73
ÜN‹TE: 3 YAfiAMIMIZDAK‹
ELEKTR‹K
C‹S‹MLER‹N ELEKTR‹KLENMES‹
Çevremize bakt›¤›m›zda birçok elektrikli araç gereç görürüz. Evinizdeki buzdolab›, çamafl›r makinesi, bula- fl›k makinesi, saç kurutma makinesi, elektrik süpürgesi, f›r›n, tost makinesi, radyo, televizyon, bilgisayar, video, cd çal›c›, ütü, t›rafl makinesi, klima, telefon, ayd›nlanma- m›z› sa¤layan ampul elektrikle çal›flan aletlerden baz›la- r›d›r. Siz bu listeyi daha da uzatabilirsiniz. Durum böyle olunca yaflam›m›zda elektrikle ne kadar iç içe oldu¤u- muz daha iyi anlafl›l›r. Elektri¤in önemini ve yaflam›m›z- daki yerini daha iyi anlamak için bir süre elektrik kesildi-
¤inde nas›l telafla düfltü¤ünüzü bir hat›rlay›n.
Evinizin d›fl›nda her türlü tafl›t arac› ya do¤rudan elektrikle çal›fl›r ya da elekt- rikle çal›flan kontrol sistemleri içerir. Vücudumuzdaki elektri¤e ne demeli? ‹nsan vücudunda da kalp ve kaslar elektrik enerjisiyle çal›fl›r. Elektrikli y›lanbal›¤›n›
duydunuz mu? Amazon nehrinde yaflayan bu bal›¤›n bedeni elektrik üretir. Bu elektrik evlerimizde kulland›¤›m›z normal ampullerden 20 tanesini yakabilir. Y›- lanbal›¤›, bu özelli¤ini besinini avlamak ve avc›lar›ndan kaçmak için kullan›r.
Elektrik flimdi oldu¤u gibi geçmiflte yaflam›fl birçok kiflinin de ilgisini çekmifl- tir. 26 as›r önce yaflam›fl olan Filozof Thales (Tales) çuha parças›na sürtülmüfl kehribar›n küçük cisimleri çekti¤inden söz etmifltir. Orta ça¤da bu elektrik bilgisi- ne yeni bir fley eklenmemifltir. Elektri¤in sistemli bir flekilde incelenmesi Röne- sans döneminde bafllam›flt›r. Günümüzde elektrikten çok genifl alanda yararla- n›lmaktad›r. Elektrikle haberleflme yöntemlerinin gelifltirilmesi, modern hayat›n kurulmas›nda en önemli etken olmufltur. Günümüzde uluslar›n uygarl›k düzeyi, kifli bafl›na tükettikleri elektrik enerjisiyle ölçülür hâle gelmifltir.
ZZZKD\DWLPL]IHQFRP
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
74
Elektrikle ‹lk Tan›flma: Cisimlerin Elektriklenmesi
Saçlar›n›z temizken tarad›¤›n›zda tarak- la saçlar›n›z aras›nda ç›t›rt› sesleri ç›kt›¤›
dikkatinizi çekmifltir. Ya da yün kaza¤›n›z› ç›- kart›rken benzer ç›t›rt›lar› duymuflsunuzdur.
Plastikten yap›lm›fl bir tükenmez kalemi ya da tara¤› saç›n›za sürttükten sonra küçük k⤛t parçalar›na yaklaflt›rd›¤›n›zda k⤛t parçac›klar›n›n çekildi¤ini görmüflsünüzdür.
F›rt›nal› günlerde çakan flimfle¤in ya da dü- flen y›ld›r›m›n ürpertisini hissetmiflsinizdir.
Televizyon ya da bilgisayar ekran›n›z üzerin-
de di¤er yerlere göre daha çok toz topland›¤›n› görmüflsünüzdür. Bu ve benzeri olaylar›n nedenlerini düflündünüz mü?
Bütün bu olaylar madde üzerinde elektrik yükü birikimiyle yani elektriklen- meyle ilgilidir. Bu bölümde maddenin elektriklenmesi incelenecektir. Madde sürt- me, dokunma ve etki ile olmak üzere üç türlü elektriklenebilir.
Sürtme ile Elektriklenme
Baz› cisimler birbirlerine sürtüldüklerinde elektriklenir.
Cam, plastik, ebonit, kehribar gibi cisimler ipek veya yün par- ças›na sürtüldüklerinde hafif cisimleri çekme özelli¤i kazan›rlar. Bu özelli¤i kazanan cisimlere elektriklenmifl cisim denir. Elektriklen- me sürtme ile maddede yük birikmesinden kaynaklan›r. Kazan›lan elektrik yükü maddede hareketsiz kalabildi¤inden durgun (statik) elektrik ad›n› al›r. Durgun elektrikle ilgili olaylar› inceleyen fizik da- l›na elektrostatik denir.
Elektriklenmifl Cisimler Aras›ndaki ‹tme ve Çekme
Elektriklenmifl iki plastik çubuk ya da iki cam çubuk birbirini iter, cam çubuk ile plastik çubuk ise birbirini çeker. Sürtme ile iki plastik çubuk ayn› cins elektrik yüküyle yüklenir. Yük- lü iki plastik çubu¤un birbirini itmesi ayn› cins elektrik yüküyle yüklü cisimlerin birbirini itti¤ini gösterir. Sürtme ile iki cam çubuk da ayn› cins elektrik yüküyle yüklenmifl ve birbirini
itmifltir. Cam çubukla plastik çubu¤un birbirini çekmesi cam çubuk ile plastik çu- bu¤un yüklerinin ayn› olmad›¤›n› gösterir. Bu bize elektriklenmifl cisimlerin yükü- nün iki gruba ayr›ld›¤›n› gösterir. Biri cam çubukta oluflan elektrik yükü türü, di-
¤eri plastik (veya ebonit) çubukta oluflan elektrik yükü türüdür. Cam çubukta olu- flan elektrik yükü türü pozitif, ebonit çubukta oluflan elektrik yükü türü negatif olarak adland›r›l›r.
a b
75 ÖRNEK: fiekildeki K, L, M ve N yüklü kürelerdir. K, L yi itiyor, M ve N yi çekiyor. N küresi negatif yüklü oldu¤u- na göre, K, L ve M kürelerinin yük türleri nedir?
Çözüm: K küresi N yi çekti¤ine göre, K ve N nin yükleri
ters iflaretli olmal›d›r. N nin yükü (–) oldu¤undan K n›n yükü (+) d›r. K, M yi çekti¤ine göre, M nin yükü K n›nki ile z›t iflaretli yani (–) dir.
K, L yi itti¤ine göre, K ile L nin yüklerinin iflaretleri ayn›d›r. O hâlde L nin yükünün iflareti (+) dir.
Do¤ada iki tür elektrik yükü vard›r. Bunlar pozitif elektrik yükü ve negatif elektrik yüküdür. Do¤ada elektrik yükleri korunur. Örne¤in, sürtme ile elektriklen- meyi ele alal›m. Plastik çubuk yün parças›na sürtüldü¤ünde negatif elektrikle yüklenir. Bu olay s›ras›nda yün parças› da plastik çubu¤un yükü kadar pozitif elektrikle yüklenir. Böylece yüklerin toplam› de¤iflmez. Yükler bir maddeden di-
¤erine aktar›l›r.
Elektroskop
Elektroskop, bir cismin yüklü olup olmad›¤›n›, yüklü ise yü- künün cinsini bulmak için kullan›lan araçt›r. Bu araç, cam kap içinde duran metal çubu¤un ucuna as›lm›fl iki metal yaprak ve di¤er ucunda metal bir küreden (veya levha) oluflmufltur.
Elektroskop yüksüzken metal yapraklar kapal›d›r. Herhan- gi bir yolla elektroskobu yükleyecek olursak yapraklardaki ay- n› tür yükler birbirlerini iteceklerinden yapraklar aç›l›r. Elektros- koptaki yük miktar› art›r›l›rsa yapraklar daha çok aç›l›r. Yük miktar› azal›rsa yapraklar biraz kapan›r. Negatif yükle yüklen- mifl bir elektroskobun topuzuna parma¤›m›zla dokunursak ne- gatif yükler vücudumuz üzerinden topra¤a akar, elektroskop nötr hâle gelir ve yapraklar› tamamen kapan›r. Pozitif yüklü
elektroskoba parma¤›m›zla dokunursak negatif yükler topraktan elektroskoba geçer ve yapraklar yine kapan›r. Bu olaya elektroskobun boflalt›lmas› denir.
Elektroskop a. Nötr b. Yüklü K
+ + — —
L M N
Ayn› iflaretli elektrik yüküyle yüklenmifl cisimler birbirlerini iter, z›t iflaret- li elektrik yüküyle yüklenmifl cisimler birbirlerini çeker.
− − + + − +
ZZZKD\DWLPL]IHQFRP
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
76
Dokunma ve Etki ile Elektriklenme
Beyaz eflyalar›n ambalaj›nda kullan›lan plastik köpükten yaklafl›k 1 cm ça- p›nda iki küre haz›rlay›p bunlar› flekilde gürüldü¤ü gibi asal›m.
‹pek kumafla sürterek yükledi¤iniz cam çubu¤u kürelerden birine, yünlü ku- mafla sürterek yükledi¤iniz plastik çubu¤u di¤er küreye dokundural›m. Çubuklar küreye yaklafl›rken ve dokunduktan sonra neler olur.
Çubuklar›n kürelere dokunduktan sonra onlar› ittikleri görülür. Ayn› cins yük- le yüklü cisimler birbirlerini ittiklerine göre, çubukla dokundu¤u kürenin yükü ay- n› olmal›d›r. Küreler bafllang›çta yüksüzdü. O hâlde elektrikle yüklü çubu¤un kü- reye dokunmas› kürenin elektrikle yüklenmesine neden olmufltur. Buradan yüklü bir cismin yüksüz bir cisme dokundu¤unda onu kendi yükü ile ayn› iflaretli elekt- rik yükü ile yükledi¤i sonucuna ulaflabiliriz.
Bu deney bize elektrikle yüklü bir cismin, yüksüz (nötr) bir cisme dokundurul- mas› durumunda cismi ayn› tür elektrikle yükledi¤ini göstermektedir. Bu tür elekt- riklenmeye dokunma ile elektriklenme denir. Dokunma ile elektriklenen iki cis- min yüklerinin iflareti ayn›d›r. Ancak yük miktarlar› farkl› olabilir.
Farkl› büyüklükte iseler toplam yükü büyüklükleri ile orant›l› olarak paylafl›rlar.
Dokunma öncesi cisimlerdeki toplam yük, dokunmadan sonraki toplam yüke eflittir.
Yar›çaplar› r1ve r2olan iletken kürelerin ilk yükleri q1ve q2, dokundurulup ay- r›ld›ktan sonraki yükleri q1’ ve q2’ olsun. Kürelerin yeni yükleri;
Negatif elektrikle yüklü K cisminin, yüksüz L cismine dokunduruldu¤unu var- sayal›m. Bu durumda negatif yükün bir k›sm› L cismine geçer. Böylece L cismi de negatif yük yüklenir. K cismindeki negatif yük miktar› L cismine geçen negatif yük miktar› kadar azal›r. Toplam yükte de¤iflme olmaz. Bu flekilde dokunma sonucu oluflan yükler kal›c›d›r.
fiimdi de pozitif elektrikle yüklü K cisminin, yüksüz L cismine dokunduruldu- q1+ q2
–––––––
r1+ r2
q1´= r1 q2´= r2 q1+ q2 –––––––
r1+ r2 olur ve q1+ q2= q´1+ q´2 dür.
ve
ZZZKD\DWLPL]IHQFRP
77
¤unu varsayal›m. Böyle bir durumda K cisminden L cismine pozitif yük ak›fl› ol- maz. Çünkü pozitif yükler hareketsizdir. K cismi, L cismine dokunduruldu¤unda K cisminin pozitif yükleri L cisminin negatif yüklerinden baz›lar›n› kendine çeker.
Böylece elektron kazanan K cisminin pozitif yükünde biraz azalma olur. L cismi ise pozitif yüklü hâle geçer. K cisminin pozitif yükündeki azalma miktar›, L cismi- nin pozitif yükündeki art›fl miktar›na eflittir.
Etki (Tesir) ile Elektriklenme
Elektrikle yüklü ebonit çubu¤un küçük k⤛t parçalar›n› çekmesi cisimlerin sürtme ya da dokunma olmadan da birbirlerini etkilediklerini gösterir. Acaba uzaktan etkilenen cisimde ne gibi de¤iflmeler olmaktad›r.
fiekilde görüldü¤ü gibi pozitif yüklü cisim (cam çubuk) metal çubu¤a yaklafl- t›r›ld›¤›nda, metal çubuk üzerindeki negatif yükleri kendisine yak›n olan uçta top- lar. Böylece metal ucun sarkaca dokunan ucu pozitif, cam çubu¤a yak›n ucu ne- gatif elektrik yükü ile yüklenir. Sarkaca dokunan metal çubu¤un pozitif ucu sar- kaçtaki negatif yüklerin bir k›sm›n› kendine çeker. Bu nedenle dokundu¤u deney sarkac› da pozitif elektrikle yüklenir. Ayn› iflaretli yükler birbirini itece¤inden sar- kaç metal çubuk taraf›ndan itilir. Cam çubuk sabitken beherglas uzaklaflt›r›l›rsa sarkaç pozitif elektrikle yüklenmifl olarak kal›r. Beherglas uzaklaflt›r›ld›ktan son- ra cam çubuk sarkaca yaklaflt›r›l›rsa sarkac›n itildi¤i görülür. Bu, sarkac›n da cam çubuk gibi pozitif elektrikle yüklendi¤ini gösterir.
Deneyde önce cam çubuk sonra beherglas uzaklaflt›r›lsayd› elektriklenme ol- mazd›. Çünkü cam çubuk uzaklaflt›r›l›nca metalin cam çubu¤a yak›n ucunda bi- riken negatif yükler eski yerlerine dönerdi. Yüksüz metal çubuk sarkac›n elektrik- lenmesine neden olamazd›.
‹letken bir cismin, yüklü bir cisim yard›m›yla, dokunmadan elektrikle yüklen- mesine etkiyle (tesir) elektriklenme veya elektrostatik indüksiyon denir. Et- ki ile elektriklenmede yüklü cisimle yüksüz cisim birbirlerine dokunmad›¤› için aralar›nda yük al›flverifli olmaz. Ancak iletken maddeler etki ile elektriklenmede kullan›labilir.
metal çubuk
fiekildeki gibi negatif yüklü cisim birbirine dokun- makta olan iletken cisimlerden birine yaklaflt›r›ld›¤›nda negatif yükleri kendisine uzak uca itecektir. Bu etkilefl- me sonucu yak›n uç pozitif, uzak uç negatif yüklenir.
Yüklü cisim uzaklaflt›r›l›rsa negatif yükler eski yerlerine döner ve yüklenme olmaz. Negatif yüklü cismin yerini de¤ifltirmeden metal çubuklar birbirinden uzaklaflt›r›l›r- sa pozitif ve negatif yükler ayr›lm›fl olur. Böylece cisim- ler kal›c› olarak etki ile elektriklenir.
ÖRNEK: Negatif yüklü bir cisim yüksüz bir elektroskobun topuzuna dokun- durulursa elektroskop nas›l etkilenir?
Çözüm: Elektroskop yüksüzken yapraklar kapal›d›r. Negatif yüklü cisim do- kundurulunca, cisimdeki negatif yüklerin bir k›sm› elektroskoba geçer. Yap- raklar›n ikisi de negatif yüklenece¤inden birbirini iterek aç›l›r.
ÖRNEK: Üç özdefl elektroskop eflit miktarda pozitif yükle yükleniyor.
a. Bu elektroskoblardan birine K cismi yaklaflt›r›ld›¤›nda elektroskobun yapraklar› biraz kapan›yor.
b. Elektroskoplardan ikincisine L cismi yaklaflt›r›ld›¤›nda elektroskobun yapraklar› biraz daha aç›l›yor.
c. Elektoskoplardan üçüncüsüne M cismi yaklaflt›r›ld›¤›nda yapraklar önce kapan›p sonra aç›l›yor.
Buna göre; K, L, M cisimlerinin yüklerinin türlerini ve miktarlar›n› karfl›laflt›r›n›z.
Çözüm:
a. Elektroskobun yapraklar›n›n biraz kapanmas› yapraklardaki yükün azald›¤›n› gösterir. Yapraklardaki pozitif yükün azalmas› için topuz- daki negatif yüklerin yapraklara do¤ru itilmesi gerekir. O hâlde K cis- mi negatif yükleri itmeli yani negatif yüklü olmal›d›r. Genel olarak, yaklaflt›r›lan cismin yükü elektroskop yüküyle ters iflaretli ise yap- raklar kapan›r.
E¤er yüklerin iflareti ters ve miktarlar› eflit olsayd› elektroskobun yapraklar› tamamen kapan›rd›. O hâlde K cisminin yükü elektroskobun yükünden az olmal›d›r.
b. Yapraklar›n biraz daha aç›lmas›, buradaki pozitif yükün artmas› yani negatif yüklerin topuza do¤ru çekilmesi demektir. L cismi negatif yükleri çeken bir etki göstermifltir. Yükü pozitiftir.
Genel olarak elektroskobun yapraklar›n›n aç›kl›¤›n›n artmas› yaklaflt›r›lan cismin yükünün elektros- kobun yüküyle ayn› iflaretli oldu¤unu gösterir.
c. Yapraklar›n kapanmas› M cisminin negatif yüklü oldu¤unu gösterir. Tekrar aç›lmas› ise M cismindeki yük miktar›n›n yapraklardakinden daha büyük olmas›ndand›r. ‹kinci kez aç›lan yapraklar›n yeni yükü cisimle ayn› yani negatiftir.
Bir iletken elektrikle yüklendi¤inde, elektrik yükleri birbirlerini iterek birbirlerinden en uzak konumda bulunmaya çal›fl›rlar. Bu nedenle yükler iletkenin en d›fl yüzeyinde toplan›r. Öbür sayfadaki flekli inceleyerek elektriklenmenin nas›l oldu¤unu anlamaya çal›fl›n›z.
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
78
ZZZKD\DWLPL]IHQFRP
ÖRNEK
Negatif yüklü elektroskoba yine negatif yüklü bir çubuk yaklaflt›r›l›nca ne gözlenir?
Çözüm: Negatif yüklü elektroskobun yapraklar› aç›kt›r. Negatif yüklü cisim elektroskobun topuzuna yaklaflt›r›l›nca topuzdaki negatif yükleri yapraklara iter. Yapraklardaki negatif yük artar. Yapraklar daha fazla aç›l›r.
Al›flt›rma: Pozitif yüklü elektroskoba, pozitif yüklü cisim yaklaflt›r›l›nca ne gözlenir?
Al›flt›rma: Negatif yüklü elektroskoba, pozitif yüklü cisim yaklaflt›r›l›nca ne gözlenir?
ÖRNEK
fiekildeki K, L, M iletken küreleri yal›tkan ayak üzerinde birbiri- ne de¤ecek flekilde dururken (+) yüklü P cismi yaklaflt›r›l›yor.
Yal›tkan ayaktan tutularak L küresi aradan çekiliyor. Sonra P cismi uzaklaflt›r›l›yor. Kürelerin son yükleri ne olur?
Çözüm: Pozitif yüklü P cismi K, L, M iletken kürelerindeki elektronlar› kendisine yak›n M küresine çeker. K küresi pozitif yüklenir. Bu eksi yükler L den M ye, K den L ye geçer.
Sonuçta L nin yükü de¤iflmez. Küreler birbi-
rinden ayr›l›nca yük da¤›l›m› de¤iflmez. K pozitif, M negatif yüklü olarak kal›r. L ise nötrdür.
Örnek
fiekildeki pozitif yüklü K küresi, iletken LM cismine yaklaflt›r›l›yor ve M ucu topraklan›yor. Daha sonra toprak ba¤lant›s› kesilerek yüklü K cismi uzaklaflt›r›l›yor. ‹fllemin her basama¤›nda neler olaca¤›n› aç›k- lay›n›z.
Çözüm: (+) elektrikle yüklü K küresi iletkenin L ucuna yaklaflt›r›l›nca
etkiyle bu ucu (–), M ucunu (+) yükler. M ucu topraklan›nca bu uç pozitif yüklü oldu¤u için topraktan (–) yük çeker ve M ucundaki pozitif yükler nötrleflir. Toprak ba¤lant›s› kesilince yük durumunda de¤ifliklik olmaz. Yani L ucu (–), M ucu nötrdür. K küresi uzaklaflt›r›l›nca negatif yükler LM iletken cisminin yüze- yine da¤›l›r.
79
Topraklama
Elektrikle yüklü iki cismin birbirine dokundurulduklar›nda ya da bir iletkenle birbirlerine ba¤land›klar›nda sahip olduklar› toplam yükü yar›çaplar› oran›nda paylaflt›klar›n› biliyoruz. Elektrikle yüklü bir cisim topra¤a (yer küreye) dokundu- ruldu¤unda veya bir iletkenle topra¤a ba¤land›¤›nda ne olur? Yer küre di¤er cis- me göre çok büyük olaca¤›ndan yükün neredeyse tümünü toprak al›r ve cisim adeta yüksüz hâle gelir. Yani yüklü bir cisim topra¤a ba¤land›¤›nda yükünü kay- beder. Bu flekilde bir cismin topra¤a ba¤lanarak yükünün boflalt›lmas› olay›na topraklama denir. Topraklama elektrikle çal›flan aletlerde iflareti ile göste- rilir.
Tüm elektrikli aletlerin topraklanm›fl prizlerle kullan›lmas› gerekir. Topraklama herhangi bir nedenle aletin gövdesinde biriken elektrik yüklerinin topra¤a akma- s›n› sa¤lar. Böylece elektri¤in olas› zararl› etkilerinden bizleri korur.
Topraklama yard›m›yla da iletkenler etki ile elektriklenebilir. Bunu bir örnek üzerinde aç›klayal›m.
Atmosferde Do¤al Elektriklenme: fiimflek ve Y›ld›r›m
Atmosferdeki bulutlar rüzgâr›n etkisiyle hareket ederken birbirine sürtünür.
Sürtünme nedeniyle baz› bulut kümeleri negatif elektrikle, baz› bulut kümeleri de pozitif elektrikle yüklenir. Sürtünme artt›kça bulutlardaki yük miktarlar› da artar.
Hava iyi bir elektrik iletkeni de¤ildir. Bu nedenle bulutlardaki az miktardaki yük birikmesi bulutlar aras›nda yük boflalmas›na neden olmaz. Yükleri z›t ve yeteri kadar fazla iki bulut kümesi birbirine yaklaflt›¤›nda bulutlar aras›nda k›v›lc›m flek- linde fliddetli bir yük atlamas› oluflur. ‹ki bulut aras›nda elektrik yüklerinin atlama- s› sonucu oluflan ›fl›¤a flimflek denir. ‹ki bulut aras›ndaki ortalama kal›nl›¤› 2 – 5 cm olan k›v›lc›m (yük ak›fl›) etraf›nda büyük bir ›s› enerjisi oluflturur. (Bilim adam- lar› bir flimflek çakmas›yla bunun yak›n›ndaki havan›n 28 000°C a kadar ›s›nabi- lece¤ini hesaplam›fllard›r. Bu s›cakl›k günefl yüzeyindeki s›cakl›ktan yaklafl›k üç kat daha fazlad›r.) Bu enerji ile aniden ›s›nan hava genleflerek patlamaya neden olur. Bu patlamaya gök gürültüsü denir. Ifl›k h›z›n›n ses h›z›ndan çok fazla ol- mas› nedeniyle önce flimfle¤i görür, arkas›ndan gök gürültüsünü iflitiriz.
Y›ld›r›m, genellikle fliddetli bir ya¤murla birlikte görülen elektrik yüklerinin bo- flalmas› ile ilgili bir olayd›r. Elektrikle yüklü bulutlar yer yüzüne yak›n geçiyorsa yer yüzünün etki ile elektriklenmesine neden olur. Bulutlar genellikle negatif elektrikle yüklü oldu¤undan yer yüzü etki ile pozitif elektrikle yüklenir.
Y›ld›r›m insan ve hayvanlarda can kayb›na, orman ve bina yang›nlar›na ne- den olmaktad›r. Y›ld›r›m›n zararl› etkilerinden korunmak için yüksek yap›lara (bi-
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
80
na, radyo ya da televizyon antenleri, telefon ya da elektrik direkleri, minare vb.) paratoner (y›ld›r›m savar) tak›l›r. Paratoner elektri¤in topra¤a akmas›n› sa¤lar.
Paratoner, sivri uçlu bir metal çubuk, iletken tel ve iletken levhadan oluflur. Sivri uçlu metal çubuk yap›n›n en yüksek yerine yerlefltirilir. ‹letken levha topra¤a iyi- ce gömülür. Metal levha ile metal çubuk iletken telle birbirine ba¤lan›r. Buluttaki elektrik önce paratonerin sivri uçlu metal çubu¤una boflal›r, sonra iletken çubuk üzerinden topra¤a akar. Böylece y›ld›r›m›n yap›ya zarar vermesi önlenmifl olur.
81
1. Yüksüz bir ebonit çubuk, yüksüz bir yün kuma- fla sürtülerek negatif elektrik ile yükleniyor.
Bu ebonit çubu¤u sürtmüfl oldu¤umuz yün kumafla dokundurursak yün kumafl ve ebonit çubu¤un yük durumu ne olur?
A) Çubuk pozitif, yün kumafl negatif elekt- rikle yüklenir.
B) Her ikisi de yüksüz olur.
C) Çubuk negatif, yün kumafl pozitif elekt- rikle yüklenir.
D) Yüklerde bir de¤ifliklik olmaz.
2. Cam çubuk ipek kumafla sürtülünce (+) elekt- rik yüküyle, plastik çubuk yünlü kumafla sür- tülünce (–) elektrik yüküyle yüklenir.
Bu iki olayda kumafllar hangi cins elekt- rik yüküyle yüklenir?
A) ipek (+), yünlü (–) B) ipek (+), yünlü (+) C) ipek (–), yünlü (+) D) ipek (–), yünlü (–)
3. Ç›plak elle tutularak yünlü kumafla sürtü- len metal çubu¤un, küçük k⤛t parçalar›- n› çekmemesinin sebebi nedir?
A) sürtünme ile elektriklenmemesi B) elektrik yükünü muhafaza edememesi C) yünlü kumaflla etkileflmemesi D) k⤛t ve metal çubu¤un ayn› yükle yüklü
olmas›
4. X, Y ve Z küreleri elektrikle yüklenmifltir. X küresi Y küresini itmekte, Z küresini ise çek- mektedir.
Y küresinin yükü negatif oldu¤una göre, X ve Z kürelerinin yükleri için afla¤›daki- lerden hangisi do¤rudur?
A) X pozitif, Z negatif B) X pozitif, Z pozitif C) X negatif, Z pozitif D) X negatif, Z negatif
5.
fiekilde, Z küresi X küresini iterken Y küresi- ni çekmektedir.
Buna göre X, Y ve Z kürelerinin yük du- rumlar› için afla¤›dakilerden hangisi söy- lenebilir?
X Y Z
A) + yüksüz + B) yüksüz + + C) – yüksüz + D) + – yüksüz
6.
fiekildeki (+) yüklü L çubu¤u, yüklü K ve M elektroskoblar›ndan K n›n topuzuna de¤diri- lirken M nin topuzuna yaklaflt›r›l›yor. Bu du- rumda K n›n yapraklar›n›n biraz aç›ld›¤›, M ninkinin ise biraz kapand›¤› gözleniyor.
Buna göre, K ve M elektroskoblar›n›n yapraklar›n›n bafllang›çtaki yükleri ile il- gili olarak afla¤›dakilerden hangisi do¤ru- dur?
K M A) + + B) – + C) + – D) – – 4 – 1
KONU TARAMA TEST‹
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
82
7.
fiekildeki elektroskoba elektrik yüklü bir çu- buk yaklaflt›r›l›yor.
Bu durumda afla¤›dakilerden hangisi ger- çekleflir?
A) Elektroskoptaki yük cinsi de¤iflir.
B) Yapraklar z›t yükle yüklenir.
C) Elektroskoptaki yük boflal›r.
D) Yapraklar aras›ndaki aç› de¤iflir.
8. Bir cam çubuk ipek kumafla sürtülünce ipek kumafl (–) elektrikle yüklenmifl olur. Bu cam çubuk birbiriyle z›t yüklü iki elektroskobtan I.
elektroskoba dokundurulunca, elektrosko- bun yapraklar› kapan›yor.
Buna göre I ve II elektroskobuyla cam çu- bu¤un ilk yükleri nedir?
A) I (+), II (–), cam çubuk (–) B) I (–), II (+), cam çubuk (–)
C) I (+), II (–), cam çubuk (+) D) I (–), II (+), cam çubuk (+)
9. ‹letken K çubu¤u elektrik yüklü bir elektros- kobun topuzuna dokunduruldu¤unda yap- raklar›n önce tamamen kapand›¤› daha son- ra tekrar aç›ld›¤› gözleniyor.
Buna göre;
I. K çubu¤u yüksüzdür.
II. K çubu¤u ve elektroskop ayn› iflaretli elektrikle yüklüdür.
III. K çubu¤u ile elektroskobun yükü z›t ifla- retli ve K çubu¤unun yük miktar› daha fazlad›r.
yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur?
A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve II
10. (–) yüklü elektroskoba yüksüz iletken bir çu- buk dokundurulup uzaklaflt›r›l›yor.
Buna göre;
I. Yükünün iflareti de¤iflmeyece¤inden elektroskobun yapraklar›nda de¤iflme gözlenmez.
II. Elektroskobun yapraklar› aras›ndaki aç›kl›k azal›r.
III. Elektroskobun yapraklar› önce tamamen kapan›r, sonra biraz aç›l›r.
yarg›lar›ndan hangileri do¤ru olabilir?
A) Yaln›z l B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) II ve III 11.
Negatif elektrikle yüklü K küresi, birbirine do- kunmakta olan L ve M iletken cisimlerine yaklaflt›r›l›yor. Bir süre beklendikten sonra M cisminin toprakla ba¤lant›s› kesiliyor. Önce K küresi, daha sonra da cisimler yal›tkan saplar›ndan tutularak birbirinden ayr›l›yor.
Son durumda L ve M cisimlerinin yükleri nas›l olur?
A) L(+), M(–) B) L(+), M(+) C) L(+), M(nötr) D) L(–), M (–) 12.
Birbirine de¤mekte olan özdefl ve yüksüz K, L, M iletken kürelerine (–) yüklü T çubu¤u flekildeki gibi yaklaflt›r›l›yor.
K, L, M kürelerinin son yükleri afla¤›daki- lerden hangisi olur?
K L M
A) + yüksüz –
B) – + +
C) + – –
D) – yüksüz +
83
13.
Yüksüz X ve Y metal küreleri birbirine de¤e- cek biçimde yal›tkan ayaklar üzerinde dur- maktad›r. (+) yüklü metal çubuk birinci küre- ye ilk flekildeki gibi de¤dirilip çekiliyor. Bu iki küre birbirinden ayr›larak X küresi yüksüz K elektroskobunun topuzuna de¤diriliyor. Y kü- resi de yüksüz L elektroskobunun topuzuna de¤meden yaklaflt›r›l›yor.
Buna göre, elektroskoblar›n yapraklar›- n›n son yüklerinin iflareti nedir?
K L A) + + B) – – C) + yüksüz
D) – –
14.
fiekildeki gibi yüksüz ve birbirine de¤mekte olan X, Y, Z kürelerine iki uçtan özdefl (+) yüklü K ve L küreleri yaklaflt›r›l›yor. Bu du- rumda iken, önce Y küresi yal›tkan sap›ndan tutularak X ve Z den ayr›l›yor. Daha sonra K ve L uzaklaflt›r›l›yor.
Son durumda X, Y, Z kürelerinin yükleri için afla¤›dakilerden hangisi do¤ru olabi- lir?
X Y Z
A) –q +2q –q
B) –q +q –q
C) +q –2q +q
D) –2q +q –2q
15. Birbirine ayn› uzakl›kta özdefl küre ve yaylardan yap›lm›fl afla¤›daki sistemler- den hangisinde yay›n uzamas›n›n en faz- la olmas› beklenir?
16.
fiekildeki düzenekte bulunan küre ve plaka afla¤›daki durumlardaki gibi yükleniyor.
Buna göre afla¤›dakilerden hangisinde ipteki gerilme kuvvetinin en büyük olma- s› beklenir?
Tarih:.../.../200... • Do¤ru:... • Yanl›fl: ...• Net: ...
1. B 2. C
3. B 4. C
5. A 6. C
7. D 8. D
9. C 10. B
11. B 12. A
13. A 14. A
15. B 16. D
A)
nötr
B)
nötr
C)
+ + +
+ + – –
– –
– –– – + +
+ + + +
+ + + D)
ip
küre
plaka yal›tkan ayak
A) B) C)
– – – + ++ + – – –
– –
– –– – + +
+ + + ++ +
nötr + + + +
D)
Y Z
L X
K + + ++ +
+ + + +
+ + ++ + +
+ + + + ++ +
metal çubuk
X
X
Y
Y
K L
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
84
1. Nötr bir cisim, elektrikle yüklenirse, bu cismin;
I. Negatif yük say›s›
II. Pozitif yük say›s›
III. Kütlesi
niceliklerinden hangisinde de¤iflme olur?
A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve II
2. Sürtme ile elektriklenen cam çubuk için afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
A) Negatif yük al›r. B) Negatif yük verir.
C) Pozitif yük al›r. D) Pozitif yük verir.
3. Bir cismin elektrikle yüklü olup olmad›¤›- n›, yüklü ise elektrik yükünün cinsini afla-
¤›daki aletlerden hangisiyle anlayabiliriz?
A) Ampermetre B) Voltmetre C) Elektroskop D) Reosta
4.
fiekildeki Y küresi X i çekip Z yi itiyor.
Buna göre, X, Y, Z kürelerinin yük durum- lar› için afla¤›dakilerden hangisi söylene- bilir?
X Y Z
A) + – nötr
B) nötr – –
C) – + –
D) – nötr +
5. Yüksüz K ve L cisimleri birbirlerine sürtüle- rek elektrikleniyor. K, yüksüz M cismine do- kundurulup ayr›l›yor.
K nin L ve M ile etkileflmeleri ile ilgili afla-
¤›daki yarg›lardan hangisi do¤rudur?
A) L yi çekip M yi iter.
B) L yi itip M yi çeker.
C) L ve M yi çeker.
D) L ve M yi iter.
6.
fiekildeki gibi birbirlerine de¤mekte olan ilet- ken kürelere negatif yüklü bir çubuk yaklafl- t›r›l›yor. Küreler birbirinden ayr›ld›ktan sonra çubuk uzaklaflt›r›l›yor.
Kürelerin yükleri için afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur?
A) ‹kisi de pozitif B) ikisi de negatif C) K negatif, L pozitif D) K pozitif, L negatif
7.
Özdefl K, L, M iletken küreleri yal›tkan ipler- le as›lm›fllard›r. Yal›tkan ipinden tutulan L kü- resi önce K ye sonra M ye dokundurulup ay- r›l›yor.
K, L, M kürelerinin son yükleri afla¤›daki- lerden hangisi olur?
K L M
A) +q 0 0
B) +2q –q 0
C) +q –q +q
D) –q +q +q
K +4q
L –2q
M –q
K L
– –– –
X Y Z
3 – 2 KONU TARAMA TEST‹
85
8.
fiekilde ilk yük durumlar› belirtilen özdefl kü- relerden K küresi önce L ye sonra M ye do- kundurulup çekiliyor.
Buna göre, kürelerin son yükleri ne olur?
K L M
–––– –––– ––––
A) +q –3q –q
B) +q +3q +q
C) +3q +3q –q
D) +3q +q –3q
9.
Özdefl K ve L iletken kürelerinden K nin yü- kü +5q dur. K küresi yal›tkan sap›ndan tutu- larak yüklü L küresine dokundurulup eski ko- numuna getiriliyor.
Son durumda L küresinin yükü +q oldu¤u- na göre, L küresinin ilk yükü kaç q dur?
A) –1 B) –2 C) –3 D) +1
10. Elektrikle yüklü bir plastik çubuk hafif aç›lm›fl bir musluktan akan suya yaklaflt›r›ld›¤›nda plastik çubu¤un suyu kenara do¤ru çekti¤i görülür.
plastik çubu¤un musluktan akan suya uygulad›¤› çekme kuvvetinin büyüklü¤ü afla¤›dakilerden hangisine ba¤l›d›r?
I. Çubuk ile su aras›ndaki uzakl›¤a II. Çubu¤un üzerindeki yük miktar›na III. Musluktan akan suyun ak›fl h›z›na A) Yaln›z I B) I ve II C) II ve III D) I, II ve III
11.
fiekildeki yal›tkan iplere ba¤l› küreler eflit a¤›rl›ktad›r. Kürelerin altlar›na flekildeki yük- lü küreler konuldu¤unda, iplerdeki gerilme kuvvetleri s›ras›yla T1, T2ve T3olmaktad›r.
T1, T2ve T3ün büyüklük s›ras› için afla¤›- dakilerden hangisi do¤rudur?
A) T1> T2> T3 B) T1= T2> T3 C) T1= T3> T2 D) T3> T2> T1
12. Pozitif yüklü elektroskoba bir cisim yaklaflt›- r›l›nca, yapraklar›n önce kapand›¤›, sonra aç›ld›¤› gözleniyor.
Bu olay afla¤›dakilerden hangisini kan›t- lamaz?
A) Cismin negatif yüklü oldu¤unu
B) Son durumda yapraklarda pozitif yük olufltu¤unu
C) Kat› iletkenlerde negatif yüklerin hareket etti¤ini
D) Ayn› tür yüklerin birbirini itti¤ini
13. Afla¤›dakilerden hangisinin meydana gel- mesinde bulutlar›n etkisi yoktur?
A) Ay tutulmas›n›n B) Y›ld›r›m›n C) Gök gürültüsünün D) fiimfle¤in
Tarih:.../.../200... • Do¤ru:... • Yanl›fl: ...• Net: ...
1. C 2. B
3. C 4. B
5. A 6. D
7. A 8. B
9. C 10. D
11. D 12. B
13. A K
+5q
L
? K
+6q –q
L M
nötr
Fen ve Teknoloji YAfiAMAMIZDAK‹ ELEKTR‹K Ünite – 3
86
ZZZKD\DWLPL]IHQFRP
