7. Sınıf Elektrik Devreleri — Konu Anlatımı

Salondaki Lamba Söndü, Mutfaktaki Neden Yanıyor?

Akşam salondaki ampul patlıyor, oda kararıyor; mutfak ve koridor lambaları ise yanmaya devam ediyor. Eski tip yılbaşı ışıklarında ise tek ampul bozulunca bütün dizi sönerdi. İki durum iki bağlama biçimini anlatıyor: paralel ve seri. Önce devrenin kendisine bakalım.

Devre Elemanları ve Ölçü Aletleri

Basit bir devrede üreteç (pil), iletken tel, alıcı (ampul, motor, zil) ve çoğu zaman bir anahtar bulunur. Devrenin çalışması için yolun kesintisiz, yani kapalı olması gerekir; anahtar açıksa akım geçmez. Şemalarda elemanlar resim yerine sembollerle çizilir; böylece aynı şema her yerde aynı biçimde okunur.

Ampermetre akım şiddetini amper (A) biriminde ölçer ve devreye seri bağlanır. Voltmetre gerilimi volt (V) biriminde ölçer ve ölçtüğü elemanın uçlarına paralel bağlanır.

Seri Bağlama: Tek Yol

Ampuller art arda, tek bir yol üzerine dizilir. Aynı pille önce 1, sonra 3 ampul seri bağlandığında 3 ampulün her biri tek ampulden belirgin biçimde sönük yanar. Ampul sayısı arttıkça devrenin toplam direnci artar, akım azalır, parlaklık düşer.

Seri devrede bir ampulü söktüğünüzde yol kesilir ve hepsi söner. Pil sayısını seri olarak artırmak ise gerilimi artırır: 1 pille sönük yanan ampul, 3 seri pille çok daha parlak yanar.

Paralel Bağlama: Ayrı Kollar

Her ampul pile ayrı bir kolla bağlanır. Her kol üretecin iki ucuna doğrudan bağlı olduğundan ampuller tek başına bağlanmış gibi aynı parlaklıkta yanar. Bir ampul sökülse ya da patlasa yalnız onun kolu kesilir, diğerleri yanmaya devam eder. Ev tesisatı bu yüzden paraleldir.

Paralelin bedeli: her kol pilden ayrı akım çeker, toplam akım artar ve pil daha çabuk biter. Mini soru: 2 seri pille kurulmuş iki devrede 2'şer ampul var; birinde ampuller seri, ötekinde paralel. Hangisinde ampuller daha parlaktır? Paralel devrede. Değiştirilen tek şey bağlama biçimi olduğu için bu deney bağlama biçiminin parlaklığa etkisini ölçer.

Karışık Devrede Akıl Yürütme

Sınavda iki bağlama çoğu zaman aynı şemada gelir. Özdeş K ve L ampulleri bir kolda seri, özdeş M ampulü ise ayrı bir kolda tek başına duruyor; iki kol da aynı pile paralel bağlı.

1. Hangisi en parlak? M. Kendi kolunda tek başına olduğu için pilin gerilimini tek başına alır; K ile L aynı gerilimi paylaşır ve ikisi de M'den sönük, birbirine eşit parlaklıkta yanar.
2. K sökülürse ne olur? K ile L aynı yolda olduğu için L de söner; M'nin kolu etkilenmez, M yanmaya devam eder.
3. M sökülürse ne olur? Yalnız M'nin kolu kesilir; K ile L eskisi gibi yanar.

Yöntem hep aynı: önce hangi ampullerin aynı yolu paylaştığını, sonra hangi kolların pile ayrı ayrı bağlandığını bulun.

Direnç: Akıma Karşı Koyma

İletkenin akıma karşı gösterdiği zorluğa direnç denir; birimi ohm'dur (Ω). Aynı maddeden yapılmış tellerde tel uzadıkça direnç artar, kalınlaştıkça (kesit büyüdükçe) azalır. Telin cinsi de etkilidir: aynı boy ve kalınlıkta bakır tel demir telden daha az dirençlidir.

Dar ve uzun bir koridordan kalabalığın geçtiğini düşünün: koridor uzadıkça geçiş zorlaşır, genişledikçe kolaylaşır. Fırın ve klima gibi yüksek akım çeken aygıtların kabloları bu yüzden daha kalın seçilir.

Gerilim ile Akımın Oranı

Aynı direnç kullanılan iki devrede şu ölçümler alınmış:

Gerilim 3 katına çıkınca akım da 3 katına çıkmış; oran değişmemiş. Bu sabit oran direncin değeridir: $3 : 0,3 = 10$ Ω. Direnç değişmedikçe gerilim ile akım doğru orantılıdır. 6 V uygulansaydı akım kaç olurdu? Oran 10 kalacağı için 0,6 A.

Kısa Devre ve Güvenlik

Bir ampulün iki ucu doğrudan bir telle birleştirilirse akım neredeyse dirençsiz teli seçer ve ampul söner; buna kısa devre denir. Pilin iki ucunu doğrudan telle birleştirmek pili ve teli hızla ısıtır; evdeki kısa devreler yangın nedenidir. Islak elle prize dokunmamak, hasarlı kablo kullanmamak, prizlere çocuk koruyucusu takmak aynı amaca hizmet eder: akımın vücudumuzdan ya da istenmeyen yollardan geçmesini önlemek.

Sık Yapılan Hatalar

• "Ne kadar çok ampul eklersem o kadar parlak yanar." Seri bağlı ampullerde tersi olur; sayı arttıkça her biri sönükleşir.
• "Paralelde ampul eklendikçe hepsi sönükleşir." İdeal bir pilde parlaklık değişmez; kısalan pilin ömrüdür.
• "Kalın telin direnci büyüktür." Kesit büyüdükçe direnç azalır.
• "Voltmetre seri, ampermetre paralel bağlanır." Tam tersi: ampermetre seri, voltmetre paralel.

Sınav ipucu: Aynı ışığı veren 60 W'lık akkor ampul ile 8 W'lık LED karşılaştırılırsa LED çok daha az enerji harcar; akkor ampulün harcadığı enerjinin büyük kısmı ışık değil ısı olur. "Hangisi daha verimli?" sorusunun cevabı LED'dir.

Sık sorulanlar