10. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Elektrik
Elektrik Akımı, Potansiyel Fark ve Direnç
Bir anahtara bastığında lamba yanar, ama telin içinde ne olup bittiğini göremezsin. Bu konuda görünmeyen olayı, tanıdığımız bir sisteme, su tesisatına, benzeterek anlıyoruz. Sonunda basit bir devrede potansiyel farkı, elektrik akımını ve direnci birbirinden ayırabilecek, akımı yük ile süre üzerinden hesaplayabilecek ve katı, sıvı ve gazlarda akımı hangi parçacıkların taşıdığını açıklayabileceksin.
Kazanımlar
- FİZ.10.3.1. Basit elektrik devresi ile su tesisatının bileşenlerini eşleştirir; benzerlik ve farklılıklarından yararlanarak potansiyel fark, elektrik akımı ve direncin tanımını çıkarır.
- FİZ.10.3.1. Voltmetre ve ampermetrenin devreye nasıl bağlanacağını (paralel ve seri) analojiye dayanarak gerekçelendirir.
- FİZ.10.3.2. Bir iletkende elektrik akımının oluşmasını sağlayan değişkenleri (potansiyel fark, kapalı devre, yük taşıyıcılar) belirler.
- FİZ.10.3.2. Akım şiddeti, kesitten geçen yük ve süre arasındaki ilişkiyi (I = q/t) kullanarak bu üç niceliğin herhangi birini hesaplar ve q–t grafiğini yorumlar.
- FİZ.10.3.2. Katı, sıvı ve gazlarda akımı taşıyan yük taşıyıcıları ve hareket yönlerini karşılaştırır; akımın yönünü doğru ifade eder.
Konu anlatımı
Işığı yakan nedir? Bir soru ve bir benzetme
Su tesisatı ve elektrik devresi: bileşenleri eşleştirme
Potansiyel fark ve direnç
Elektrik akımı ve I = q/t
Katı, sıvı ve gazlarda elektrik iletimi
Çözümlü örnekler
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Basit elektrik devresi
- Pil (üreteç), anahtar, iletken teller ve bir alıcıdan (lamba ya da direnç) oluşan kapalı yoldur.
- Potansiyel fark (gerilim)
- Bir elemanın uçları arasında yükleri harekete geçiren etkidir; birimi volt (V), voltmetre ile ölçülür ve elemana paralel bağlanır.
- Elektrik akımı
- Bir kesitten birim zamanda geçen yük miktarıdır (I = q/t); birimi amper (A), ampermetre ile ölçülür ve devreye seri bağlanır.
- Direnç
- İletkenin yüklerin hareketine karşı gösterdiği zorluktur; birimi ohm (Ω). Boyla doğru, kesitle ters orantılıdır ve maddenin cinsine bağlıdır.
- Ampermetre
- Akım şiddetini ölçen alettir; ölçülecek kola seri bağlanır.
- Voltmetre
- İki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçen alettir; elemana paralel bağlanır.
- Akımın yönü
- Pozitif yüklerin hareket yönü kabul edilir: üretecin (+) ucundan (−) ucuna; metalde elektronların hareketine zıttır.
- İyon
- Elektron alarak ya da vererek yüklenmiş atom ya da atom grubudur; sıvı ve gazlarda akımı taşıyan parçacıklardan biridir.
- Reosta
- Direnci ayarlanabilen devre elemanıdır; devredeki akımı değiştirmek için kullanılır.
Örnek soru
Su tesisatı ile basit elektrik devresi karşılaştırılırken bazı bileşenler eşleştiriliyor. Aşağıdaki eşleştirmelerden hangisi yanlıştır?
- Su pompası – pil (üreteç)
- Borunun daralan bölümü – direnç
- Vana – anahtar
- Borudan geçen su akış hızı – potansiyel fark
- Pompanın oluşturduğu basınç farkı – potansiyel fark
Doğru cevap: D
Çözüm
1. Pompa suya enerji verir, pil de yüklere enerji verir: (A) doğru.
2. Daralma akışı zorlaştırır, direnç yüklerin hareketini zorlaştırır: (B) doğru.
3. Vana akışı açıp keser, anahtar devreyi açıp kapatır: (C) doğru.
4. Borudan birim zamanda geçen su miktarı (akış hızı), elektrik akımının karşılığıdır; potansiyel fark ise basınç farkının karşılığıdır. Dolayısıyla (D) yanlıştır.
5. Basınç farkı ile potansiyel fark eşleşmesi (E) doğrudur.
Cevap: D. En güçlü çeldirici (E)'dir; ama basınç farkı gerçekten potansiyel farka karşılık gelir.