Elektriksel Güç ve Enerji Alıştırma Soruları — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi)

Soru 1Soru →

Bir evde güçleri sırasıyla $2000\text{ W}$ ve $1000\text{ W}$ olan bir ütü ile bir televizyon bulunmaktadır. Ütü günde $1\text{ saat}$ , televizyon ise günde $4\text{ saat}$ çalıştırılmaktadır. Uçlarındaki potansiyel farkları sabit olan bu araçların bir günde tükettikleri elektriksel enerjilerin oranı $\frac{E_{\text{ütü}}}{E_{\text{televizyon}}}$ kaçtır?

2

1

\frac{1}{2}

\frac{1}{4}

\frac{1}{8}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\frac{1}{2}$

Cevap

Ütü ve televizyonun bir günde tükettikleri elektriksel enerjilerin oranı yarım (1/2) olur.

Elektriksel enerji formülü olan

E = P \cdot t

kullanılarak her iki cihazın tükettiği enerjiler hesaplandığında; ütünün bir günde tükettiği enerji

2000\text{ Wh}

, televizyonun ise

4000\text{ Wh}

olarak bulunur. Bu iki değer oranlandığında sonuç yarım (1/2) çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Ütünün bir günde tükettiği elektriksel enerjiyi hesaplama.

E_{\text{ütü}} = 2000\text{ W} \times 1\text{ saat} = 2000\text{ Wh}

Elektriksel enerji, elektriksel güç ile çalışma süresinin çarpımıyla bulunur (

E = P \cdot t

).

2

Televizyonun bir günde tükettiği elektriksel enerjiyi hesaplama.

E_{\text{televizyon}} = 1000\text{ W} \times 4\text{ saat} = 4000\text{ Wh}

Televizyonun gücü ve çalışma süresi çarpılarak tükettiği toplam enerji bulunur.

3

Tüketilen enerjilerin oranını bulma.

\frac{E_{\text{ütü}}}{E_{\text{televizyon}}} = \frac{2000\text{ Wh}}{4000\text{ Wh}} = \frac{1}{2}

Ütünün tükettiği enerjinin, televizyonun tükettiği enerjiye oranı sorulmaktadır.

Anahtar Kavram

Elektriksel enerji, bir elektrikli aracın birim zamanda harcadığı enerji olan elektriksel güç (

P

) ile bu aracın çalışma süresinin (

t

) çarpımına eşittir (

E = P \cdot t

).

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 2Soru →

Gücü $2100\text{ W}$ olan ve $\%100$ verimle çalışan elektrikli bir su ısıtıcısına $0,5\text{ kg}$ kütleli ve $20^\circ\text{C}$ sıcaklığında saf su konuluyor. Buna göre, su ısıtıcısı çalıştırıldıktan kaç saniye sonra suyun sıcaklığı $100^\circ\text{C}$ 'ye ulaşır? (Isıtıcının ısı sığası ve çevreye olan ısı kayıpları önemsizdir; $c_{\text{su}} = 4200\text{ J/(kg}\cdot^\circ\text{C)}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 80

Cevap

Su ısıtıcısının suyun sıcaklığını

100^\circ\text{C}

'ye ulaştırması için gereken süre 80 saniyedir.

Suyun sıcaklığını

20^\circ\text{C}

'den

100^\circ\text{C}

'ye çıkarmak için gereken ısı enerjisi

Q = m \cdot c \cdot \Delta T

formülüyle

168000\text{ J}

olarak hesaplanır. Isıtıcının gücü

2100\text{ W}

olduğuna göre,

E = P \cdot t

ilişkisinden geçen süre

168000 / 2100 = 80

saniye olur.

Adım Adım Çözüm

1

Suyun sıcaklığını yükseltmek için gereken toplam ısı enerjisini (

Q

) hesaplamak.

Q = 168000\text{ J}

Sıcaklık değişimi için gereken ısı miktarı kütle, öz ısı ve sıcaklık değişiminin çarpımı ile belirlenir:

Q = 0,5 \cdot 4200 \cdot 80 = 168000\text{ J}

.

2

Elektriksel güç ve zaman ilişkisini kurarak harcanan elektriksel enerjiyi (

E

) ısı enerjisine eşitlemek.

2100 \cdot t = 168000

Çevreye ısı kaybı olmadığı ve verim

\%100

olduğu için elektrik enerjisinin tamamı ısı enerjisine dönüşür (

E = P \cdot t = Q

).

3

Zaman değişkenini (

t

) yalnız bırakarak süreyi saniye cinsinden bulmak.

t = 80\text{ saniye}

Toplam enerjinin güce bölünmesiyle süre elde edilir:

t = 168000 / 2100 = 80

.

Anahtar Kavram

Elektriksel gücün birim zamanda harcanan enerji olduğu ve bu enerjinin ısı enerjisine dönüşümü.

Soru 3Soru →

Gücü $880\text{ W}$ olan bir elektrikli fırın ile gücü $1320\text{ W}$ olan bir ütü, $220\text{ V}$ 'luk şehir geriliminin kullanıldığı bir evde aynı prize takılı çoklu soket vasıtasıyla aynı anda çalıştırılmaktadır.

Buna göre;

I. Çoklu soketin bağlı olduğu prizden çekilen toplam akım $10\text{ A}$ 'dir.
II. Fırının elektrik direnci, ütünün elektrik direncinden küçüktür.
III. Fırın ve ütü $2\text{ saat}$ boyunca birlikte çalıştırıldığında harcadıkları toplam elektrik enerjisi $4,4\text{ kWh}$ 'dir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

II ve III

I ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

I ve III ifadeleri doğrudur.

Çoklu sokete bağlı fırın ve ütü paralel kollardan beslenir ve her ikisinin de uçları arasındaki potansiyel fark

220\text{ V}

olur. Fırının akımı

4\text{ A}

, ütünün akımı

6\text{ A}

olduğundan ana koldan çekilen toplam akım

10\text{ A}

'dir.

P = V^2/R

bağıntısından gücü büyük olan ütünün direncinin daha küçük olması gerektiği görülür (

R_{\text{fırın}} > R_{\text{ütü}}

). Aletlerin toplam gücü

2200\text{ W} = 2,2\text{ kW}

olup

2\text{ saat}

çalıştıklarında harcadıkları enerji

2,2 \times 2 = 4,4\text{ kWh}

'dir. Bu nedenle akımın 10 A olduğunu belirten birinci öncül ile harcanan enerjinin 4,4 kWh olduğunu belirten üçüncü öncül doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Aletlerin paralel bağlandığını belirleme ve çektikleri akımları hesaplama

Fırının çektiği akım

I_{\text{fırın}} = \frac{P_{\text{fırın}}}{V} = \frac{880}{220} = 4\text{ A}

, ütünün çektiği akım ise

I_{\text{ütü}} = \frac{1320}{220} = 6\text{ A}

olarak bulunur. Çoklu soket paralel bağlandığı için prizden çekilen toplam akım

I_{\text{toplam}} = 4\text{ A} + 6\text{ A} = 10\text{ A}

olur. Birinci öncül doğrudur.

Ev şebekesindeki tüm prizler ve bağlı aletler birbirine paraleldir. Dolayısıyla her iki alet de

220\text{ V}

gerilimle çalışır. Güç formülü olan

P = V \cdot I

kullanılarak çekilen akımlar bulunur.

2

Fırın ve ütünün elektriksel dirençlerini karşılaştırma

Fırının direnci

R_{\text{fırın}} = \frac{V}{I_{\text{fırın}}} = \frac{220}{4} = 55\ \Omega

, ütünün direnci ise

R_{\text{ütü}} = \frac{220}{6} = \frac{110}{3}\ \Omega \approx 36,7\ \Omega

bulunur. Dolayısıyla fırının direnci ütünün direncinden büyüktür. İkinci öncül yanlıştır.

Ohm Yasası (

V = I \cdot R

) veya güç formülü (

P = \frac{V^2}{R}

) kullanılarak direnç değerleri hesaplanır. Aynı gerilim altında çalışan cihazlardan gücü büyük olanın direnci küçüktür.

3

2 saat boyunca tüketilen toplam elektriksel enerjiyi hesaplama

Toplam güç

P_{\text{toplam}} = 880\text{ W} + 1320\text{ W} = 2200\text{ W} = 2,2\text{ kW}

'dır.

2\text{ saat}

çalıştırıldıklarında harcanan toplam enerji

E_{\text{toplam}} = P_{\text{toplam}} \cdot t = 2,2\text{ kW} \times 2\text{ h} = 4,4\text{ kWh}

olarak hesaplanır. Üçüncü öncül doğrudur.

Elektriksel enerji, gücün zamanla çarpımıyla (

E = P \cdot t

) bulunur. Enerjinin yaygın birimi olan kilovatsaat (kWh) elde edilmek istendiğinden güç kW, zaman ise saat (h) cinsinden işleme alınır.

Anahtar Kavram

Elektriksel Güç ve Enerji

Elektriksel Güç ve Enerji

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar