Birim: Volt (\(V\)).
- Potansiyel farkı ölçmek için voltmetre kullanılır. Voltmetre devreye paralel bağlanır.
🚀 Ohm Kanunu
Alman fizikçi Georg Simon Ohm tarafından bulunan bu kanun, bir devredeki akım şiddeti, potansiyel fark ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklar.
Ohm Kanunu: Sabit sıcaklıkta bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel fark (\(V\)), iletkenden geçen akım şiddeti (\(I\)) ile doğru orantılıdır. Bu orantı sabiti, iletkenin direncidir (\(R\)).
Matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:
\(V = I \cdot R\)
- \(V\): Potansiyel fark (Volt)
- \(I\): Akım şiddeti (Amper)
- \(R\): Direnç (Ohm)
✅ Ohm Kanunu Grafikleri
Ohm Kanunu'na uyan (lineer) dirençler için gerilim-akım (\(V-I\)) grafiği ve akım-gerilim (\(I-V\)) grafiği aşağıdaki gibidir:
| Grafik | Açıklama |
|---|---|
| \(V-I\) Grafiği | Eğim, direnci (\(R\)) verir. \(V\) ekseni dikey, \(I\) ekseni yataydır. Eğim \(=\) \(\frac{\Delta V}{\Delta I} = R\). |
| \(I-V\) Grafiği | Eğim, direncin tersini (iletkenlik) verir. \(I\) ekseni dikey, \(V\) ekseni yataydır. Eğim \(=\) \(\frac{\Delta I}{\Delta V} = \frac{1}{R}\). |
✍️ Çözümlü Örnek Sorular
Örnek Soru 1:
Bir iletkenin uçları arasına \(12\) V'luk potansiyel fark uygulandığında, iletkenden \(3\) A'lik akım geçmektedir. Buna göre, iletkenin direnci kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Ohm Kanunu'na göre \(V = I \cdot R\) formülünü kullanacağız.
- Verilenler: \(V = 12\) V, \(I = 3\) A
- İstenen: \(R\)
\(12 = 3 \cdot R\)
\(R = \frac{12}{3}\)
\(R = 4 \, \Omega\)
İletkenin direnci \(4\) Ohm'dur.
Örnek Soru 2:
Özdirenci \(0.02 \, \Omega \cdot m\) olan bir telin uzunluğu \(50\) m ve kesit alanı \(0.1 \, m^2\) 'dir. Bu telin direnci kaç Ohm'dur?
Çözüm:
Direnç formülü \(R = \rho \frac{L}{A}\) idi.
- Verilenler: \(\rho = 0.02 \, \Omega \cdot m\), \(L = 50\) m, \(A = 0.1 \, m^2\)
- İstenen: \(R\)
\(R = 0.02 \cdot \frac{50}{0.1}\)
\(R = 0.02 \cdot 500\)
\(R = 10 \, \Omega\)
Telin direnci \(10\) Ohm'dur.
Bir iletkenin kesitinden \(5\) saniyede \(20\) Coulomb (\(C\)) yük geçmektedir. Buna göre, iletkenden geçen elektrik akımının şiddeti kaç Amper (\(A\)) olur?
A) \(1 \ A\)B) \(2 \ A\)
C) \(3 \ A\)
D) \(4 \ A\)
E) \(5 \ A\)
Bir devredeki direncin değeri \(10 \ \Omega\) (ohm) ve devreden geçen akım şiddeti \(2 \ A\) 'dir. Buna göre, direncin uçları arasındaki potansiyel farkı (gerilim) kaç Volt (\(V\)) olur?
A) \(5 \ V\)B) \(10 \ V\)
C) \(15 \ V\)
D) \(20 \ V\)
E) \(25 \ V\)
Boyu \(L\), kesit alanı \(A\) ve öz direnci \(\rho\) olan bir iletkenin elektriksel direnci \(R\) 'dir. Eğer aynı maddeden yapılmış, boyu \(2L\) ve kesit alanı \(\frac{A}{2}\) olan başka bir iletkenin direnci kaç \(R\) olur?
A) \(\frac{R}{4}\)B) \(\frac{R}{2}\)
C) \(R\)
D) \(2R\)
E) \(4R\)
Direnci \(5 \ \Omega\) olan bir elektrikli ısıtıcı, \(10 \ A\) akım çekerek \(10\) dakika boyunca çalıştırılıyor. Bu ısıtıcının harcadığı elektrik enerjisi kaç Joule (\(J\)) olur? (\(1\) dakika \(= 60\) saniye olarak alınacaktır.)
A) \(30000 \ J\)B) \(60000 \ J\)
C) \(120000 \ J\)
D) \(300000 \ J\)
E) \(600000 \ J\)
Özdeş \(R\) direncine sahip iki ampul, önce seri olarak bir üretece bağlanıyor. Daha sonra aynı iki ampul paralel olarak aynı üretece bağlanıyor. Her iki durumda da üretecin gerilimi sabit olduğuna göre, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? (Ampullerin direnci sabittir.)
A) Seri bağlı devrede eşdeğer direnç, paralel bağlı devredeki eşdeğer dirençten büyüktür.B) Paralel bağlı devrede üreteçten çekilen toplam akım, seri bağlı devredekinden büyüktür.
C) Seri bağlı devrede her bir ampulden geçen akım şiddeti aynıdır.
D) Paralel bağlı devrede her bir ampulün uçları arasındaki potansiyel farkı aynıdır.
E) Seri bağlı devredeki ampuller, paralel bağlı devredeki ampullere göre daha parlak yanar.
Bir elektrik devresinde, uçları arasındaki potansiyel farkı \(24 \text{ V}\) olan bir dirençten \(6 \Omega\) direnç geçmektedir. Bu dirençten geçen akım şiddeti kaç \(A\) 'dir?
A) \(2\)B) \(3\)
C) \(4\)
D) \(5\)
E) \(6\)
Direnci \(10 \Omega\) olan bir iletken üzerinden \(2 \text{ A}\) şiddetinde akım geçmektedir. Bu iletkenin uçları arasındaki potansiyel fark kaç \(V\) 'tur?
A) \(10\)B) \(15\)
C) \(20\)
D) \(25\)
E) \(30\)
Uçları arasındaki potansiyel farkı \(12 \text{ V}\) olan bir dirençten \(3 \text{ A}\) şiddetinde akım geçmektedir. Bu direncin değeri kaç \(\Omega\) 'dur?
A) \(2\)B) \(3\)
C) \(4\)
D) \(5\)
E) \(6\)
Bir ampul, \(12 \text{ V}\) 'luk bir gerilim altında çalışırken \(2 \text{ A}\) akım çekmektedir. Ampulün direnci sabit kabul edilirse, ampulün uçları arasındaki gerilim \(24 \text{ V}\) 'a çıkarılırsa, ampulden geçen akım şiddeti kaç \(A\) olur?
A) \(2\)B) \(3\)
C) \(4\)
D) \(5\)
E) \(6\)
Bir elektrik devresinde bir direnç üzerinden \(500 \text{ mA}\) akım geçmekte ve direncin uçları arasındaki potansiyel fark \(10 \text{ V}\) olarak ölçülmektedir. Bu direncin değeri kaç \(\Omega\) 'dur?
A) \(10\)B) \(15\)
C) \(20\)
D) \(25\)
E) \(30\)
Bir iletkenin uçları arasına \(24 \text{ V}\) 'luk potansiyel farkı uygulandığında, iletkenden \(3 \text{ A}\) 'lik akım geçiyor. Bu iletkenin direnci kaç \(\Omega\) 'dur?
A) \(4\)B) \(6\)
C) \(8\)
D) \(12\)
E) \(16\)
Şekildeki elektrik devresinde \(R_1 = 6 \text{ } \Omega\), \(R_2 = 4 \text{ } \Omega\) ve \(R_3 = 4 \text{ } \Omega\) değerindeki dirençler verilmiştir. \(R_2\) ve \(R_3\) dirençleri birbirine paralel, bu paralel grubun ucuna ise \(R_1\) direnci seri bağlanmıştır. Devrenin eşdeğer direnci kaç \(\Omega\) 'dur?
A) \(1\)B) \(2\)
C) \(3\)
D) \(5\)
E) \(8\)
Bir elektrik motoru, \(220 \text{ V}\) gerilim altında çalışırken \(5 \text{ A}\) akım çekmektedir. Bu motorun gücü kaç watt'tır?
A) \(200\)B) \(500\)
C) \(1000\)
D) \(1100\)
E) \(2200\)
İç direnci \(r = 1 \text{ } \Omega\) olan bir üretecin elektromotor kuvveti (EMK) \(12 \text{ V}\) 'tur. Bu üretece dış direnç olarak \(R = 5 \text{ } \Omega\) bağlanırsa, devreden geçen akım kaç amper olur?
A) \(1\)B) \(2\)
C) \(2.4\)
D) \(3\)
E) \(4\)
Aşağıdaki birim çiftlerinden hangisi, sırasıyla elektrik akımı ve elektrik potansiyel farkı birimlerini doğru şekilde eşleştirir?
A) Amper ve VoltB) Coulomb ve Joule
C) Ohm ve Watt
D) Volt ve Amper
E) Joule ve Coulomb
Bir devredeki direncin değeri \(10 \Omega\) olarak ölçülmüştür. Bu direnç üzerinden \(2 A\) akım geçtiğine göre, devrenin uçları arasındaki gerilim kaç volttur?
A) \(0.2 V\)B) \(5 V\)
C) \(10 V\)
D) \(12 V\)
E) \(20 V\)
Gerilimi \(24 V\) olan bir pilin uçlarına bağlanan lambadan \(0.5 A\) akım geçmektedir. Buna göre lambanın direnci kaç ohmdur?
A) \(12 \Omega\)B) \(24 \Omega\)
C) \(48 \Omega\)
D) \(0.02 \Omega\)
E) \(0.5 \Omega\)
Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel fark \(18 V\) iken üzerinden \(3 A\) akım geçmektedir. Buna göre bu iletkenin direnci kaç ohmdur?
A) \(3 \Omega\)B) \(6 \Omega\)
C) \(18 \Omega\)
D) \(21 \Omega\)
E) \(54 \Omega\)
Sabit dirençli bir telin uçları arasındaki gerilim iki katına çıkarılırsa, telden geçen akım nasıl değişir?
A) Yarıya iner.B) İki katına çıkar.
C) Değişmez.
D) Dört katına çıkar.
E) Çeyreğine iner.
Bir elektrik devresinde \(30 V\) gerilim altında çalışan bir ısıtıcının üzerinden \(6 A\) akım geçmektedir. Bu ısıtıcının direnci kaç ohmdur?
A) \(0.2 \Omega\)B) \(5 \Omega\)
C) \(18 \Omega\)
D) \(36 \Omega\)
E) \(180 \Omega\)
Cevap Anahtarı ve Detaylı Çözümler İçin QR Kodu Okutun
https://yazili.eokultv.com/test/1316-10-sinif-elektrik-akimi-ve-ohm-kanunu-test-coz-nn2i