Examkin

Soru

Zorluk: ZorÜreteçlerin Bağlanması ve Tükenme Süresi

İç dirençleri önemsiz özdeş üç üreteçten ikisi birbirine paralel bağlanıp, elde edilen bu kombinasyon üçüncü üretece seri olacak şekilde bağlanarak bir direnç üzerinden akım geçirilmektedir. Bu elektrik devresiyle ilgili olarak öne sürülen 'Seri bağlı olan ü��üncü üreteç tükenene kadar geçen sürede devrenin ana kolundan geçen akım şiddeti sabit kalırken, bu üreteç tükendiği anda devrenin ana kol akımı sıfıra iner ve bu süre zarfında paralel üreteçler kendi elektrik yük kapasitelerinin yarısını tüketmiş olur.' ifadesi doğru mudur?

Cevap: Cevap

Cevap

İfade doğrudur. Seri bağlı üreteçten geçen akım paralel bağlı üreteçlerden çekilen akımın iki katı olduğundan seri üreteç iki kat daha hızlı tükenir ve tükendiği an devre akımı kesilerek paralel üreteçlerin kapasitelerinin yarısının harcanmış olmasına yol açar.
Seri bağlı üreteçten ana kol akımı geçerken paralel üreteçlerin her birinden bu akımın yarısı çekilir; bu da seri üretecin iki kat hızlı tükenerek devreyi kesmesine ve bu esnada paralel olanların kapasitelerinin sadece yarısını harcamış olmasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Devrenin eşdeğer elektromotor kuvvetini (EMF) ve akım dağılımını belirlemek.
Her bir üretecin elektromotor kuvveti ε\varepsilon olsun. Paralel bağlı iki üretecin eşdeğeri ε\varepsilon, buna seri bağlı üçüncü üreteçle birlikte toplam EMF 2ε2\varepsilon olur. Direnç RR ise ana kol akımı Iana=2εRI_{\text{ana}} = \frac{2\varepsilon}{R} olur.
Devredeki akım büyüklüklerini bulmak için Ohm Yasası uygulanmalıdır.
2
Her bir üreteçten çekilen akım şiddetlerini karşılaştırmak.
Seri bağlı üreteçten geçen akım Iseri=Iana=2εRI_{\text{seri}} = I_{\text{ana}} = \frac{2\varepsilon}{R} iken, paralel bağlı özdeş üreteçlerin her birinden çekilen akım Iparalel=Iana2=εRI_{\text{paralel}} = \frac{I_{\text{ana}}}{2} = \frac{\varepsilon}{R} olur.
Paralel kollarda akım eşit olarak paylaşılırken, ana koldaki elemandan toplam akım geçer.
3
Üreteçlerin tükenme sürelerini ve harcanan yük miktarlarını hesaplamak.
Her bir üretecin toplam yük kapasitesi qq olsun. Seri bağlı üretecin tükenme süresi tseri=qIseri=qR2εt_{\text{seri}} = \frac{q}{I_{\text{seri}}} = \frac{q R}{2\varepsilon} olur. Bu süre boyunca paralel üreteçlerin her birinden çekilen yük qharcanan=Iparalel×tseri=εR×qR2ε=q2q_{\text{harcanan}} = I_{\text{paralel}} \times t_{\text{seri}} = \frac{\varepsilon}{R} \times \frac{q R}{2\varepsilon} = \frac{q}{2} olur. Seri üreteç tükendiğinde devredeki seri bağlı kol açık devre durumuna geleceğinden akım sıfıra iner.
Tükenme süresi formülü t=q/It = q/I kullanılarak harcanan yük miktarları ve devrenin son durumu analiz edilir.

Anahtar Kavram

Bir üretecin tükenme süresi, üreteçten çekilen akımla ters orantılıdır. Seri kollardaki üreteçlerin tükenmesi devreyi keserken, paralel bağlı özdeş üreteçler ana kol akımını paylaşarak ömürlerini uzatır.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Üreteçlerin Bağlanması ve Tükenme Süresi

Bu konudan daha fazla soru