11. sınıf soru bankası - Nihat Bilgin Yayıncılık

11. SINIF
SORU BANKASI
2. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET
5. Konu
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
TEST ÇÖZÜMLERİ
5
Elektromanyetik Indüksiyon
3.
Test 1 in Çözümleri
1. Faraday Yasasına göre; indüksiyon emk sı manyetik akımın değişim hızına bağlıdır. Manyetik akı;
U = AB olduğundan,
U1 = 400 · 10–4 · 5 · 10–5
U1 = 2 · 10–6 weber
U2 = 0
DU
İndüksiyon emk’sı , f = olduğundan;
Dt
U - U1
f =- 2
Dt
Bobinde oluşan indüksiyon emk’sını bulalım.
f = - DU · N
Dt
0, 2
f = - 2000 Volt
-6
f = - 0 - 2 · 10
0, 01
f = 2 · 10 -4 volt
f = - 40 ·10
Ohm kanununa göre,
2000 = i · 40
f = i · R dir.
i = 50 amper bulunur.
Yanıt D dir.
bulunur .
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt B dir.
4.
B
2.
Şekil I
r=0
A
Öz indüksiyon emk’sı
Şekil II
K devresinde Şekil I de gösterildiği yönde bir manyetik alan oluşur. İndüksiyon akımının yönü kendisini meydana getiren sebebe karşı koyacak yöndedir. K devresi L devresine yaklaştırılırsa, L devresi
r=0
B yi azaltmak isteyeceği için devreden Şekil II deki
gibi indüksiyon akımı geçer.
f öz = - L D i ifadesi ile bu-
Dt
Di
lunur. Sorudaki f ve R direncinin değişmesi
Dt
oranını değiştirir. Ayrıca n sarım sayısı L öz indüksiyon katsayısını değiştirir. Fakat A anahtarının kapalı veya açık olması öz indüksiyon emk’sını etkilemez.
Yanıt D dir.
Mıknatısın manyetik alan çizgileri Şekil II deki gibi
olduğu için mıknatısı L devresine yaklaştırmak öncekine ters yönde indüksiyon akımı geçmesine neden olur.
Yanıt A dır.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
5.
7.
B
K
3
L
B
R1
Mıknatısın oluşturduğu manyetik alan yönü şekilde
gösterilmiştir. Mıknatıs sağa doğru hareket ettirilirken K bobininden sağa doğru geçen manyetik alan
azalır. İndüksiyon akımının, bu azalmaya karşı koyabilmesi için (1) yönünde geçmesi gerekir.
R2
2v
R3
Yanıt E dir.
6.
Yanıt A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
İndüksiyon emk’sı oluşması için bobinden geçen
manyetik akının değişmesi gerekir. Bunun için de
mıknatıs ve makaranın birbirine göre bağıl hızları
olmalıdır. II ve III te bağıl hız sıfırdan farklıdır. Bu
nedenle II ve III te indüksiyon akımı oluşur.
Mıknatıs sağa doğru hareket ettirilirken L bobininden sağa doğru geçen manyetik akı artar. İndüksiyon akımı bu artmaya karşı koyacak yöndedir. Bu
nedenle L bobinindeki indüksiyon akımı (2) yönünde olmalıdır.
8.
İndüksiyon emk’sı
f = - DU bağıntısı ile bulunur.
Dt
Şekil I ve Şekil II deki bobinlerden geçen manyetik
akılar,
U1 = S·B·2n
U2 = S·B·n + SB·n·cosa
∆U = S·B·n·(cosa – 1)
f =
f=
B
akımı azalır. i akımı azalırsa akımın oluşturduğu B
de azalır. Bu durumda L bobininden geçen manyetik alan da azalır. İndüksiyon akımı bu azalmaya karşı koyacak yönde oluşur. L bobininde oluşan
indüksiyon akımı I yönünde geçerse B ile aynı
yönde bir manyetik alan oluşturur.
S · B · n · ( cos a - 1 )
Dt
n · S · B · ( 1 - cos a )
Dt
Sürgü ok yönünde kaydırılırsa devreden geçen i
bulunur .
Yanıt E dir.
A anahtarının açılması da akımı azaltacağı için, sistem üzerinde aynı etkiyi yapar. Yani anahtar açılırken L bobininde I yönünde indüksiyon akımı oluşur.
Yanıt C dir.
4
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
9.
11.
Öz indüksiyon emk’sı devreden geçen akım şiddeti
değişirse oluşur. S anahtarının açılması akımı azaltır.
Açık olan anahtarın kapatılması akımı artırır.
Reostanın sürgüsünün P ye doğru çekilmesi akımı
artırır. Sürgünün R ye doğru çekilmesi akımı azaltır. Fakat anahtar kapalı iken, sürgünün yerinin sabit tutulması akımı değiştirmez. Bu nedenle, bu durumda öz indüksiyon emk’sı oluşmaz.
Öz indüksiyon akımı kendisini oluşturan sebebe
karşı koyacak yöndedir. Yani devre akımı azalıyorsa akımla aynı yönde, devre akımı artıyorsa akıma
ters yönde öz indüksiyon akımı oluşur.
S anahtarı açılırken devre akımı azalır. Bu durumda
i akımı ile aynı yönde öz indüksiyon akımı oluşur.
K sürgüsü P ye getirilirken direnç artar. Direnç arttığı için devre akımı azalır. Devre akımı azalıyorsa,
öz indüksiyon akımı i ile aynı yönde oluşur.
Yanıt E dir.
Yanıt A dır.
12.
10.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Sürgü K dan S ye getirilirken devre akımı artar. Öz
indüksiyon akımı bu artmaya karşı koyabilmesi için
devre akımına zıt yönde olmalıdır.
B
S anahtarı kapalı iken L bobininin çevresinde oluşturduğu manyetik alan çizgileri şekilde gösterilmiştir. Bu durumdayken bobinler birbirine yaklaştırılırsa, K bobininin içinde geçen manyetik akı artar. Bu
artmaya karşı koyacak şekilde K bobininden gösterilen yönde akım geçer.
S anahtarı açıkken L bobini çevresinde manyetik alan yoktur. S anahtarı kapatılırsa şekildeki gibi
manyetik alan oluşur. Bu sırada K bobini içinden
geçen manyetik akı da artmış olur. Bu artmaya karşı koyabilmek için yine gösterilen yönde indüksiyon
akımı oluşur.
Kapalı durumdaki S anahtarı açılırsa, R direnci üzerinde şekildeki akımın tersi yönde bir indüksiyon
akımı oluşur.
Yanıt E dir.
Sürgü R den K ya getirilirken devre akımı azalır. Öz
indüksiyon akımı bu azalmaya karşı koyabilmesi
için devre akımı ile aynı önde olmalıdır.
Her iki durumda oluşan öz indüksiyon akımları birbirine ters yöndedir.
Sürgü K dan S ye getirilirken;
Direnç 3R den 2R ye iner. Bu durumda akım 2i
den 3i ye çıkar. ∆i = i olur. Öz indüksiyon emk’sı
f = - L D i den, f 1 = - L i olur.
t
Dt
Sürgü R den K ya getirilirken;
Direnç R den 3R ye çıkar. Bu durumda akım 6i
den 2i ye düşer. ∆i = –4i olur. Öz indüksiyon emk’sı;
f 2 = L 4 i olur.
Buna göre
t
f1 < f2 bulunur.
Yanıt A dır.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
15.Sağ el kuralına göre
çubuk (1) yönünde hareket ederken elektronlar K ucunda toplanır. Çubuk (2) yönünde
hareket ederken de
elektronlar L ucunda
toplanır.
13.
f1 = B · V · ,
2
Manyetik alan içinde öteleme hareketi yapan çubuk
için indüksiyon emk’sı,
f=B·V· ,
v
Çubuğun hızı
olduğundan,
2
v
f2 = B ,
2
Bu durumda
14.
f1
= 1 bulunur.
f2
16.İndüksiyon emk’sı;
T
f = - DU ile bulunur.
Yanıt C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
(2)
Yanıt A dır.
Manyetik alan içinde dönme hareketi yapan çubuk
için indüksiyon emk’sı,
(1)
5
Dt
0-t zaman aralığında ∆U negatif olduğu için f pozitif bir sabit olmalıdır. Bu durumda B,
C, D seçeneklerini eleyebiliriz.
t-2t zaman aralığında ∆U = 0 olduğu için
dır. Bu durumda E seçeneğini de eleyebiliriz.
f=0
Yanıt A dır.
Ohm kanununa göre,
f=i·R
f = 1 · 20
f = 20 volt
Şekildeki devrede oluşan indüksiyon emk’sı,
f = B · v · , ile bulunur.
İndüksiyon akımının yönü kendisini meydana getiren sebebe karşı koyacak yöndedir. İndüksiyon akımı dış manyetik alanla aynı yönde manyetik alan
oluşturmaktadır. Demek ki çerçevenin içinden geçen manyetik alan azalmaktadır. Bu durumda çerçeve I yönünde çekilmelidir.
20 = 10 · v · 0,5
v = 4 m/s olur.
Yanıt B dir.
17.Mıknatısın oluşturduğu man-
yetik alanın yönü şekilde
gösterilmiştir. Mıknatıs uzaklaştırılırken çemberin içinden
geçen manyetik alan çizgisi
sayısı azalır. Böylece çemberin içinden geçen manyetik
akı da azalmış olur.
P
B
(1)
(2)
İndüksiyon akımı bu akı azalmasına karşı koymalıdır. Bu
nedenle çemberde oluşan indüksiyon akımı B ile
aynı yönde manyetik alan oluşturmalıdır. Bunun için
de (2) yönünde indüksiyon akımı oluşmalıdır.
Yanıt A dır.
6
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
Test 2 nin Çözümleri
Yanıt B dir.
3.
1.
B
S
N
Mıknatısın çevresindeki manyetik alan çizgileri şekilde gösterilmiştir. Mıknatıs ok yönünde hareket ettirilirken R çemberinden geçen akı azalır, P çemberinden geçen manyetik akı artar. I. yargı doğrudur.
arasındaki indüksiyon emk’sı,
ile bulunur.
Mıknatıs hareket ettirilirken R çemberinden sağa
doğru geçen manyetik alan azalır. İndüksiyon akımı bu azalmaya karşı koymalıdır. Bu nedenle R den
geçen indüksiyon akımı sağa doğru manyetik alan
oluşturur. Sağa doğru manyetik alan oluşturulabilmesi için indüksiyon akımı (2) yönünde geçmelidir.
II. yargı doğrudur.
Mıknatıs hareket ettirilirken P çemberinden geçen
manyetik alan artar. İndüksiyon akımı bu artmaya
karşı koyar. Bu nedenle indüksiyon akımı sola doğru manyetik alan oluşturmalıdır. Manyetik alanın
sola doğru oluşabilmesi için P çemberinden (1) yönünde indüksiyon akımı geçmesi gerekir. III. yargı
da doğrudur.
fK = B · V · 2,
fL = B · V · , · sina
fM = B · V · ,
Bu durumda;
fK > fM > fL bulunur.
f = B · V · , · sina
Yanıt B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Manyetik alan içinde hareket eden çubuğun uçları
4.
Yanıt B dir.
Çerçeve üzerindeki ampermetrenin sapabilmesi
için yani indüksiyon akımı oluşabilmesi için; çerçevenin içinden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı değişmelidir.
2.
İndüksiyon emk’sı f = f = - 0 - 18
9-3
f = 3 volt bulunur .
U2 - U1
Dt
Çerçeve KM kenarı etrafında döndürüldüğü zaman,
çerçevenin içinden geçen manyetik alan çizgileri
sayısı sürekli değişir. Bu durumda A ampermetresi sapar.
Çerçeve (←) yönünde hareket ettirilirse, çerçevenin içinden geçen manyetik alan çizgisi sayısı değişmez. Yani ampermetre sapmaz.
Çerçeve B ile aynı yönde hareket ettirildiği zaman da çerçeve içinden geçen manyetik alan çizgileri sayısı değişmez. Yani indüksiyon akımı oluşmaz. Bu durumda ampermetre de sapmaz.
ile bulunur.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
Yanıt A dır.
7
Yanıt E dir.
5.
7.
DU
· N ile bulunur.
Dt
Bu durumda N sarım sayısı artarsa indüksiyon
emk’sı artar. Bu nedenle indüksiyon akımı da artar
I doğrudur.
İndüksiyon emk’sı f = -
Bobinleri birbirinden uzaklaştırmak manyetik akı
değişimini azaltacağı için indüksiyon akımı azalır. II
yanlıştır.
A anahtarı kapatılırsa devredeki direnç azalacağı
için akım değişimi daha büyük olur. Akım değişimi
daha büyük olursa L bobini içinden geçen manyetik
akı değişimi de daha büyük olur. Böylece L bobinindeki indüksiyon akımı artar. III de doğrudur.
Yanıt D dir.
6.
Çerçeve üzerinde indüksiyon akımı oluşabilmesi
için çerevenin içinden geçen manyetik akının değişmesi gerekir. Bu nedenle II. bölgeye girerken ve
II. bölgeden çıkarken indüksiyon akımı oluşur.
Çerçevenin tamamı II. bölgede iken indüksiyon akımı oluşmaz. Çünkü çerçevenin içinden geçen manyetik akı değişmez.
Yanıt B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
8.
II. bobin üzerinde belirtilen yönde indüksiyon akımı
oluşması için bu bobinin içinden geçen ve sola doğru olan manyetik alanın azalması gerekir.
I. bobin üzerinden geçen akım, II. bobin içinde sola
doğru bir manyetik alan oluşturur. I. bobin üzerinden geçen akım azalırsa oluşturduğu manyetik alan
da azalır.
Manyetik alan içinde ~ açısal hızıyla döndürülen
S1 anahtarını açmak akımı azalttığı için manyetik
alan da azalır. I. yargı doğrudur.
f1 =
S2 anahtarını kapatmak devre akımını etkilemez.
II. yargı yanlıştır.
S3 anahtarını açmak da devre akımını azalttığı için
manyetik alan da azalır. III. yargı doğrudur.
çubuğun uçları arasında oluşan emk
ile bulunur. Bu durumda,
2
f = B·~·,
2
B · ~ · ( 2, ) 2
= 2B~,2
2
2
f2 = B · ~ · ,
2
Buna göre,
f1
= 4 bulunur.
f2
Yanıt D dir.
8
Ünite 2
9.
Elektrik ve Manyetizma
K
11.
L
a
B
manyetik alan
b
zaman
Şekil I
∆t1 süresince çerçeveden geçen manyetik alan
artmıştır. Manyetik alanın yönü içe doğru olduğuna
göre, çerçevede oluşan indüksiyon akımı dışa doğru manyetik alan oluşturmalıdır. Bu nedenle indüksiyon akımı a yönünde olmalıdır.
K bobininin ekseninde şekilde gösterildiği gibi manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan L bobininin de
içinden geçmektedir.
A anahtarı açılırsa devreden geçen akım sıfıra düşer. Yani azalır. Akım azalırsa, akımın oluşturduğu
B manyetik alanı da azalır. Manyetik alan azalırsa, L bobininin içinden geçen manyetik akı azalır.
Manyetik akının azalması L bobininde indüksiyon
akımı oluşturur. Bu indüksiyon akımı manyetik akının azalmasına karşı koymalıdır. Yani sola doğru
manyetik alan oluşturmalıdır. Bu nedenle indüksiyon akımı y den x e doğru olur.
∆t2 süresince manyetik alan azaldığı için indüksiyon akımı b yönünde olur.
Yanıt A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt E dir.
Şekil II
12.
Şekil I
Bir devreden geçen akım değişirse, akımın oluşturduğu manyetik alan da değişir.
10.
DU
· n ile bulunur.
Dt
V hızı artarsa, ∆U de artar. Yani indüksiyon akımı
da artar.
indüksiyon emk’sı f = -
I. bölgede akım değişmediğine göre K makarasının
oluşturduğu manyetik alan da değişmez. Buna göre
L makarasından geçen manyetik alan değişmiyorsa, L makarasında indüksiyon akımı oluşmaz.
II. bölgede akım azalıyor. Bu durumda L makarasının içinden geçen manyetik alan da azalır. Buna
göre L makarasında indüksiyon akımı oluşur.
III. bölgede devreden akım geçmez. Bu durumda L
makarasında indüksiyon akımı oluşmaz.
n2 sarım sayısı artarsa, indüksiyon emk’sı da artar.
Bu da indüksiyon akımını artırır.
II. bobin üzerindeki R direncinin büyüklüğü artırılırsa ampermetreden okunan değer küçülür.
IV. bölgede K makarasından geçen akım artar.
Buna göre K makarasının oluşturduğu manyetik
alan artar. Bu durumda L makarasının içinden geçen manyetik alan artar. Manyetik alan çizgilerindeki artma Faraday yasasına göre L makarasında indüksiyon akımı oluşturur.
Yanıt C dir.
Yanıt D dir.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
13.A1 açık A2 kapalı iken devre şekildeki gibidir.
15.
2
L
9
i2
B
A2
B2
i
Btel
P
i1
A1
L çerçevesinden i2 akımının geçmesi için bu akımın oluşturduğu manyetik alan B2 olmalıdır. B2
manyetik alanının şekildeki yönde olabilmesi için de
çerçeve içinden geçen Btel manyetik alanı azalmalıdır. Btel azalabilmesi için L çerçevesinin 2 yönünde hareket ettirilmesi gerekir.
I. A2 anahtarı açılırsa akı azalması olur. Akı azalmasını önlemek için B ile aynı yönde manyetik alan oluşur. Bunun için devre akımıyla aynı
yönde öz indüksiyon akımı oluşur. Bu nedenle
I. öncül yanlıştır.
Yanıt B dir.
Yanıt C dir.
14.X halkası +x yönünde çekilirken halka içinden geçen manyetik akı değişmez. Bu nedenle X halkası
üzerinde indüksiyon akımı oluşmaz.
Y halkası –y yönünde çekilirken halka içinden geçen manyetik akı azalır. Bu azalmaya karşı koyacak
şekilde Y halkasında indüksiyon akımı oluşur.
Y
16.0-t1 zaman aralığında A
1
telinin O noktasında oluşturduğu manyetik alan artıyor.
B
S
S çemberinde bu artışa karBtel
şı koyacak yönde, yani ters
yönde manyetik alan oluşturacak şekilde indüksiyon akımı geçer. Bu indüksiyon akımı 1 yönünde oluşur. I. yargı doğrudur.
t1-t2 zaman aralığında manyetik alan değişmediği
için indüksiyon akımı oluşmaz. II. yargı yanlıştır.
Grafiğe göre t2-t3 zaman
2
aralığında Btel azalmıştır.
Bu azalmaya karşı koyacak
B
S
yönde yani Btel ile aynı
Btel
yönde B manyetik alanı
oluşmalıdır. B manyetik alanı oluşturan indüksiyon akımı 2 yönündedir. Yani III. yargı da doğrudur.
i
2
B
Nihat Bilgin Yayıncılık©
II. Üreteçler birbirine paralel bağlıdır. İki anahtarı
birlikte kapattığımızda devre akımı değişmeyeceğinden öz indüksiyon akımı oluşmaz.
III. A2 anahtarı kapalıyken reostanın sürgüsü P
oku yönünde kaydırılırsa devre akımı artar.
Devre akımı artınca manyetik akı artar. Akıdaki
artışı önlemek için B ile zıt yönde manyetik alan oluşur. Yeni manyetik alan B ile zıt
yönde olduğundan öz indüksiyon akımı da i ile
zıt yönde oluşur.
Btel
1
Telin oluşturduğu Btel azaldığı için bu manyetik alanla aynı yönde bir B manyetik alanı oluşur.
Sağ elin başparmağı B yi gösterecek şekilde elimizi
ayarlarsak, 2 yönünde bir indüksiyon akımı oluşur.
Yanıt B dir.
P
Yanıt D dir.
10
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
3.
Test 3 ün Çözümleri
/
Y
X
1.
3/
(1)
P
(2)
reosta
Z
Reosta sürgüsü P oku yönünde çekilirken devrenin direnci azalır. Bu nedenle devreden geçen akım
şiddeti artar. Öz indüksiyon akımı bu artmaya karşı
koyacak yöndedir. Buna göre öz indüksiyon akımı
devre akımına ters yönde yani (1) yönünde olmalıdır.
Bir tel düzgün manyetik alan içinde döndürülürse
uçları arasında oluşan potansiyel farkı;
Yanıt B dir.
2
bağıntısı ile bulunur. Dikkat edilirse potansiyel farkı
, 2 ile doğru orantılıdır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2.
2
f = B~,
Bu durumda , uzunluğundaki telin uçları arasındaki potansiyel farkı 1 volt ise 3, uzunluğundaki telin
uçları arasındaki potansiyel farkı 9 volt olur.
vXY = 1 volt
vZY = 9 volt ise
vXZ = 8 volt olur.
Yanıt C dir.
II
z
B
B
4.
y
y
X
manyetik ak
3U
2U
I
U
x
zaman
0
t
Bir çerçevede oluşan indüksiyon emk sı;
f =-
U2 - U1
Dt
U1 = A · B
Şekil I
ile bulunur.
3t
Şekil II
Faraday yasasına göre indüksiyon emk sı,
U2 = 0
Buna göre ∆U = –AB olur. İndüksiyon emk sı da;
f = - 0 - AB
Dt
2t
f = - DU dır.
Dt
Bu bağıntıya göre X
bobini üzerinde oluşan
indüksiyon emk sı 0-t
zaman aralığında 2f,
İndüksiyon emk
3f
2f
f
0
zaman
t
2t
t-2t aralığında sıfır ve 2t-3t aralığında
f = AB bulunur .
Dt
Yanıt A dır.
3t
f olur.
Yanıt B dir.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
5.
7.
B
X
11
(3)
B
(1)
v
A
(1)
(2)
K makarasının oluşturduğu manyetik alan şekilde
gösterilmiştir. L makarasından (2) yönünde akım
geçebilmesi için bu manyetik alan azalmalıdır.
Manyetik alan içinde hareket ettirilen telin uçları
arasındaki emk,
f = 20 · 3 ·
f = Bv, ile bulunur.
7, 5
100
f = 4, 5 volt
f=i·R
4,5 = i · 7,5
Reosta sürgüsü (1) yönde hareket edince direnç
azalır. Direnç azalınca akım, dolayısıyla B alanı artar. I. öncül yanlıştır.
A anahtarını açmak akımı, dolayısıyla B manyetik
alanını azaltır. II. öncül doğrudur.
Makaralar birbirinden uzaklaşırsa L makarasının
içinden geçen manyetik alan azalır. III. öncül de
doğrudur.
Yanıt D dir.
Ohm yasasına göre,
i = 0,6 Amper bulunur.
Bu akımın yönü Lenz yasasına göre (1) yönündedir.
Yanıt A dır.
6.
potansiyel fark
Nihat Bilgin Yayıncılık©
(2)
V
Y
8.
y
X
(1)
Y
(2)
Z
x
(a)
zaman
(b)
V
Şekil I
0
t
2t
(1)
3t
(2)
Şekil II
(1)
0-t zaman aralığında makaraya düşen potansiyel
farkı arttığına göre devre akımı da artmıştır. Bu durumda öz indüksiyon akımı devre akımına ters yönde yani (b) yönünde olur. I. yargı doğrudur.
t-2t zaman aralığında makaraya düşen potansiyel
farkı değişmediğine göre devre akımı değişmemiştir. Bu durumda öz indüksiyon akımı oluşmaz. II yargı da doğrudur.
2t-3t zaman aralığında makaraya düşen potansiyel
farkı azaldığına göre devre akımı da azalmıştır. Bu
durumda öz indüksiyon akımı devre akımı ile aynı
yönde yani (a) yönünde olur. III. yargı da doğrudur.
Yanıt E dir.
A
V
(2)
Z makarası üzerindeki anahtar kapatıldığında şekilde gösterildiği gibi bir B manyetik alanı oluşur. X
makarası içinden geçen manyetik alan artar. X makarasından bu manyetik alana ters yönde manyetik alan oluşturacak şekilde indüksiyon akımı geçer.
Bu akım (2) yönündedir.
Benzer şekilde Y makarasında da artan manyetik
alana karşı yönde manyetik alan oluşturacak şekilde
indüksiyon akımı geçer. Bu akım (2) yönündedir.
Anahtar kapatıldığında Z makarasında (1) yönünde akım artar. Bu akıma karşı koyacak yönde, yani
(2) yönünde öz indüksiyon akımı oluşur.
Yanıt E dir.
12
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
9.
11.
/
r=0
K L
Reostanın sürgüsü K dan M ye getirilirken ilk duruma göre akım daha fazla değişir. Bu nedenle;
f2 > f1
olur. Sürgü K dan M ye getirilirken devre akımı
azaldığı için öz indüksiyon akımı devre akımıyla
aynı yönlü olur.
Düzgün manyetik alan içinde hareket ettirilen çubuğun uçları arasındaki emk f ort = B · v ort · , bağıntısı ile bulunur. Bu bağıntıya göre;
Telin , uzunluğu büyütülürse indüksiyon emk sı da
büyür. I. öncül doğrudur.
Telin aldığı x yolu arttıkça telin ortalama hızı da artar. Buna göre x yolu büyütülürse indüksiyon emk
sı da büyür. II. öncül de doğrudur.
Telin hareket süresi artarsa ortalama hız yine artacağı için indüksiyon emk sı büyür. III. öncül de doğrudur.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt E dir.
12.
K
O
(1)
(2)
Manyetik alan içinde dönen çubuğun uçları arasın-
r=0
daki emk , 2 ile doğru orantılıdır. Bu durumda;
X reostasının sürgüsü ok yönünde çekilince direnç
artar. Direnç artınca devreden geçen akım şiddeti
azalır. Bu durumda L bobininden geçen B manyetik alan şiddeti azalır. L bobininde bu azalmaya karşı koyacak şekilde indüksiyon akımı oluşur. Bu indüksiyon akımı sağ el kuralına göre (1) yönünedir.
~
/
B
Y
L
/
L
K
X
F
x
Yanıt C dir.
F
M
Reostanın sürgüsü L den K ya getirilirken devrenin direnci azalır. Buna bağlı olarak devreden geçen akım şiddeti artar. Öz indüksiyon emk sı bu
akım şiddeti değişimi ile doğru orantılıdır. Bu durumda öz indüksiyon akımı devre akımına ters yönde oluşur.
10.
B
Y reostasının sürgüsü ok yönünde çekilirse bu sefer direnç azalır. Bu durumda (2) yönünde indüksiyon akımı oluşur.
Yanıt A dır.
VOK = V ise
VOL = 4V olur. Bu da bize toprağa göre potansiyeli
sıfır olan noktanın K-L arasında olduğunu gösterir.
Başka bir ifadeyle VO ve VK potansiyellerinin toprağa göre işaretleri aynıdır.
Sağ elimizi, dört parmağımız manyetik alan yönünde, baş parmağımız telin hareketi yönünde olacak
şekilde açtığımız zaman; avuç içi (+) yüklerin toplandığı bölgeyi gösterir. Buna göre (+) yükler L ucuna doğru, (–) yükler de O ucuna doğru toplanır.
Yanıt C dir.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
13.
13
15.
(1)
A
B
X
(2)
Btel
P
ok
i
K
Y
K telinin çerçeve içinde oluşturduğu manyetik alan
yönü şekildeki gibi sayfa düzleminden içe doğrudur.
Yay, (1) yönünde çekilirse çerçevenin alanı arttığı
için çerçevenin içinden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısı da artar. Bu artışa karşı koyabilmek
için çerçeveden ok yönünde indüksiyon akımı geçer. I. yargı doğrudur.
R
Z
K telindeki i akımını artırmak da çerçeve içinden geçen manyetik alanı artıracağı için yine ok yönünde
indüksiyon akımı oluşur.
S
X çerçevesi manyetik alan içine girerken çerçeveden geçen manyetik akı düzgün olarak artar. Bu
nedenle indüksiyon emk sı sabittir. Çerçevenin tamamı manyetik alan içindeyken çerçeveden geçen
manyetik akı değişmeyeceği için emk sıfırdır. Çerçeve manyetik alan bölgesinden çıkarken çerçeveden geçen manyetik akı düzgün olarak azalır. Bu
nedenle indüksiyon emk sı yine sabit olur. Ancak
girerkenki emk ile ters işaretli olur. Buna göre X ile
P’yi eşleştirebiliriz.
Y çerçevesi manyetik alan bölgesine girerken çerçeveden geçen manyetik akının değişim hızı artar.
Bu nedenle indüksiyon emk sı da artacaktır. Yani Y
ile R’yi eşleştirebiliriz.
Z çerçevesi manyetik alan bölgesine girerken çerçeveden geçen akının değişim hızı önce artar, sonra azalır. Bu nedenle Z ile S’yi eşleştirebiliriz.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt B dir.
14.
S
R
/
v
X
2/
2v
Y
2/
v
Z
Bir tel düzgün manyetik alan içinde hareket ettirilirse, telin uçları arasında oluşan emk;
f = Bv/
bağıntısı ile bulunur. Buna göre;
fP = 1 volt ise
fR = 4 volt
fS = –2 volt olur.
Yanıt A dır.
Buna göre P-R uçlarına bağlanan voltmetre 3 voltu
gösterirse R-S uçlarına bağlanan voltmetre 6 voltu
gösterir.
Yanıt D dir.
14
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
3.
Test 4 ün Çözümleri
B
1. Bir bobinden geçen akım değişirse, bu bobin üzerinde öz indüksiyon akımı oluşur. Bu akım, Lenz
yasasına göre kendisini oluşturan sebebe karşı koyacak yöndedir.
Anahtar kapanırken şekilde gösterildiği yönde manyetik alan çizgilerinde bir artış olur. II devresinde bu
artışa karşı koyacak şekilde bir indüksiyon akımı
oluşur.
Yani anahtar kapanırken devreden 2 yönünde indüksiyon akımı geçer.
Anahtar açılırken yukarıda anlatılan olayın tersi
gerçekleşir. Yani 1 yönünde indüksiyon akımı geçer.
Şekildeki devrede sürgü B ye doğru çekilirken direnç artar. Direnç artınca devreden geçen akım
azalır. Akım azalması, akımla aynı yönde öz indüksiyon akımına neden olur. Yani öz indüksiyon akımı
Yanıt B dir.
CA yönünde olur.
2.
4.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt B dir.
Manyetik alan içinde hareket ettirilen telin uçları
arasında oluşan indüksiyon elektromotor kuvveti;
f = BV, · sina
dır. Bu durumda f elektromotor kuvveti, telin manyetik alan içindeki hareket süresine bağlı değildir.
Şekil I den Şekil II ye geçerken makara içinden geçen manyetik akı değişimi;
B
Yanıt E dir.
∆U = 2NAB · (cosa – 1) olur. Bu durumda indüksiyon emk sı
NAB ( cos a - 1 )
Dt
Şekil I den Şekil III e geçerken makara içinden geçen manyetik akı değişimi;
f =-
∆U = 2NAB · (cosa – 1)
olur. Bu durumda indüksiyon emk’sı;
2 NAB · ( cos a - 1 )
fl = 2Dt
5. Bir tel düzgün manyetik alana dik
olacak şekilde v çizgisel hızı ile
döndürülürse, telin uçları arasında
f = - BV , kadarlık indüksiyon
2
elektromotor kuvveti oluşur.
= f olur.
Yanıt A dır.
Bu elektromotor kuvvetinin büyüklüğü manyetik
alan yönüne bağlı değildir.
Yanıt A dır.
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
6.
8.
Düzgün manyetik alan içinde döndürülen telin uçları arasında oluşan indüksiyon elektromotor kuvveti,
Halkada indüksiyon akımı oluşması için halkanın
içinden geçen manyetik alanın değişmesi gerekir.
Yani halka KL, MN, NP yolları boyunca kaydırılırken indüksiyon akımı oluşur. MN ve NP aynı yönlü
olduğu için test tekniğine göre yanıtın KL olduğunu söyleyebiliriz.
2
f = B ~ , dir. Bu durumda emk’nın , 2 ile doğ-
2
ru orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Buna göre, LM
noktaları arasında oluşan indüksiyon emk’sı 1 volt
ise LK noktaları arasında oluşan indüksiyon emk’sı
9 volt olur.
15
Buna göre KM noktaları arasındaki indüksiyon
emksı 8 volt olur.
Yanıt D dir.
Halka K dan L ye kaydırılırken içinden geçen manyetik akı artar. Manyetik akıdaki bu artışa karşı koymak için indüksiyon akımının belirtilen yönde olması gerekir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt B dir.
7.
9.
i2
NAB
Dt
ile bulunur. I makarasının sarım sayısının artması, d uzaklığının azalması, üretecin emk’sının artması, R1 direncinin azalması formüldeki B manyeBir devrede oluşan indüksiyon emk’sı f = -
tik alan şiddetini artırır. Buna bağlı olarak
tar. Ancak R2 direncinin değişmesi
sadece i2 akımını değiştirir.
f da ar-
f yi etkilemez.
Yanıt D dir.
OKL iletken çubuğu O noktası etrafında dönerken
sağ el kuralına göre (–) yükler O ya doğru hareket eder. Bu nedenle L nin toprağa göre potansiyeli (+), O nunki de (–) dir. Bu durumda K noktasının potansiyeli de (–) olacaktır.
Yanıt D dir.
16
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
10.
12.
makaradan
geçen akım
i
K
zaman
+ –
0 t1
Şekil I
İndüksiyon akımı oluşması için çemberin içinden
geçen manyetik akının değişmesi gerekir. Çember
y eksenine paralel çapı etrafında döndürülürse,
çemberin içinden geçen manyetik akı değişir. Diğer
seçeneklerde verilen durumlarda çemberin içinden
geçen manyetik akı değişmez.
t2
t3
t4
Şekil II
Öz indüksiyon akımının oluşması için makaradan
geçen akımın değişmesi gerekir. Anahtarın kapatılma ve açılma anında devreden geçen akım değişir. Bu durumda t1-t2 zaman aralığında anahtarın kapatılma işleminin gerçekleştiğini, t2-t3 zaman
aralığında anahtarın kapalı durumda olduğunu ve
t3-t4 zaman aralığında açılma işleminin gerçeleştiğini söyleyebiliriz.
Yanıt E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt C dir.
13.
K
O1
L
11.
B
M
O2
N
X iletkeninden geçen i akımının büyüklüğü düzgün
2i
biçimde artarsa; B = K
bağıntısına göre oluşd
turduğu B manyetik alanı da düzgün biçimde artar. Bu durumda Y iletkeni içinden geçen B manyetik alanı da düzgün biçimde artar. Y iletkeni içinden
A·DB
geçen manyetik alanın artması, f = baDt
ğıntısına göre Y iletkeninde sabit bir emk oluşturur.
Bu emk da I yönünde sabit bir akımın geçmesine
neden olur.
Yanıt C dir.
Düzgün manyetik alan içinde ~ açısal hızıyla döndürülen çubuğun uçları arasındaki emk, çubuğun
boyunun karesi olan , 2 ile doğru orantılıdır. Bu durumda;
O2N noktaları arasındaki emk VO N = V
2
VO M = 16 V ve VMN = 15V olur.
ise
Benzer şekilde;
VO L = 4 V , VO K = 9 V ve VKL = 5V olur.
1
1
VKL
5
1
Buna göre
bulunur.
=
=
VMN
15
3
Yanıt E dir.
2
ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON
14.
x
x
x
x
x
x
x
x
x
16.
17
B
K
x
d1
x
v
R
x
L
x
d2
x
Fm
x
x
+q
v
M
x
x
x
B
x
KLM çubuğu düzgün manyetik alan içinde V hızı
ile hareket ettirilirken sağ el kuralına göre (–) yükler M ucuna doğru toplanır. Bu durumda K ucundaki yüklerin işareti (+), çubuğun tam ortası nötr, L
ve M noktasındaki yüklerin işareti (–) dir.
Yüklü parçacık düzgün manyetik alana dik girdiğ
için alan içinde düzgün çembersel hareket yapar.
Bu durumda gerekli merkezcil kuvveti manyetik
kuvvet sağlar.
Fmerkezcil = Fmanyetik
Yanıt A dır.
Halka X-Y arasında hareket ederken akı değişimi
olmadığından bir indüksiyon akımı oluşmaz.
Y-Z arasında halka tele yaklaştığı için, akı artışı,
Z-P arasında telden uzaklaştığı için akı azalışı olur.
Hem akı artışı hem de azalışında halkada bir indüksiyon akımı oluşur.
Y-Z arasında
H
B1
B
i
i1
Z-P arasında
H
B1
B
i
i1
Yanıt C dir.
m
Nihat Bilgin Yayıncılık©
15.Halkada bir indüksiyon akımının oluşması için halka düzleminden geçen akının değişmesi gerekir.
m
v2
= qvB
R
m
v
= qB
R
2rr
= qB
T ·R
T=
m2r
qB
bulunur .
Yanıt A dır.