10. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Elektrik
Dirençlerin Bağlanması ve Eşdeğer Direnç
Evdeki bir prize aynı anda lamba, televizyon ve şarj aleti takabiliyoruz; yılbaşı ışıklarından biri bozulunca bazen hepsi söner, bazen yalnızca biri. Bu farkın nedeni dirençlerin (elemanların) nasıl bağlandığıdır. Bu konuda seri, paralel ve birleşik bağlamayı tanıyacak, birden çok direncin yerine geçen eşdeğer direnci bulacak, akım ve potansiyel farkın kollara nasıl dağıldığını hesaplayacak ve kısa devrenin devreyi nasıl değiştirdiğini yorumlayacaksın.
Kazanımlar
- FİZ.10.3.4. Dirençlerin seri, paralel ve birleşik bağlanma türlerini devre şemasında tanımlar.
- FİZ.10.3.4. Seri bağlamada akımın aynı, potansiyel farkların toplanır olduğunu; paralel bağlamada potansiyel farkın aynı, kol akımlarının toplanır olduğunu veri yorumlayarak belirler.
- FİZ.10.3.4. Seri, paralel ve birleşik bağlı dirençlerin eşdeğer direncini hesaplar.
- FİZ.10.3.4. Ana kol akımını ve her dirençteki akım ile potansiyel farkı Ohm Yasası'nı kullanarak bulur.
- FİZ.10.3.4. Kısa devrenin eşdeğer dirence, akıma ve kollara etkisini açıklar; elde ettiği sonuçları matematiksel modelle sınar.
Konu anlatımı
Neden dirençleri bağlarız? Eşdeğer direnç fikri
Seri bağlama
Paralel bağlama
Birleşik bağlama ve kısa devre
Çözümlü örnekler
Veriyi yorumlama: modeli test etme
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Eşdeğer direnç
- Bir dirençler grubunun yerine geçebilen ve üreteçten aynı akımı çektiren tek dirençtir: I = V / R_eş.
- Seri bağlama
- Elemanların uç uca eklenip tek yol oluşturduğu bağlama; akım her yerde aynı, potansiyel farklar toplanır.
- Paralel bağlama
- Elemanların uçlarının ortak iki noktaya bağlandığı bağlama; her kolda potansiyel fark aynı, akımlar toplanır.
- Birleşik bağlama
- Seri ve paralel kısımların bir arada bulunduğu bağlama; adım adım basitleştirilerek çözülür.
- Düğüm noktası
- Üç ya da daha fazla iletkenin birleştiği ve akımın kollara ayrıldığı (ya da toplandığı) nokta.
- Ana kol akımı
- Üretecin devreye verdiği toplam akım; paralel kolların akımlarının toplamına eşittir.
- Kısa devre
- Bir elemanın uçlarının direnci ihmal edilecek bir telle birleştirilmesi; akım teli seçer, eleman devre dışı kalır, akım çok büyüyebilir.
- Sigorta
- Akım belirli bir sınırı aşınca devreyi açarak tel ve cihazları koruyan devre elemanı.
Örnek soru
$3\,\Omega$, $4\,\Omega$ ve $5\,\Omega$'luk üç direnç birbirine seri bağlanıyor. Bu bağlamanın eşdeğer direnci kaç ohmdur?
- 1,28
- 4
- 5
- 9
- 12
Doğru cevap: E
Çözüm
1. Seri bağlamada eşdeğer direnç, dirençlerin toplamıdır.
2. $R_{eş} = 3 + 4 + 5 = 12\,\Omega$.
Cevap: E. (A) $1{,}28\,\Omega$ paralel bağlama formülünün sonucudur ($\dfrac{1}{R_{eş}} = \dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{5}$). Seride her zaman en büyük dirençten daha büyük bir değer çıkar.