Elektrik Akımı Ve Devreler Konu Anlatımı

kaynağı değiştir]

Akımın geleneksel sembolü I’dır. Bu sembolün kaynağı Fransız bir deyişi olan “intensité de courant” dır ve anlamı akım şiddetidir. Akım şiddeti genellikle akım olarak adlandırılır. I sembolü Andre Marie Ampere tarafından kullanıldı. Kendi adını taşıyan Ampere Yasası yılında keşfetti ve daha sonra elektrik akımının birimi Amper olarak isimlendirildi. Bir ya da birkaç dergi yılına kadar C yerine I kullanmamasına rağmen bu simge Fransa’dan Büyük Britanya’ya kadar ulaştı ve standart bir kullanıma dönüştü

Elektrik akımının fiziği[değiştir

Sınıf Fizik Konuları ve Konu anlatımı, Ortaöğretim Fizik öğretim programına uygun hazırlanmıştır.

1. Ünite: Elektrik ve Manyetizma Konuları

Elektrik devreleri konuları

1. Akım (elektrik akımı) nedir?
2. Gerilim, voltaj ya da potansiyel fark nedir?
3. Direnç nedir?
4. Ohm Kanunu nedir?
5. Kirchoff Kanunları nedir?
6. Dirençlerin seri ve paralel bağlanması: eşdeğer direnç
7. Voltmetre ve ampermetre nedir? Devrelere nasıl bağlanır?
8. Üreteç: üreteçlerin seri bağlanması ve paralel bağlanması nasıldır?
9. Pil nedir? Galvani ve Volta&#;nın elektrik hakkındaki görüşleri
10. EMK (elektromotor kuvvet) nedir? İç direnç nedir?
11. Elektrik enerjisi, Joule kanunu ve elektriksel güç nedir?

Mıknatıs ve manyetizma konuları

1. Mıknatıs nedir? Mıknatıslanma çeşitleri
2. Manyetik alan nedir? Manyetik alan çizgileri
3. Akım ve manyetik alan ilişkisi: elektromıknatıs
4. Dünya&#;nın manyetik alanı

2. Ünite: Basınç  ve Kaldırma Kuvveti Konuları

1. Basınç, basınç kuvveti ve katı basıncı
2. Sıvı basıncı
3. Sıvı basıncı simülasyon deneyleri
4. Açık hava basıncı ve Toriçelli deneyi
5. Kapalı kaplarda gaz basıncı
6. Pascal Prensibi, Su cendereleri, U borusu
7. Basınç nasıl ölçülür? Barometre, manometre, altimetre
8. Basıncın hal değişimine etkisi nasıldır? Faz diyagramları
9. Akış hızı ve akışkan basıncı: Bernoulli ilkesi
10. Kaldırma kuvveti ve Arşimet prensibi

3. Ünite: Dalgalar Konuları

1. Dalgalar ve dalga hareketinin temel değişkenleri
2. Yay dalgaları: atma ve periyodik dalga, yansıma ve iletilme
3. Su dalgaları ve su dalgalarında yansıma
4. Stroboskop, su dalgalarının hızı ve kırılma
5. Su dalgalarının hızı ile ortam derinliği ilişkisi deneyi
6. Ses dalgaları ve özellikleri
7. Deprem dalgaları ve özellikleri

4. Ünite: Optik

1. Işık nedir? Işığın ışın, parçacık ve dalga modelleri
2. Işık şiddeti, ışık akısı ve aydınlanma şiddeti
3. Saydam, yarı saydam ve saydam olmayan maddeler
4. Gölge nedir: tam gölge ve yarı gölge oluşumu
5. Işıkta yansıma: düzgün ve dağınık yansıma
6. Düzlem aynada görüntünün özellikleri, çizimi ve görüş alanı
7. Küresel aynaların özellikleri: asal eksen, merkez, odak ve tepe noktası
8. Çukur aynada özel ışınlar ve görüntü
9. Tümsek aynada özel ışınlar ve görüntü
10. Kırılma ve kırıcılık indisi
11. Snell yasası ve kırılma kanunları
12. Sınır açısı ve tam yansıma

lan noktadan, potansiyeli düşük olan noktaya doğrudur. Elektrik akımının yönü, pozitif (+) yüklerin hareket yönü olarak veya elektron hareketinin zıt yönünde kabul edilir. İletken metallerde elektrik akımı, serbest hareket edebilen elektronlarla sağlanır.

Bir İletkenin Direnci

Bir iletkenin, yük akışına (metallerin ise elektron akışına) karşı koymasına direnç funduszeue.info iletkenin direnci:
1. Uzunluğu (l) ile doğru orantılıdır.
2. Kesit alanı (A) ile ters orantılıdır.
3. Öz direnci (ρρ) ile doğru orantılıdır.
Buna göre direnç :
R=ρ⋅ℓAR=ρ⋅ℓA
Burada (ρρ) öz dirençtir. Kesiti 1m² olan bir iletkenin, bir birim boyunun (1m) direncine, öz direnç denir. Maddenin cinsini ifade eder. Birim tablosu aşağıdaki gibidir.

İsim	Uzunluk	Kesit	Öz Direnç	Direnç
Sembol	ℓℓ	AA	ρρ	RR
Birim	m	m2	Ω⋅mΩ⋅m Ohm⋅mOhm⋅m	ΩΩ Ohm

Not: Öz direncin tersine elektriksel iletkenlik denir. Gümüş, bakır ve altın, iletkenliği en yüksek metallerdir. Ancak gümüş ve altın pahalı olduğundan, iletken olarak en çok bakır kullanılmaktadır.

Direncin Sıcaklıkla Değişimi

Bir elektrik devresindeki devre elemanları, elektrik akımının etkisiyle veya dış etkilerle ısınırsa dirençleri artar ve devreden geçen akım şiddeti zamanla azalır.
Bir iletkenin direnci sıcaklıkla;
ΔR=R0⋅α⋅ΔTΔR=R0⋅α⋅ΔT
kadar değişir. Bu durumda iletkenin direncinin sıcaklığa bağlı ifadesi
R=R0+R0⋅α⋅ΔTR=R0+R0⋅α⋅ΔT
eşitliğiyle verilir. Burada, R₀ iletkenin T₀ sıcaklıktaki direnci; ααise direncin sıcakIıkla değişim katsayısıdır. (birimi 1/°C)
Not: Metaller soğutulursa dirençleri azalıfunduszeue.info sıfır (0°K = °C) sıcaklıkta bazı metaller süper iletken hale gelir. (Alüminyum, kalay, kurşun, çinko gibi)

Ohm Kanunu

Bir iletkenin iki ucu arasındaki gerilimin (potansiyel farkının) iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir. Bu sabit değere, elektriksel direnç ya da direnç denir.
Buna göre bir iletkenin direnci:
R=ViR=Vi
ile verilir. Bu oranı ilk defa George Simon Ohm ( ) bulduğu için bu bağıntıya Ohm Kanunu denmiştir.

Potansiyel Fark (v)	Akım Şiddeti (i)	Direnç (R)
Volt (v)	Amper (A)	Ohm (ΩΩ)

 

Dirençler elektrik devrelerinde,

şeklinde gösterilir.

Değişken (ayarlanabilen) dirençlere Reosta denir. Reosta sürgüsü 1 yönünde hareket ettirilirken devrenin toplam direnci azalır. Üretecin emk değeri sabit ve direnç ile akım ters orantılı olduğundan devrede dolaşan akım şiddeti ve dolayısıyla lambanın parlaklığı artar.

 

 

 

 

 

 

Akım Şiddetinin ve Potansiyel Farkının Ölçülmesi

Elektrik akım şiddeti Ampermetre ile, iki nokta arasındaki potansiyel fark ise Voltmetre ile ölçülür. İki ucu arasındaki potansiyel farkı ve üzerinden geçen akım şiddeti bilinen bir devre elemanının direnci de Ohm Kanununa göre bulunabilir. Bir devre direnci Ohmmetre denen bir cihazla da ölçülebilir.

 

Ampermetre devreye seri bağlanır. Devre akımını etkilememesi için, ampermetrenin direncinin çok küçük (mümkünse sıfıra yakın) olması gerekir. Bu nedenle Ampermetrenin direnci ihmal edilir.

 

Voltmetre ise potansiyel farkı ölçülecek noktalar arasına paralel olarak bağlanır. Üzerinden akım geçmemesi için direncinin çok büyük olması gerekir.

Dirençlerin Bağlanması

Elektrik devrelerinde dirençleri seri ya da paralel bağlayarak, uygulamada ve teoride bazı kolaylıklar sağlanır. Birden çok direncin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen dirence eşdeğer direnç denir.

1. Dirençlerin Seri Bağlanması

Dirençlerin aynı akım yolu üzerinde olacak şekilde uç uca eklenmeleriyle oluşan bağlanma şeklidir. Şekildeki R₁ ve R₂ dirençleri seri bağlanmıştır. A ampermetresinden geçen akım, R₁ ve R₂  dirençlerinden aynen geçer. Buna göre seri bağlı dirençlerden geçen akımlar birbirine eşittir.

– i=i1=i2=…i=i1=i2=…

Dirençlerin uçları arasındaki potansiyel fark sistemi besleyen üretecin gerilimine eşittir.

– V=V1+V2+…V=V1+V2+…

Devrenin eşdeğer direnci, direnç büyüklüklerinin aritmetik toplamına eşittir.

– Res=R1+R2+…Res=R1+R2+…

Not: Seri bağlı direnlerin uçları arasındaki gerilim dirençlerin büyüklükleri ile doğru orantılıdır.

Dirençlerin Paralel Bağlanması

İki yada daha fazla direncin, birer uçlarının kendi aralarında birleştirilmeleri ile oluşan bağlama şeklidir. Üreteçten çıkan ana kol akımı, düğüm noktasında (K bağlantı noktasında) direnç sayısı kadar kola ayrıIır. Bu durumda paralel bağlı dirençlerde;
Ana koldan gelen akım paralel bağlı dirençler üzerinden geçerken, direncin büyüklüğüyle ters orantılı olarak dağılır. Böylece dirençler üzerinden geçen akımların toplamı, ana koldan geçen akıma eşit olur:

– i=i1+i2+…i=i1+i2+…

Dirençlerin ve üreteçlerin birer uçları aynı noktaya bağlı olduğundan paralel kolların gerilimi üretecin gerilimine eşittir.

– V=V1=V2=…V=V1=V2=…

Devrenin eşdeğer direnci;

1Res=1R1+1R2+…1Res=1R1+1R2+…

Yukarıdaki bağıntıdan paralel bağlı iki direnç için;

Res=R1⋅R2R1+R2Res=R1⋅R2R1+R2

Not: n tane özdeş direnç paralel bağlı ise;

Res=Rn