Elektrik ve Manyetizma

1. Şekildeki iki noktasal yük arasındaki uzaklık iki katına çıkarılırsa aralarındaki elektriksel kuvvet nasıl değişir?

• A) Dörtte birine iner.
• B) Yarıya iner.
• C) Değişmez.
• D) İki katına çıkar.
• E) Dört katına çıkar.

Doğru cevap: A — Coulomb kuvveti uzaklığın karesiyle ters orantılıdır; uzaklık iki katına çıkınca kuvvet dörtte birine iner.

1. Kullanılacak bağıntıyı yazalım: F = k · q₁ · q₂ / d². Uzaklık paydada ve karesi alınmış durumda.
2. Değişimi uygulayalım: d yerine 2d yazıldığında payda (2d)² = 4d² olur. Pay değişmiyor, çünkü yükler aynı.
3. Payda 4 katına çıktığında kesrin değeri 1/4 katına iner. Yani kuvvet dörtte birine düşer.
4. Denetleyelim: uzaklık arttıkça kuvvetin azalması beklenir ✓ — sonuç bu beklentiyle uyumlu.

2. Şekildeki seri devrede üreteç 12 V, dirençler 4 Ω ve 2 Ω’dur. Devreden geçen akım şiddeti kaç A’dir?

• A) 1
• B) 2
• C) 3
• D) 4
• E) 6

Doğru cevap: B — Seri devrede dirençler toplanır ve Ohm yasası uygulanır; 12 V / 6 Ω = 2 A.

1. Verilenleri yazalım: V = 12 V, R₁ = 4 Ω, R₂ = 2 Ω, bağlantı seri. İki bağıntı gerekli: seri eşdeğer R_eş = R₁ + R₂ ve Ohm yasası i = V / R.
2. Önce eşdeğer direnci bulalım: R_eş = 4 + 2 = 6 Ω.
3. Ohm yasasını uygulayalım: i = 12 / 6 = 2 A. Seri devrede bu akım her iki dirençten de aynı biçimde geçer.
4. Denetleyelim: birim V ÷ Ω = A ✓ — Ohm yasasının gereği.

3. Bir noktadaki elektrik alan şiddetinin tanımı aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Birim yüke etki eden potansiyel
• B) Yükün hızının zamana oranı
• C) Birim pozitif yüke etki eden kuvvet
• D) Yükün kütlesine oranı
• E) Akımın gerilime oranı

Doğru cevap: C — Elektrik alan, o noktadaki birim pozitif yüke etki eden kuvvettir: E = F / q.

1. Tanımın bağıntısından gidelim: E = F / q. Sağ tarafta bir kuvvet, bir de yük var.
2. Bir büyüklüğü başka bir büyüklüğe bölmek "birim başına" demektir. Öyleyse E, birim yük başına düşen kuvvettir.
3. Yükün pozitif alınması alanın yönünü belirlemek içindir. Böylece elektrik alan, birim pozitif yüke etki eden kuvvet olarak tanımlanır.
4. Denetleyelim: birim N/C ✓ — kuvvet biriminin yük birimine bölümü, tanımı doğruluyor.

4. Şekilde akım taşıyan düz bir telin çevresindeki manyetik alan çizgileri gösterilmiştir. Telden geçen akım iki katına çıkarılıp uzaklık sabit tutulursa manyetik alan şiddeti nasıl değişir?

• A) Dörtte birine iner.
• B) Yarıya iner.
• C) Değişmez.
• D) İki katına çıkar.
• E) Dört katına çıkar.

Doğru cevap: D — Düz telin manyetik alanı akımla doğru orantılıdır; akım iki katına çıkınca alan da iki katına çıkar.

1. Bağıntıyı yazalım: B = (μ₀ · i) / (2π · d). Akım payda değil PAYDA yer alıyor, birinci dereceden.
2. Değişimi uygulayalım: uzaklık d sabit tutuluyor, yalnız i iki katına çıkıyor.
3. Pay iki katına çıkarken payda değişmediği için kesrin değeri de iki katına çıkar; manyetik alan iki katına çıkar.
4. Denetleyelim: bağıntıda i’nin karesi yok ✓ — bu yüzden değişim doğrudan orantılı.

5. Şekildeki ideal transformatörün birincil sargısına 220 V uygulanmaktadır. Buna göre ikincil sargıdaki gerilim kaç V’tur?

• A) 22
• B) 33
• C) 44
• D) 48
• E) 55

Doğru cevap: E — İdeal transformatörde gerilim sarım sayısıyla doğru orantılıdır; 220 / 4 = 55 V.

1. Bağıntıyı yazalım: V₁ / V₂ = N₁ / N₂. Verilenler: N₁ = 200, N₂ = 50, V₁ = 220 V.
2. Sarım oranını bulalım: N₁ / N₂ = 200 / 50 = 4. Yani birincil sargı ikincilden dört kat fazla sarıma sahip.
3. Bağıntıya yerleştirelim: 220 / V₂ = 4, buradan V₂ = 220 / 4 = 55 V. Sarım azaldığı için gerilim de düşüyor; bu bir düşürücü transformatör.
4. Denetleyelim: sarım dörtte bire inmiş, gerilim de dörtte bire inmiş ✓ — doğru orantı korunuyor.

6. Şekilde zıt işaretli iki noktasal yük verilmiştir. Bu yükler arasındaki elektriksel kuvvet için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) İtme kuvvetidir, yükler birbirinden uzaklaşır.
• B) Çekme kuvvetidir, yükler birbirine yaklaşır.
• C) Kuvvet sıfırdır.
• D) Yalnızca büyük yüke kuvvet etki eder.
• E) Kuvvetin yönü belirsizdir.

Doğru cevap: B — Zıt işaretli yükler birbirini çeker; oluşan kuvvet çekme kuvvetidir.

1. Yüklerin işaretlerini okuyalım: biri +q, öteki −2q. Yani işaretler zıt.
2. Temel kuralı uygulayalım: aynı işaretli yükler birbirini iter, zıt işaretli yükler birbirini çeker.
3. Öyleyse bu iki yük arasında çekme kuvveti oluşur ve yükler birbirine yaklaşma eğilimindedir.
4. Denetleyelim: kuvvet iki yüke de eşit büyüklükte ve zıt yönde etki eder ✓ — büyüklüklerinin farklı olması bunu değiştirmez.

7. 6 Ω ve 3 Ω’luk iki direnç paralel bağlanmıştır. Buna göre eşdeğer direnç kaç Ω’dur?

• A) 2
• B) 3
• C) 4,5
• D) 9
• E) 18

Doğru cevap: A — Paralel bağlıda terslerin toplamı alınır; 1/6 + 1/3 = 1/2 olduğundan eşdeğer direnç 2 Ω’dur.

1. Bağıntıyı yazalım: paralel bağlıda 1/R_eş = 1/R₁ + 1/R₂. Verilenler R₁ = 6 Ω, R₂ = 3 Ω.
2. Yerleştirelim ve paydaları eşitleyelim: 1/R_eş = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2.
3. Tersini alalım: R_eş = 2 Ω. Paralel bağlamada eşdeğer direnç, en küçük dirençten bile küçük çıkar.
4. Denetleyelim: 2 Ω < 3 Ω ✓ — paralel bağlamanın kuralına uygun.

8. Bir bobinin içinden geçen manyetik akı zamanla değiştiğinde bobinde akım oluşmaktadır. Bu olaya ne ad verilir?

• A) Elektroliz
• B) İndüksiyon
• C) Yalıtım
• D) Topraklama
• E) Kısa devre

Doğru cevap: B — Değişen manyetik akının devrede akım doğurmasına indüksiyon denir.

1. Olayı adımlarıyla okuyalım: bobinden geçen manyetik akı zamanla değişiyor ve bobinde akım oluşuyor.
2. Bu, Faraday yasasının tanımladığı durumdur: manyetik akıdaki değişim devrede bir elektromotor kuvvet indükler.
3. Devre kapalıysa bu emk bir akım doğurur. Olayın adı indüksiyondur.
4. Denetleyelim: akının SABİT kalması durumunda akım oluşmaz ✓ — belirleyici olan değişimin kendisi.

9. Bir noktaya konan 2 × 10⁻⁶ C’luk yüke 0,6 N’luk kuvvet etki etmektedir. Buna göre bu noktadaki elektrik alan şiddeti kaç N/C’dir?

E = F / q

• A) 1,2 × 10⁻⁶
• B) 3 × 10⁴
• C) 1,2 × 10⁵
• D) 3 × 10⁵
• E) 6 × 10⁵

Doğru cevap: D — Elektrik alan kuvvetin yüke oranıdır; 0,6 N / (2 × 10⁻⁶ C) = 3 × 10⁵ N/C.

1. Verilenleri yazalım: F = 0,6 N, q = 2 × 10⁻⁶ C, istenen E. Bağıntı E = F / q.
2. Yerleştirelim: E = 0,6 / (2 × 10⁻⁶).
3. İşlemi yapalım: 0,6 / 2 = 0,3 ve 1 / 10⁻⁶ = 10⁶ olduğundan E = 0,3 × 10⁶ = 3 × 10⁵ N/C.
4. Denetleyelim: birim N ÷ C = N/C ✓ — elektrik alan birimi çıkıyor.

10. Bir elektrikli ısıtıcı 220 V gerilimde 5 A akım çekmektedir. Bu ısıtıcının gücü kaç watt’tır?

• A) 44
• B) 225
• C) 440
• D) 880
• E) 1100

Doğru cevap: E — Elektriksel güç P = V × i bağıntısıyla bulunur; 220 × 5 = 1100 W.

1. Verilenleri yazalım: V = 220 V, i = 5 A, istenen güç P. Bağıntı P = V × i.
2. Yerleştirelim: P = 220 × 5.
3. İşlemi yapalım: P = 1100. Birim V × A = W. Isıtıcı 1100 watt güç harcıyor.
4. Denetleyelim: ev tipi bir ısıtıcı için 1100 W beklenen mertebede ✓ — birkaç watt ya da birkaç yüz kilowatt olsaydı gerçekçi olmazdı.

11. Elektrikli ev aletlerinde topraklama yapılmasının temel amacı aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Cihazın gövdesinde biriken kaçak akımı toprağa aktararak çarpılmayı önlemek
• B) Cihazın daha hızlı çalışmasını sağlamak
• C) Elektrik faturasını düşürmek
• D) Cihazın direncini artırmak
• E) Manyetik alan oluşturmak

Doğru cevap: A — Topraklama, gövdeye kaçan akıma insandan çok daha düşük dirençli bir yol sunarak çarpılmayı önler.

1. Tehlikenin nasıl doğduğunu görelim: yalıtım bozulduğunda cihazın metal gövdesine akım kaçabilir.
2. Gövdeye dokunan kişi bu durumda akım için bir yol oluşturur; akım insan üzerinden toprağa geçer ve çarpılma olur.
3. Topraklama teli araya çok düşük dirençli ikinci bir yol koyar. Akım en az dirençli yolu tercih ettiği için insan yerine bu telden geçer.
4. Denetleyelim: önlem akımı ortadan kaldırmıyor ✓ — yalnız izleyeceği yolu değiştiriyor.

12. Tabloda dirençlerin bağlanma biçimleri karşılaştırılmıştır. Soru işareti yerine aşağıdakilerden hangisi gelmelidir?

• A) Her dirençte aynıdır
• B) Sıfırdır
• C) Kollara paylaşılır
• D) Yalnızca büyük dirençten geçer
• E) Ölçülemez

Doğru cevap: C — Paralel bağlıda ana koldan gelen akım kollara paylaşılır.

1. Tablonun kurgusu şu: solda bağlantı biçimi, sağda akım ve gerilimin durumu. İki bağlantı biçimi karşılaştırılıyor.
2. Seri satırını okuyalım: akım her dirençte aynı, gerilim dirençlere paylaşılıyor. Yani seri bağlamada paylaşılan büyüklük gerilim.
3. Paralel bağlamada ise durum tersine döner. Dirençlerin uçları ortak olduğu için gerilim her dirençte aynıdır; ana koldan gelen akım ise kollara ayrılır.
4. Denetleyelim: iki satır birbirinin tersi ✓ — birinde paylaşılan gerilim, ötekinde akım.

13. Düzgün bir manyetik alan içinde, alana paralel olarak hareket eden yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvet için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) En büyük değerini alır.
• B) Hızla aynı yöndedir.
• C) Parçacığı yavaşlatır.
• D) Sıfırdır.
• E) Parçacığın kütlesine bağlıdır.

Doğru cevap: D — Manyetik kuvvet F = q · v · B · sinθ ile verilir; hız alana paralelken θ = 0 olduğundan kuvvet sıfırdır.

1. Bağıntıyı yazalım: F = q · v · B · sinθ. Buradaki θ, hız ile manyetik alan arasındaki açıdır.
2. Soruda parçacık alana paralel hareket ediyor. Paralel iki vektör arasındaki açı 0°’dir.
3. Bağıntıya yerleştirelim: sin 0° = 0 olduğundan F = 0. Parçacığa manyetik kuvvet etki etmez.
4. Denetleyelim: kuvvet en büyük değerini θ = 90°’de alır ✓ — yani hız alana dik olduğunda.

14. Fırtınalı havada açık alanda bulunan bir kişinin yüksek bir ağacın altına sığınması sakıncalıdır. Bunun fiziksel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Ağacın manyetik alan oluşturması
• B) Ağacın çevresine göre yüksek olması nedeniyle yıldırımın öncelikle oradan boşalması
• C) Ağacın elektrik yalıtkanı olması
• D) Ağaç gövdesinin akımı hiç iletmemesi
• E) Ağacın gerilimi düşürmesi

Doğru cevap: B — Yük boşalması en yüksek ve en sivri noktadan gerçekleştiği için yıldırım öncelikle ağaca düşer.

1. Yıldırımın nasıl oluştuğunu görelim: buluttaki yükler yere boşalma eğilimindedir ve bunun için en kısa yolu ararlar.
2. Yol uzunluğunu belirleyen şey yükseklik farkıdır. Çevresine göre yüksek olan bir cisim bulut ile yer arasındaki açıklığı kısaltır.
3. Ağaç açık bir alanda çevresindeki her şeyden yüksektir; bu yüzden boşalma öncelikle oradan gerçekleşir. Altında duran kişi de bu yolun üzerinde kalır.
4. Denetleyelim: sivrilik de aynı yönde çalışıyor ✓ — sivri uçlarda yük yoğunluğu artar ve boşalma kolaylaşır.

15. Şekildeki ideal transformatörde birincil sargıdan 8 A akım geçmektedir. Buna göre ikincil sargıdan geçen akım kaç A’dir?

• A) 1
• B) 2
• C) 4
• D) 16
• E) 32

Doğru cevap: B — İdeal transformatörde güç korunur; akım sarım sayısıyla ters orantılıdır: 100 × 8 = 400 × i₂, i₂ = 2 A.

1. İlkeden başlayalım: ideal transformatörde kayıp yoktur, yani P₁ = P₂. Buradan N₁ · i₁ = N₂ · i₂ bağıntısı çıkar.
2. Verilenleri yerleştirelim: N₁ = 100, i₁ = 8 A, N₂ = 400. Yani 100 × 8 = 400 × i₂.
3. Çözelim: 800 = 400 · i₂, i₂ = 2 A. Sarım sayısı dört katına çıkarken akım dörtte bire indi.
4. Denetleyelim: gerilim ile akım ters yönde değişiyor ✓ — güç korunduğu için biri artarken öteki azalmak zorunda.

16. Aşağıdaki maddelerden hangisi elektriği en iyi iletir?

• A) Cam
• B) Kuru tahta
• C) Bakır
• D) Plastik
• E) Kauçuk

Doğru cevap: C — Metallerde serbest elektron bulunduğu için bakır elektriği en iyi ileten maddedir.

1. İletkenliğin neye bağlı olduğunu belirleyelim: maddede serbestçe hareket edebilen yük taşıyıcılarının bulunmasına.
2. Seçenekleri bu ölçütle ayıralım. Cam, kuru tahta, plastik ve kauçukta elektronlar atomlara bağlıdır ve serbestçe hareket edemez; dördü de yalıtkandır.
3. Bakır ise bir metaldir ve metallerde çok sayıda serbest elektron bulunur. Bu yüzden elektriği iyi iletir.
4. Denetleyelim: elektrik kablolarının içi bakır, dışı plastik ✓ — biri iletken, öteki yalıtkan olarak seçiliyor.

17. Şekildeki seri devrede her bir direncin uçları arasındaki potansiyel fark kaç V’tur?

• A) 4
• B) 6
• C) 8
• D) 12
• E) 24

Doğru cevap: D — Eşit dirençler seri bağlıysa gerilim eşit paylaşılır; her dirençte 2 A × 6 Ω = 12 V düşer.

1. Verilenleri yazalım: V = 24 V, R₁ = R₂ = 6 Ω, bağlantı seri. Önce eşdeğer direnç: R_eş = 6 + 6 = 12 Ω.
2. Akımı bulalım: i = V / R_eş = 24 / 12 = 2 A. Seri devrede bu akım iki dirençten de geçer.
3. Her direncin uçlarındaki gerilimi bulalım: V = i × R = 2 × 6 = 12 V. Dirençler eşit olduğu için gerilim de eşit paylaşılıyor.
4. Denetleyelim: 12 + 12 = 24 V ✓ — iki direncin gerilimleri toplamı kaynak gerilimini veriyor.

18. İki noktasal yükten birinin yükü üç katına çıkarılır, aralarındaki uzaklık ise değiştirilmezse elektriksel kuvvet nasıl değişir?

• A) Üçte birine iner.
• B) Değişmez.
• C) Üç katına çıkar.
• D) Dokuz katına çıkar.
• E) Sıfır olur.

Doğru cevap: C — Coulomb kuvveti yüklerle doğru orantılıdır; yüklerden biri üç katına çıkınca kuvvet de üç katına çıkar.

1. Bağıntıyı yazalım: F = k · q₁ · q₂ / d². Payda iki yük çarpım hâlinde, paydada uzaklığın karesi var.
2. Değişimi uygulayalım: yalnız q₁ üç katına çıkıyor, q₂ ve d değişmiyor.
3. Payda tek bir çarpan üç katına çıkınca çarpımın kendisi de üç katına çıkar; payda sabit olduğu için kuvvet üç katına çıkar.
4. Denetleyelim: iki yük birden üç katına çıksaydı kuvvet dokuz katına çıkardı ✓ — burada yalnız biri değişiyor.

19. Bir evde aynı prize çok sayıda yüksek güçlü cihaz bağlandığında sigorta atmaktadır. Sigortanın bu davranışının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Gerilimin düşmesi
• B) Direncin artması
• C) Manyetik alanın kaybolması
• D) Devreden geçen akımın güvenli sınırın üzerine çıkması
• E) Cihazların yalıtkan olması

Doğru cevap: D — Sigorta, devreden geçen akım güvenli sınırı aşınca devreyi keserek kabloları ve cihazları korur.

1. Prize bağlanan cihazların nasıl bağlandığını görelim: ev tesisatında cihazlar paralel bağlanır ve her biri ana koldan kendi akımını çeker.
2. Cihaz sayısı arttıkça ana koldan geçen toplam akım da artar; yüksek güçlü cihazlarda bu artış hızlıdır.
3. Akım kabloların taşıyabileceği sınırı aştığında kablolar aşırı ısınır. Sigorta bu sınıra gelindiğinde devreyi keser; atmasının nedeni budur.
4. Denetleyelim: sigorta cihazı değil KABLOYU ve tesisatı koruyor ✓ — aşırı ısınmayı ve yangını önlüyor.

20. Bir mıknatıs bir bobine yaklaştırıldığında bobinde indüksiyon akımı oluşur. Bu akımın oluşturduğu manyetik alanın yönü için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Mıknatısın hareketini kolaylaştıracak yöndedir.
• B) Mıknatısın alanıyla her zaman aynı yöndedir.
• C) Akımın yönü rastgeledir.
• D) Bobinin direncine bağlıdır.
• E) Mıknatısın hareketine karşı koyacak yöndedir.

Doğru cevap: E — Lenz yasasına göre indüksiyon akımı kendisini doğuran değişime karşı koyacak yöndedir.

1. Değişimi belirleyelim: mıknatıs yaklaştıkça bobinden geçen manyetik akı artıyor.
2. Faraday yasasına göre bu değişim bobinde bir akım doğurur. Lenz yasası ise bu akımın yönünü verir: akım, kendisini doğuran değişime karşı koyar.
3. Akı artışına karşı koymak için bobin, mıknatısı iten bir manyetik alan oluşturur. Yani akımın alanı mıknatısın hareketine karşıdır.
4. Denetleyelim: bu, enerjinin korunumunun gereği ✓ — akım hareketi kolaylaştırsaydı mıknatıs kendiliğinden hızlanır ve enerji yoktan üretilirdi.