MANYET İ ZMA ÜN İ VERS İ TEYE HAZIRLIK11. SINIF OKULA YARDIMCIKONU ANLATIMLISORU BANKASI

ÜNİVERSİTEYE HAZIRLIK

11. SINIF OKULA YARDIMCI

KONU ANLATIMLI

SORU BANKASI

›

_Manyetizma

›

_{Alternatif Akım}

›

_{Transformatörler}

MANYETİZMA

FİZİK

SUNU

ÇAP Dizgi Birimi

Kapak Tasarım Özgür OFLAZ 1. Baskı Kasım 2018 İLETİŞİM ÇAP YAYINLARI

Ostim Mah. 1207 Sokak No: 3/C–D Ostim / Ankara Tel: 0312 395 13 36 Fax: 0312 394 10 04 www.capyayinlari.com.tr bilgi@capyayinlari.com.tr twitter.com/capyayinlari facebook.com/capyayinlari

Bu kitabın her hakkı Çap Yayınları’na aittir. 5846 ve 2936 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Yasası’na göre Çap Yayınları’nın yazılı izni olmaksızın, kitabın tamamı veya bir kısmı herhangi bir yöntemle basılamaz, yayınlanamaz,

bilgisayarda depolanamaz, çoğaltılamaz ve dağıtım yapılamaz.

Sevgili Öğrenciler,

Gelecekteki hayatınızı şekillendirmek, düşlediğiniz bir yaşamı kur-mak için üniversite sınavını başarıyla atlatmanız gerektiğini biliyorsu-nuz. Bu bilinçle yoğun bir ders çalışma sürecinden geçmektesiniz. Böy-lesine önemli bir sınavı başarıyla atlatmanın en temel şartlarından biri sınavın ruhunu anlamak ve bu çizgide hazırlanmış kitaplardan yeterince faydalanmaktır.

Bizlerde gayretlerinize destek olmak, çalışmalarınızı daha verimli hâle getirmek amacıyla sınav ruhuna uygun elinizdeki fasikülleri hazır-ladık.

Kitaplarımız, Talim Terbiye Kurulu’nun en son yayımladığı öğretim programında yer alan kazanımlar dikkate alınarak hazırlanmıştır. Özgün bir yaklaşım ve titiz bir çalışmanın ürünü olan eserlerimizin ana yapısı şu şekildedir:

Kazanımlara ait bilgiler konu sayfasında verilmiştir. Özet konu an-latımından sonra örnek çözümlerine geçilmiş ve bu bölüm standart so-rular ve çözümleri ile ÖSYM tarzı sorular ve çözümleri olmak üzere iki kısımdan oluşturulmuştur. Buradaki amacımız konu ile ilgili soru çeşitle-rine hâkim olduktan sonra ÖSYM'nin son yıllarda sorduğu ve sınavlarda çıkma olasılığı yüksek soru türlerine yer vermektir. Örnek çözümlerin-den sonra da pekiştirme testleri bulunmaktadır. Bölümün tamamı bitti-ğinde ise tüm ünitenin özetini bulabilirsiniz. Konuyu özetledikten sonra

Acemi, Amatör, Uzman ve Profesyonel adı altında dört farklı zorluk

dü-zeyinde çoktan seçmeli soruların bulunduğu karma testlere yer verilmiş-tir. Arkasından ÖSYM'den Seçmeler adı altında son yıllarda üniversite giriş sınavlarında sorulmuş seçme sorular yer almaktadır.

Kitabımızdaki testlerin tamamını VİDEO ÇÖZÜMLÜ hazırladık. Yayınevimize ait olan akıllı telefon uygulamasını (çApp) kullanarak video çözümlerine ulaşabilirsiniz.

Kitaplarımızın eğitim öğretim faaliyetlerinizde sizlere faydalı olması ümidiyle, hepinize başarılı, sağlıklı ve mutlu bir gelecek dileriz.

KİTABIMIZI TANIYALIM

KONU

1

2

5

6

7

3

4

KARMA TESTLER

ÖSYMʼden SEÇMELER

STANDART

SORULAR VE

ÇÖZÜMLERİ

PEKİŞTİRME TESTLERİ

ÜNİTE ÖZETİ

ÖSYM TARZI

SORULAR VE

ÇÖZÜMLERİ

halinde verildiği, “Aklında Olsun”, “Hatırlatma”, “Uyarı” gibi pratik

notların da olduğu alan…

İşlenen konuyla ilgili standart soru tiplerinin

görülebileceği, çözümlü soruların olduğu alan…

Son yıllarda ÖSYMʼnin sınavlarında sorduğu soru tarzları; sınavlarda çıkabilecek seçici ve ayırt edici soruların olduğu alan…

Hem standart hem de ÖSYM tarzı sorulardan oluşan, kendinizi sınamanızı sağlayan, konuyu iyice

kavramanıza yardımcı özgün soruların olduğu alan…

Konunun tamamının özelliklerini, formüllerini özet halinde bir arada bulabileceğiniz alan… Dört ayrı zorluk düzeyine göre

düzenlenmiş, “Acemi, Amatör, Uzman ve Profesyonel” seviyelerinde tüm ünite

ile ilgili karma, özgün soruların olduğu

alan…

ÖSYM çıkmış sınav sorularından seçilen ve işlenen konularla paralel, yıl sıralamasına göre oluşturulan alan…

İÇİNDEKİLER

Manyetik Akı - İndüksiyon ...32

Konu Pekiştirme 5 ...39 Öz İndüksiyon Akımı ...41 Konu Pekiştirme 6 ...44 ÖZET ...46 Acemi Testleri 1, 2 ...48 Amatör Testleri 1, 2, 3, 4, 5 ...52 Uzman Testleri 1, 2, 3, 4, 5 ...62 Profesyonel Test 1 ...72 ÖSYM'den Seçmeler ...74 BÖLÜM - 2 ALTERNATİF AKIM Alternatif Akım ...78 Konu Pekiştirme 1 ...82

Alternatif Akım Devreleri ...84

Konu Pekiştirme 2 ...90 Transformatörler ...92 Konu Pekiştirme 3 ...95 ÖZET ...97 Acemi Testi 1 ...99 Amatör Testleri 1, 2 ...101 Uzman Testleri 1, 2 ...105 Profesyonel Test 1 ...109 ÖSYM'den Seçmeler ...111

MANYETİZMA

BÖLÜM

1

›

_Mıknatıs

›

_{Manyetik Alan}

›

_{Manyetik Kuvvet}

›

_{Manyetik Akı}

›

_{İndüksiyon Akımı ve E.m.k'sı}

›

_{Öz İndüksiyon Akımı}

Değerli hocalarım,

Ferhat ÖZDEMİR Derya ÖZDEMİR ve Erdal KORKMAZ'a

katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS TYT AYT

– 1 – 1 – 3 – 1 1 1 1 1 1 1 1 1 – 1

MANYETİZMA KONUSUNUN

6

Mıknatıs

Demir, Nikel, Kobalt (Fe, Ni ve Co) gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisim-lere mıknatıs denir. Yapısında bulunan Fe₃O₄ bileşiğinden dolayı çekme özelliği var-dır. Mıknatıslar doğal olarak bulunabildiği gibi yapay olarak da bulunabilir.

Doğal mıknatıslarda kutuplanma durumu mıknatısın iç yapısından kaynaklanır ve süreklidir. Yapay mıknatıslarda kutuplanma durumu bir etki sonucunda oluşur. Etki kalktığında kaybolur. Bu nedenle maddeler özelliklerine göre ferromanyetik, paramanyetik ve diamanyetik olarak üç gruba ayrılır.

Madde Ferromanyetik Maddeler • Demir • Nikel • Kobalt Ŗ#NVÆP Ŗ$CMÆT Ŗ'NOCU Ŗ)×O×ĩ • Sodyum • Magnezyum • Alüminyum Diamanyetik Maddeler Paramanyetik Maddeler

Bir mıknatıs demir, nikel, kobalt gibi cisimleri her mesafeden çekemez. Demir tozları, toplu iğne gibi cisimler bile mıknatıs tarafından belli bir mesafeden sonra çe-kilmez. Mıknatısın mıknatıslık etkisini gösterebildiği alana manyetik alan denir.

Mıknatısın çevresinde oluşturduğu manyetik alan, manyetik alan kuvvet çizgile-riyle gösterilir.

Manyetik Alan Çizgilerinin Özellikleri:

1. Manyetik alan çizgileri birbirlerini kesmezler.

2. Manyetik alan çizgileri mıknatısın dışında mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna, mıknatısın içinde güney kutbundan kuzey kutbuna doğrudur.

3. Kapalı eğriler şeklindedir.

4. Manyetik alan çizgilerinin yoğun olduğu bölgelerde manyetik alan şiddetlidir.

MANYETİZMA

KONU

• Doğal mıknatıslar tabiat-ta sınırlı bu lundukları için çoğu zaman yapay yollar-la elde edilir.

• Bütün metaller mıknatıs-lar tarafın dan çekilmez.

UYARI

Manyetik alan B harfi ile gös-terilir. Herhangi bir yerdeki manyetik alanın yönü oraya konulan pusula iğnesinin gös-terdiği yöndür.

UYARI

Manyetik bağıl geçirgenlikleri 1’den biraz küçük olan madde-ler diya manyetik, 1 den biraz büyük olan lara paramanyetik 1’den çok büyük olanlara ferro-manyetik madde de nir.

8

FİZİK

Standart Sorular ve Çözümleri

10.

1

I. Mıknatıslanmadan kuvvetli şekilde etkilenen de-mir, nikel, kobalt gibi maddelere ferromanye tik madde denir.

II. Doğal mıknatısların mıknatıslık özelliği kaybol-maz.

III. Mıknatıslar tüm metalleri çeker.

Yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II

D) II ve III E) I, II ve III

Mıknatıslar yapısındaki Fe₃O₄ bileşiğinden dolayı Fe, Co, Ni çeker. Bu maddelere ferromanyetik madde denir. (I doğru)

Doğal mıknatısların mıknatıslık özelliği kaybolmaz-ken, yapay mıknatısların kaybolabilir. (II doğru) Mıknatıs bütün metalleri çekmez. Fe, Co, Ni ve bu metallerin alaşımlarını çeker. (III Yanlış)

Yanıt C

10.

2

Mıknatıs ve mıknatıslanma ile ilgili;

I. Bir çubuk mıknatısın kuzey kutbu demir bilyeyi çe-kerken güney kutbu iter.

II. Bir çubuk mıknatısın kuzey kutbu başka bir çubuk mıknatısın güney kutbunu çeker.

III. Çubuk mıknatısın güney kutbu demir çubuğa sür-tüldüğünde demir çubuğun sürtünen kısmı mıkna-tıslanır.

yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III

D) II ve III E) I, II ve III Mıknatısların iki kutbu da demiri çeker. (I yanlış) Kuzey ve güney kutuplar birbirini çeker. (II doğru) Çubuk mıknatısa sürtünen demir mıknatıslanır. (III doğru)

Yanıt D

10.

3

İple tavana asılmış K mıknatısı ve L cismi şekilde ki gibi dengede kalıyor.

I II

K L

Buna göre I. L mıknatıstır.

II. II numaralı kutup, N kutbudur. III. II numaralı kutup, S kutbudur. ifadelerinden hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II

D) I ve III E) I, II ve III

K mıknatısı, L cismini çektiği için L cismi mıknatıs veya ferromanyetik madde dir. (I doğru olabilir) L ferromanyetik madde ise II numaralı yer N veya S olabilir. (II ve III doğru olabilir.)

ÖSYM Tarzı Sorular ve Çözümleri

10

6

K, L çubuk mıknatısları şekildeki gibi T₁

T₂ K

L dengedeyken mıknatısları tavana

bağlayan ipteki gerilme kuvvetinin büyüklüğü T₁, mıknatıslar arasındaki gerilme kuvve-tinin büyüklüğü T₂’dir. Buna göre,

I. T₁ = T₂ II. T₁ > T₂ III. T₂ > T₁

eşitliklerinden hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II

D) I ve III E) I, II ve III

K ve L mıknatıslarının kutuplarının yerleri bilinmediği için K ve L mıknatısları birbirini itebilir ya da çekebilir. T₁ ip gerilmesi bu itme veya çekme kuvvet lerinden bağımsız olup mıknatısların ağırlıkları topla mı kadar-dır.

T₂ ip gerilmesi itme veya çekme kuvvetinden etkile-nir. Bu nedenle T₁ = T₂, T₁ > T₂, T₂ > T₁ olabilir.

Yanıt E

7

Özdeş K, L, M ve N mıknatısları yatay ve sürtünmesiz düzlemde şekildeki gibi yerleştirilmiştir.

N S N S K L M S N N S N d d d d O

O noktasına konulacak bir pusula iğnesinin yönelimi aşağıdakilerden hangisi gibi olur?

N S N S S N N S S A) B) C) D) E) N

Mıknatıslarda manyetik alan N kutbundan S kutbuna doğrudur. N S N S K L M S N N S N O B_K B_N B_M B_L B

Pusulanın içindeki manyetik alan S kutbundan N kutbuna doğrudur.

Konu Pekiştirme - 1

11

"Manyetizma"

1.

I II III

Manyetik alan çizgileri şekildeki gibi verilen çubuk mıknatısların I, II, III numaralarıyla belirti len kutupları nedir?

I II III A) N S N B) S S N C) S N S D) N S S E) S N N

2. Şekildeki mıknatısın K noktasında oluşturduğu manyetik alan vektörünün yönü verilmiş tir.

K 4 L 3 2 1 5

Buna göre L noktasındaki manyetik alan vektö-rünün yönü aşağıdakilerden hangisidir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

3. Yatay sürtünmesiz düzlemde şekildeki gibi duran X mıknatısına Y mıknatısı K noktasına kadar yaklaş tırılıp serbest bırakılıyor. Y mıknatısı K, L, M noktalarında iken X mıknatısını duvara bağlayan ipteki gerilme kuvveti büyüklüğü sırasıyla T_K, T_L ve T_M oluyor. N S N S T X Y Duvar M L K

Buna göre T_K, T_L, T_M arasındaki ilişki nasıldır? A) T_K = T_L = T_M B) T_K > T_L > T_M C) T_M > T_L > T_K D) T_M > T_K > T_L

E) T_L > T_K > T_M

4. Eşit boydaki iplerle asılı özdeş mıknatıslar, tahta cisim ve demir cisimle oluşturulan şekildeki sistem-ler dengededir. N S N S S N T₁ T₂ T₃ S N Tahta Cisim Demir Cisim Buna göre T₁, T₂, T₃ arasındaki büyüklük ilişkisi nasıldır?

A) T₁ = T₂ = T₃ B) T₂ > T₃ > T₁ C) T₁ > T₃ > T₂ D) T₁ = T₂ > T₃

E) T₂ > T₁ > T₃

5. Eşit boydaki iplerle birbirine bağlı özdeş mıknatıslar arasındaki iplerde oluşan gerilme kuvvetleri sıra-sıyla T₁ ve T₂ dir. N S T₁ S N K N S N S T₂ L

Bu durumda K ve L mıknatısları ters çevrilerek asıldığında T₁ ve T₂ nasıl değişir?

T₁ T₂ A) Azalır Azalır B) Artar Artar C) Azalır Artar D) Değişmez Değişmez E) Artar Azalır

46

ÖZET

• N(kuzey), S(Güney) olmak üzere iki kutuptan oluşur.

• Aynı kutuplar birbirini iter zıt kutuplar birbirini çeker.

• Mıknatısın çekim gücünün etkisi manyetik alan çizgileri ile gösterilir.

• Parçalanan mıknatısın her parçası yine bir mıknatıstır.

• Mıknatıs tüm metalleri çekmez. Demir, nikel, kobaltı çeker.

Üzerinden Akım Geçen Düz Telin Çevresinde oluşan Manyetik Alan

B o B o B o B o i i •

Üzerinden i akımı geçen telin çevresinde man-yetik alan oluşur.

Telin d uzağında oluşan manyetik alan, bulunur.

Manyetik alanın yönü sağ el kuralıyla bulunur. Sağ elin baş parmağı akım yönünü gösterecek biçimde tel dört parmakla kavranıldığında dört parmağın yönü manyetik alanın yönüdür.

Manyetik Kuvvet

Şiddeti B olan manyetik alan içinde üzerinden i akımı geçen  boyundaki tele manyetik kuvvet etki eder.

Etki eden kuvvet, ile bulunur.

i F

B o

Manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralıyla bulunur. Sağ el, baş parmak ile dört parmak dik olacak şekilde açılır. Dört parmak manyetik alan yönünü baş parmak akım yönünü gösterecek biçimde tutulduğunda; avuç içi manyetik kuvvet yönünü gösterir.

Paralel teller birbirine manyetik kuvvet uygular. Tellerden aynı yönde akım geçiyorsa teller birbirini çeker, zıt yönde akım geçiyorsa teller birbirini iter.

i1 d i2 Manyetik kuvvet, ile bulunur.

MANYETİZMA

ACEMİ

TEST

1

Sonsuz uzunluktaki düz telden geçen i akımı-nın O noktasında oluşturduğu manyetik alaakımı-nın büyüklüğü,

I. i akım şiddetine

II. d uzaklığına

III. Akımın yönüne

ifadelerinden hangilerine bağlıdır? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

2. I. Mıknatıs

II. Akım geçen halka

III. Akım geçen düz tel

Yukarıda verilenlerden hangileri manyetik alan oluşturur?

A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III

3. Üzerinden i akımı geçen düz telin K noktasında oluşturduğu manyetik alan B_K, L noktasında oluş-turduğu manyetik alan B_L’dir.

i 2d d K L Buna göre B B L K oranı kaçtır? A) 4 1 - B) 2 1 - C) – 2 D) 2 1 E) 2

4. Üzerinden i akımı geçen düz telin K ve L noktala-rında oluşturduğu manyetik alanlar B_K ve B_L olu-yor. i K L Buna göre, I. B_K=B_L II. B_K = B_L III. 2B_K = B_L

ifadelerinden hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

5. Üzerinden i₁ akımı geçen düz telin K noktasında oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü B kadar-dır.

x

i₁ i₂

d K

Buna göre tellerden geçen akımların K nokta-sında oluşturduğu bileşke manyetik alan bü-yüklüğü aşağıdakilerden hangisi olabilir?

A) 3 1 B B) 3 2 B C) 4 3 B D) 5 1 B E) 2 3 B

6. Sayfa düzleminde bulunan X telinden i

X geçen i akımının çevresinde oluşturdu-ğu manyetik alan için,

I. Halkalar şeklindedir.

II. Sayfa düzleminden dışarı ve içeri ola-cak şekilde sadece iki yönde olabilir.

III. i akımının değişmesinden etkilenir. verilen ifadelerden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III

AMATÖR

TEST

1

52

1. Sonsuz uzunluktaki sayfa düzlemindeki K ve L tel-lerinden i₁ ve i₂ akımları geçmektedir.

i₁ i₂

O K L

1 2

Tellerin O noktasında oluşturduğu manyetik alan-ların bileşkesi sıfırdır.

Buna göre,

I. i₁ akımının artırılması

II. K telinin 2 yönünde çekilmesi

III. L telinin 2 yönünde hareket ettirilmesi

işlemlerinden hangileri tek başına yapılırsa O noktasındaki manyetik alanın bileşkesi sayfa düzleminden içeriye doğru olur?

A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III

2. Yarıçapları sırasıyla 2r ve r olan K ve L halkaların-dan sırasıyla 2i ve 3i akımları geçmektedir.

O 2i 2r K L r 120° 3i

K telinden geçen akımın O noktasında oluşturduğu manyetik alan şiddeti B’dir.

Buna göre O noktasındaki bileşke manyetik alan şiddeti kaç B’dir?

A) 3 1 B) 3 2 C) 1 D) 3 E) 3 5

3. İç içe geçmiş çember şeklinde tellerin merkezi O noktasıdır.

O

i 2i

r

3r

Çember tellerden r yarıçaplı olanın O noktasın-da oluşturduğu manyetik alanı B ise O nokta-sındaki bileşke manyetik alan kaç B olur?

A) 3 1 B) 3 2 C) 1 D) 3 5 E) 2

4. Üzerinden i akımı geçen sonsuz uzunluktaki tel I konumunda iken K noktasındaki manyetik alanı B’dir. i K 53° II I

Tel şekildeki gibi II konumuna getirilirse K noktasındaki manyetik alan kaç B olur? (Sin 53 = 0,8 Cos53 = 0,6) A) 1 B) 4 5 C) 3 5 D) 3 2 E) 4 3

62

FİZİK

UZMAN

TEST

1

1. Sayfa düzlemine şekildeki gibi yerleştirilen üzerle-ri yalıtılmış sonsuz uzunluktaki K, L, M telleüzerle-rinden belirtilen yönlerde sırasıyla i_K, i_L ve i_M şiddetinde akımlar geçmektedir. Tellerin O noktasında oluş-turdukları bileşke manyetik alan sayfa düzlemine dik ve dışarı doğrudur.

i

i

i

K L

O

M

Buna göre, i_K, i_L ve i_M akım değerlerinin hangi-sini tek başına azaltmak O noktasındaki bileşke manyetik alan şiddetini kesinlikle arttırır?

A) Yalnız i_K B) Yalnız i_L C) Yalnız i_M D) i_L ve İ_M E) i_K ve i_L

2. O merkezli K, L ve M halka tellerinden i, i_L ve 3i şiddetinde akımlar şekilde gösterilen yönlerde geç-mektedir. K telinin O noktasında oluşturduğu man-yetik alan vektörü B oluyor.

O i r r r M K iL L 3i

O noktasındaki bileşke manyetik alanda B ol-duğuna göre i_L kaç i dir?

A) 0 B) 1 C) 2 D) 4 E) 5

3. B¶ manyetik alanına dik tutulan KLMN çerçevesi O₁, O₂ ekseni etrafında ok yönünde döndürülmeye başlanıyor. O₁ K L M B¶ N O₂ Buna göre,

I. Çerçevenin içinden geçen manyetik akım sü-rekli azalır.

II. Çerçevede sürekli indüksiyon akımı oluşur.

III. Döndürülme hızı indüksiyon akımının büyüklü-ğünü etkiler

ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) II ve III

D) I ve III E) I, II ve III

4. O merkezli iletken telden geçen İ_x akımının merke-zinde oluşturduğu manyetik alan, sonsuz uzunluk-taki Y telinin K noktasında oluşturduğu manyetik alan şiddetine eşittir.

O r 120° r ćx ûHNLO, ûHNLO,, ćy Y 2r K Buna göre i i x y oranı kaçtır? (p = 3) A) 4 B) 2 C) 2 1 D) 3 2 E) 4 1

PROFESYONEL

TEST

1

72

1. Üzerinden i akımları geçen yalıtılmış K teli ile L çerçevesi aynı xy düzlemindedir.

y x z i _i i i L i K

Buna göre K teline etki eden bileşke manyetik kuvvet hangi yöndedir?

A) + x B) + y C) – y

D) + z E) – z

2. Üzerinden i akımı geçen sonsuz uzunluktaki ilet-ken tel ve iletilet-ken halka aynı düzlemdedir. Halkanın düzlemi değiştirilmeden merkezi 1, 2, 3, 4, 5 yolu boyunca hareket ettiriliyor.

2 3 4 ₅ 1 Halka i

Buna göre hangi iki yönde hareket ettirilirken halkada oluşan indüksiyon akımı aynı yönlü-dür? (Bölmeler eşit aralıklıdır)

A) 1 ve 3 B) 2 ve 4 C) 4 ve 5

3. Sayfa düzlemine dik içeri doğru olan bir manyetik alana elektron tabancasından sabit V hızı ile bir elektron gönderiliyor.

V Elektron

WDEDQFDV×

Elektron alana girdiği andan itibaren manyetik alan şiddeti düzgün olarak azaltılırsa çizeceği yörünge nasıl olur?

A)

D) E)

B) C)

4. Sayfa düzlemindeki KLMN iletken tel çerçevesi –x, +x ekseni etrafında dönecek biçimde yerleşti-rilmiştir. A B –x +x K L M N B + – + –

A anahtarı kapatıldığında çerçeveye etki eden manyetik kuvvetler ile ilgili,

I. Tel çerçeve şekildeki konumunda iken çer-çevenin KL kısmına sayfa düzlemine dik içeri doğru manyetik kuvvet uygulanır.

II. A anahtarı kapalı iken B anahtarı da kapatılır-sa çerçevenin MN kısmına etki eden manyetik kuvvet artar.

III. Çerçeve x doğrultusu etrafında döner. verilenlerden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III

ÖSYM’den SEÇMELER

74

FİZİK

1. Bir mıknatısın içerisinde şekildeki gibi bir DC kay-nağına bağlı sürtünmesiz ve yatay duran iletken rayların üzerinde serbestçe hareket edebilen alü-minyum çubuk görülmektedir. Akı değişimlerinden dolayı meydana gelen etkiler ihmal edilmektedir.

Anahtar kapatılınca alüminyum çubuğun ray üzerindeki ilk hareketi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Hareket etmez.

B) I yönünde hızlanarak hareket eder. C) II yönünde hızlanarak hareket eder. D) II yönünde sabit hızla hareket eder. E) I yönünde sabit hızla hareket eder.

2018 / AYT

2. Şekildeki elektrik devresinde direncin değeri R ve üretecin kutupları arasındaki potansiyel farkı V’dir. Devrenin KL ve MN noktaları arasındaki tellerin uzunlukları eşit ve teller birbirine paraleldir.

R V

K L

M N

KL ve MN tellerinin birbirlerine uyguladıkları man-yetik kuvvetlerin büyüklüğünü artırmak için; I. üretecin kutupları arasındaki potansiyel farkı

ar-tırmak,

II. L ve N noktaları arasındaki dirence seri olarak bir direnç daha eklemek,

III. L ve N noktaları arasındaki dirence paralel ola-rak bir direnç daha eklemek

işlemlerinden hangileri tek başına yapılmalıdır? (Yerin manyetik alanı önemsenmeyecektir.) A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III

D) I ve III E) II ve III

2017 / LYS

3. Maxwell denklemleri elektrik ve manyetizmadaki bazı kavramların birbiriyle ilişkisini matematiksel olarak modeller.

Bu denklemler kullanılarak;

I. Kapalı bir yüzeyden geçen toplam manyetik akı daima sıfırdır.

II. Zamana göre değişen elektriksel alan, manyetik alan oluşturur.

III. Zamana göre değişen manyetik alan, elektriksel alan oluşturur.

çıkarımlarından hangileri yapılabilir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II

D) II ve III E) I, II ve III

2017 / LYS

4. Kütlesi m olan +q yüklü bir parçacık, yatay doğrul-tuda v¶ hızıyla düzgün ve sayfa düzlemine dik içe doğru olan bir manyetik alan (B¶) içerisine şekildeki gibi giriyor.

Buna göre, manyetik alan içerisinde çembersel hareket yapan bu parçacığın periyodu aşağıda-kilerden hangisidir? A) qB m 2r _B) q mB 2 C) mqB 2r D) qm B 2 E) m qB 2r 2016 / LYS

ALTERNATİF AKIM

BÖLÜM

2

›

_{Alternatif Akım}

›

_{Alternatif Akım Devreleri}

›

_{Transformatörler}

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS YGS LYS TYT AYT

– 1 – 2 – 1 – 1 – 1 – 1 – – – 1 – 1

ALTERNATİF AKIM KONUSUNUN

ÖSYM SINAVLARINDAKİ SORU DAĞILIMI

???

KONU

ALTERNATİF AKIM

KONU

Alternatif Akımın Elde Edilmesi

K L N S P M N

Yukarıda verilen şekilde de görüldüğü gibi mıknatıslar arasında dönen KLPM çerçevesinin (sarım) sabit hızla dönmesi sonucu oluşan akıma alternatif akım denir.

Alternatif akımın periyodik bir şekilde yönü ve büyüklüğü değişir. Alternatif akım kaynakları ∼ şeklinde gösterilir.

Tel çerçeve döndükçe çerçevedeki manyetik alan değişiminden dolayı bir e.m.k oluşur. Bu emk, birim zamandaki akı değişimiyle bulunur.

t f

D DU =

-Akı değişimi yerine konulduğunda herhangi bir andaki emk, Sinwt

max f=f max

f : Emk'nin maksimum değeri w : açısal hız

t : zaman

Elde edinilen emk R dirençli bir devreye verilirse, devreden geçen akım ohm kanununa göre, . . iR Sinwt iR i R Sinwt max max f f f = = = bulunur. Zaman 0 Elektromotor kuvvet (

¡

R direncinin uçları arasındaki gerilim V ise, . V R V i R i max max = = O halde; olur.

80

Standart Sorular ve Çözümleri

10.

1

Bir alternatif gerilimin anlık değerinin zamana bağlı değişimi V=220 2sin 100pt (V, s) olarak veriliyor. Buna göre, gerilimin etkin değeri (V_etkin) ve fre-kansı (f) nedir? V_etkin (Volt) f(Hz) A) 220 100 B) 110 300 C) 220 2 50 D) 220 50 E) 110 2 50

Alternatif gerilim denklemi, V = V_max sin wt biçiminde ifade edilir. V=220 2 sin 100pt denklemiyle alter-natif gerilim denklemini karşılaştırırsak V_max yerinde 220 2, açısal hız (w) yerinde 100p değerlerinin geldiğini görüyoruz. Bu nedenle,

. V_max=220 2 ve w=100rdir W = 2pf 100p = 2pf ise f = 50 Hz V V volt 2 2 220 2 220 max et= = = bulunur. Yanıt D 10.

2

Bir alternatif gerilimin maksimum değeri 100 2 Volt, frekansı ise 50 Hz dir.

Buna göre, gerilimin sıfırı geçtikten s 400

1 _sonraki değeri kaç Volttur?

A) 50 B) 80 C) 100 D) 120 E) 220 Bir alternatif gerilimin denklemi,

V = V_max sinwt dir.

W = 2pf ise w = 2p.50 = 100p dir. Bu durumda gerilim denklemi,

. sin V=100 2 100rt olur t s ise 400 1 = . sin V 100 2 100 400 1 r = sin V 100 2 ise 4 r = . . V 100 2 Volt olur 2 2 100 = = Yanıt C 10.

3

Şekilde alternatif akımın zamana bağlı değişimi verilmiştir. t (s) 0 i (A) 1 100 2 100 4 100 3 100 50 50

Buna göre, etkin akım ve açısal hız değerleri nedir? (p = 3)

İ_letken (A) W (rad/s) A) 25 2 150 B) 25 150 C) 50 150 D) 25 2 200 E) 50 200

Grafikte maksimum akım; i_max = 50 A olduğu

görün-mektedir. Buna göre, i i A d rı .

2 2

50

25 2 max

etkin= = = Bir tam dalga

25 1

saniyede oluştuğuna göre, dalganın periyodu T s 25 1 = ve frekans, f = 25 Hz dir. W = 2pf = 150 rad/s olur. Yanıt A 10.

4

Bir alternatif akım devresinde gerilim denklemi, V=100 2 sin 50pt olarak veriliyor.

Buna göre, alternatif akımının frekansı kaç Hz dir? A) 25 B) 25 2 C) 50 D) 50 2 E) 150 Verilen gerilim denklemi

V = V_max sinwt denklemiyle karşılaştırıldığında; w = 50p olduğu görülür.

W = 50p ise

2pf = 50p ise f = 25 Hz dir.

ÖSYM Tarzı Sorular ve Çözümleri

81

"Alternatif Akım"

5

Bir alternatif akım devresinde etkin gerilim 200 Volt, akımın frekansı 50 Hz dir.

Buna göre alternatif gerilimin denklemi aşağıda verilen seçeneklerden hangisidir?

(p = 3) A) V=100 2sin100t B) V=200 2sin100t C) V=100 2sin300t D) V=200 2sin300t E) V=200 2sin150t

V_etkin = 200 Volt olduğuna göre,

. . V V ise V V olur 2 2 max max etkin= = etkin Bu durumda,

V_max=200 2 Volt dur.

Açısal hız, W = 2pf = 2.3.50 = 300 rad/s dir.

V = V_max sinwt denkleminde ifadeleri yerine koyalım. Son durumda aşağıdaki denklem elde edilir.

. sin

V=200 2 300t bulunur

Yanıt D

6

I. Alternatif akımın yönü ve büyüklüğü sürekli deği-şirken doğru akımınki sabittir.

II. Hem alternatif akım hem de doğru akım ile bir lamba ışık verebilir, suyun elektrolizi yapılabilir. III. Elektrik motorları alternatif akımla çalışırken

doğru akımla çalışmaz.

akımla ilgili verilerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II

D) I ve III E) II ve III

Bir pilin verdiği akım doğru akımdır. Yönü pilin (+) kutbundan (–) kutbuna doğrudur. Akım büyüklüğü sabittir. Alternatif akımın yönü ve büyüklüğü değişir. (I Doğru). Alternatif ve doğru akım ile çalışan lamba ışık verir. Fakat yönü ve büyüklüğü değişen alternatif akımla suyun elektrolizi yapılamaz. (II Yanlış) Elekt-rik motorları hem alternatif hem de doğru akımla çalışabilir. (III Yanlış)

Konu Pekiştirme - 1

82

1. Bir alternatif gerilim denklemi V=50 2sin100rt olarak veriliyor.

Buna göre akının frekansı kaç Hz dir?

A) 25 B) 50 C) 50 2 D) 60 E) 100

2. Bir alternatif akım kaynağının akım-zaman grafiği şekildeki gibidir. Zaman(s) $N×P$ 1 400 1 200 1 100 3 400 i i O

Akımın etkin değeri 50 2 Amper olduğuna göre, akımın denklemi nedir?

A) i=50 2sin100pt B) i=100sin200pt C) i=50 2 sin200pt D) i = 100 sin100 pt E) i = 50.sin200 pt

3. Bir direncin uçlarındaki alternatif gerilimin maksi-mum değeri 100 V, ve akımın frekansı 50 s–1 _dir. Buna göre gerilim sıfırı geçtikten s

400 1 sonra-ki değeri kaçtır? A) 10 2 B) 100 C) 50 2 D) 50 E) 25 4. Zaman 0 Gerilim (v) $N×PL v v i i t 2t 3t 4t 5t 6t

Bir alternatif akım kaynağının gerilim ve akım değerlerinin zamana göre değişim grafiği şekildeki gibidir.

Buna göre,

I. Gerilim ve akım aynı fazdadır. II. Akımın frekansı

t 6

1 _dir. III. Gerilimin etkin değeri V

2 dir. yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III

5. Bir alternatif akım kaynağının açısal hızı 150 rad/s dir.

Buna göre, alternatif akım kaynağının frekansı kaç Hz dir? (p = 3)

A) 20 B) 25 C) 30 D) 50 E) 60

6. Bir direncin uçları arasındaki alternatif gerilimin zamana göre değişim grafiği şekildeki gibidir.

Zaman (s) 0 Gerilim (V) 220 220

Dirençten geçen akımın etkin değeri 11 Amper olduğuna göre devredeki toplam direnç kaç ohm olur?

97 "Alternatif Akım"

ÖZET

ALTERNATİF AKIM VE

TRANSFORMATÖRLER

Alternatif akım jeneratörleri ile üretilen, yönü ve büyüklüğü sürekli değişen gerilime

alternatif gerilim akıma ise alternatif akım

(A.C) denir.

Alternatif gerilim (V) ve alternatif akım (i) sinüs fonksiyonu şeklindedir.

şeklinde ifade edilir.

Ortalama Güç

Üzerinden alternatif akım geçen bir dirençte t sürede açığa çıkan ısı enerjisi,

ifadesiyle bulunur.

Aynı dirençte harcanan ortalama güç,

ifadesiyle bulunur.

Gerilimin ve Akımın Etkin Değerleri

Üzerinden maksimum değeri i_max olan bir alternatif akım geçen dirençte, aynı sürede aynı ısıyı açığa çıkaran doğru akımın değerine alternatif akımın etkin değeri denir.

ifadeleri ile bulunur.

Alternatif akım devrelerinde ampermetre ve voltmetreler akımın ve gerilimin etkin değerle-rini gösterir.

R – Devresi

V = V_max Sinwt R

Sadece direncin bulunduğu devrede akım ile gerilim aynı fazdadır.

dir. t 0 V, i V_max – i_max T 2 T – V_max i_max

ACEMİ

TEST

1

99

1. Bir alternatif gerilimin anlık değerinin zamana göre değişimi V=80 2 sin120rt (V, s) şeklinde veri-liyor.

Buna göre,

I. Gerilimin etkin değeri 80 V dir. II. Açısal hız 120 rad/s dir. III. Gerilimin frekansı 60 Hz dir. yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III

2. Bir alternatif akım devresinde gerilimin maksimum değeri 40 Volt, akımın etkin değeri 20 2A d rı . Buna göre devrenin empedansı kaç ohm olur? A)

2

1 _{B) 1 C)}

2 D) 2 E) 2 2

3. Bir alternatif akımın anlık değerinin zamana göre değişimi i = 10 Sin 60pt (A,s) şeklinde veriliyor. Buna göre, akımın sıfırı geçtikten

360

1 _saniye sonraki değeri kaçtır?

A) 2 B) 5 C) D) 10 E)

4. Direnci 5 W olan dirençten geçen akımın zamana göre değişim grafiği şekildeki gibidir.

Zaman (s) 0 $N×P$ 1 200 1 100 1 50 3 200 16 16 Buna göre,

I. Akımın maksimum değeri 16 A dır. II. Devrenin frekansı 50 Hz dir.

III. Direncin uçları arasındaki etkin gerilim 40 2 Volttur.

yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III

5.

9 6LQ›W2 A 5 ї

Şekildeki gibi verilen alternatif akım devresinde ampermetrenin gösterdiği değer kaç Amperdir?

AMATÖR

TEST

1

101

"Karma Testler"

1. Bir alternatif akım devresinde gerilimin etkin değeri 110 Volt, frekansı 20 Hz dir.

Buna göre gerilimin zamana bağlı denklemi aşağıdakilerden hangisidir? (p = 3) A) V = 110 Sin 50t B) V=110 2 Sin100t C) V=110 2 Sin60t D) V=220 2 Sin120t E) V=110 2 Sin120t

2. Alternatif akım devresine direnç değerleri 6 W ve 8 W olan dirençler şekildeki gibi bağlanmıştır.

V_e = 70 Volt

R₁ ї R₂ ї

K L

Buna göre,

I. Devrede akım ile gerilim aynı fazdadır. II. Devreden geçen etkin akım 5A dır.

III. K – L noktaları arasındaki etkin gerilim 60 Volt-tur.

yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III

3. Şekildeki alternatif akım devresinde ampermetre-nin gösterdiği değer 8 Amperdir.

X_L

9 6LQ›W A

Buna göre, bobinin indüktansı kaç ohm olur? (Bobinin iç direnci önemsizdir)

A) 5 B) 5 2 C)

2 5

2

D) 2 2 E) 2

4. İç direnci önemsenmeyen bobin alternatif akım devresine şekildeki gibi bağlanıyor.

L

V = V_maxSinwt A

Devrenin yalnız frekansı arttırıldığına göre, I. Bobinin öz indüksiyon katsayısı artar. II. İndüktans artar.

III. Ampermetrenin gösterdiği değer azalır. durumlarından hangileri gerçekleşir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I ve III

5. Sığacı C olan bir sığaç alternatif gerilim kaynağına bağlanıyor.

Devrenin frekansı arttırıldığında I. Kapasitans artar.

II. Devrenin etkin akımı artar. III. Sığacın sığası azalır.

durumlarından hangileri gerçekleşir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III

6. Sadece sığacın bulunduğu alternatif akım dev-resi için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Akım geriliminden 180° geridedir.

B) Gerilim akımdan 90° ileridedir. C) Akım geriliminden 90° ileridedir. D) Akım geriliminden 180° ileridedir. E) Akım ile gerilim aynı fazdadır.

105

UZMAN

TEST

1

1. Direnci 20 W olan bir dirençten geçen akımın anlık değeri i=4 2Sin20rt (A, s) olarak veriliyor. Buna göre gerilimin etkin değeri ve akımın frekansı kaçtır? V_etkin(Volt) f(Hz) A) 40 60 B) 80 2 10 C) 80 60 D) 40 2 10 E) 80 10

2. Direnci 10 W olan elektrikli ısıtıcı alternatif akım kaynağına bağlı olarak çalıştırıldığında açığa çıkan güç 40 W oluyor.

Buna göre alternatif gerilimin maksimum değeri kaç Volt tur?

A) 40 2 B) 40 C) 20 2 D) 20 E) 10

3. Öz indüksiyon katsayısı 0,2 H olan bir bobinden geçen akımın frekansı 50 Hz dir.

Bobinden geçen maksimum akım 2A olduğuna göre bobinin uçları arasındaki gerilimin maksi-mum değeri kaç Volt tur? (p = 3)

A) 120 2 B) 120 C) 60 2

D) 60 E) 40

4. Sığası 8 nF olan bir sığaç, öz indüksiyon katsayısı

. H

18 1

10-2 olan bir bobine seri bağlanıp uçlarına alternatif akım uygulanıyor.

Buna göre devrenin rezonans frekansı kaç Hz olur?

(p = 3, 1mF = 10–6_{F Bobinin iç direnci önemsizdir.)}

A) 1,5.102 _{B) 10}3 _{C) 2.10}3

D) 2,5103 _{E) 3.10}3

5. Şekildeki alternatif akım devresinde akım gerilimin-den öndedir. Devrede açığa çıkan gücü maksimum hale getirmek için,

V = V_maxsinwt X_L

R XC

I. Devrenin frekansını azaltmak

II. Sığacın levhaları arasına dielektrik sabiti daha büyük malzeme koymak

III. Bobinin öz indüksiyon katsayısını arttırmak işlemlerinden hangileri tek başına yapılabilir?

(Bobinin iç direnci önemsizdir.)

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III

6. Bir sığacın alternatif akıma karşı gösterdiği zorluğu arttırmak için,

I. Levhaları arasındaki uzaklığı azaltmak II. Levhaların arasına daha küçük dielektrik sabiti

olan yalıtkan koymak III. Devrenin frekansını azaltmak hangileri tek başına yapılabilir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve III

109

"Karma Testler"

PROFESYONEL

TEST

1

1. Öz indüksiyon katsayısı 0,1 H olan bobine uygula-nan gerilimin zamana göre değişim grafiği şekildeki gibidir. L = 0,1 H Zaman (ms) 0 Gerilim (V) 30 –30 20 40 60 80

Buna göre bobinden geçen etkin akım kaç Amperdir?

(p = 3, 1ms = 10–3 _{s, bobinin iç direnci önemsiz)} A) 2 B) 1 C) 2 2 D) 3 E) 4

2. Sığası . F 3 5

10-3 olan sığaç frekansı 20 s–1 olan

alternatif gerilim kaynağına bağlanıyor.

V_e = 40V C =510–3F

3.

Gerilimin etkin değeri 40 Volt olduğuna göre akımın anlık değerini veren denklem aşağıdaki-lerden hangisidir? (p = 3) A) i=20 2Sin40rt B) i 10 2Sin 40 t 2 r r = b + l C) i 8 2Sin 40 t 2 r r = b + l D) i 8 2Sin 40 t 2 – r r = b l E) i 10Sin 20 t 2 r r = b - l

3. Bir bobin Şekil – I deki gibi doğru akım devresine bağlandığında A1 ampermetresinde okunan değer

5 Amper dir. L = 0,1 H A₁ A₂ ûHNLO, ûHNLO,, + – – + 9 6LQSt V = 20V 2

Buna göre aynı bobin Şekil – II deki gibi alterna-tif gerilim kaynağına bağlandığında A₂ amper-metresinde okunan değer kaç amper olur? (p = 3) A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 4. ûHNLO, ûHNLO,, ² ² + _{9 9} max6LQZW C C

Sığası C olan sığaç Şekil – I de doğru akım kay-nağına, Şekil – II de alternatif gerilim kaynağına bağ lıdır.

Buna göre,

I. Şekil – I deki devrede sürekli ve sabit bir akım oluşur.

II. Şekil – II deki devrede sığaç akıma karşı bir direnç gösterir.

III. Şekil – II de sığaç önce yüklenir sonra yükünü boşaltır.

yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III

111

ÖSYM’den SEÇMELER

1. Şekilde doğru akım kaynağına bağlı K transforma-törü ile alternatif akım kaynağına bağlı L transfor-matörü görülmektedir. K transfortransfor-matöründeki pri-mer devreden sabit i akımı, L transformatörüne bağlı primer devreden etkin değeri i olan alternatif akım geçerken transformatörlerin sekonder devre-lerindeki V_AB ve V_CD gerilimleri voltmetrelerle ölçül-mektedir.

Buna göre, transformatörlerin sekonder geri-limleriyle ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

(Şekildeki sarım sayıları gerçek değerleriyle oran-tılıdır.) V_AB gerilimi V_CD gerilimi A) Primerindeki geri-limden büyüktür. Primerindeki geri-limden küçüktür. B) Primerindeki geri-limden küçüktür. Sıfırdır. C) Sıfırdır. Primerindeki geri-limden büyüktür. D) Primerindeki geri-limden büyüktür. Sıfırdır, E) Sıfırdır. Primerindeki geri-limden küçüktür. 2018 / AYT

2. Özdeş lambalar ve sığaçlar ile değişken ve doğru akım üreteçleri kullanılarak şekildeki K, L ve M elektrik devreleri oluşturuluyor.

C K C M C L

Buna göre K, L ve M devrelerindeki lambaların hangileri, üreteçler devreye gerilim sağladığı sürece ışık vermeye devam eder?

A) Yalnız K B) Yalnız L C) Yalnız M D) L ve M E) K, L ve M

2017 / LYS

3. Şekildeki gibi bağlanmış X, Y, Z transformatörleri-nin K–L; M–N; P–R sarımlarının sayıları sırasıyla 20–60; 80–40; 50–250’dir.

Buna göre, girişe 10 volt alternatif gerilim uygu-lanırsa çıkış gerilimi kaç volt olur?

A) 20 B) 40 C) 60 D) 75 E) 125