www.yapaycozum.net
Sisteme giriş

LGS Soru Bankası / Fen Bilimleri / Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi

12. Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi

Bu bölümde soruları ve açıklamalarını inceleyebilirsin.

7. Ünite: Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi

  1. Soru 1 · LGS düzeyi · Elektrik yükleri arasındaki etkileşim· F.8.7.1.2

    İletken olmayan iplerle asılmış K, L ve M metal kürelerinden K'nin pozitif (+) yüklü olduğu biliniyor. Küreler ikişer ikişer birbirine yaklaştırıldığında şu gözlemler yapılıyor:

    • K ile L birbirini itiyor.
    • L ile M birbirini çekiyor.

    Buna göre aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
    1. A)
      L küresi negatif (−) yüklüdür.
    2. B)
      M küresi negatif (−) yüklüdür.
    3. C)
      K ile M birbirine yaklaştırılırsa birbirini çeker.
    4. D)
      M küresi topraklanırsa L ile M birbirini itmeye başlar.
    İpucu
    • İki gözlemden hangisi yük cinsini kesin olarak söyler, hangisi iki olasılık bırakır?
    • Önce L'nin yükünü bul; sonra M için bütün olasılıkları yazıp her seçeneği bu olasılıklarda dene.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: C

    1. İtme yalnız aynı cins yüklü cisimler arasında olur. K pozitif olduğu ve K ile L birbirini ittiği için L pozitiftir; negatif değildir.
    2. Çekme ya zıt yüklü cisimler ya da yüklü bir cisimle nötr bir cisim arasında olur. Pozitif L, M'yi çektiğine göre M negatif ya da nötrdür; negatif olduğu kesin değildir.
    3. İki olasılığı da dene: M negatifse pozitif K ile zıt yüklüdür; M nötrse yüklü K onu yine çeker. İki durumda da K ile M birbirini çeker.
    4. M, yakınında yüklü cisim yokken topraklanırsa nötr olur ve pozitif L onu yine çeker; L yakınındayken topraklanırsa M'de L'nin etkisiyle negatif yük toplanır ve L onu yine çeker. İki durumda da itme olmaz. Kesinlikle doğru olan, K ile M'nin birbirini çekmesidir.

  2. Soru 2 · LGS düzeyi · Elektriklenme çeşitleri — etki ile elektriklenme· F.8.7.1.3

    Yalıtkan ayaklar üzerindeki özdeş, nötr K ve L metal küreleri birbirine değecek biçimde yan yana konuyor. Pozitif (+) yüklü bir cam çubuk, K küresine dokundurulmadan yaklaştırılıyor. Sonra sırasıyla şunlar yapılıyor:

    1. Çubuk aynı yerde tutulurken küreler yalıtkan ayaklarından tutularak birbirinden ayrılıyor.
    2. Çubuk kürelerden uzaklaştırılıyor.

    Bu işlemlerin sonunda kürelerle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    1. A)
      K küresi negatif (−), L küresi pozitif (+) yüklü kalır.
    2. B)
      Çubuktan K küresine pozitif yük geçtiği için K küresi pozitif (+) yüklü kalır.
    3. C)
      Çubuk yaklaştırıldığında K'deki pozitif yükler L'ye geçtiği için L küresi pozitif (+) yüklü kalır.
    4. D)
      Çubuk uzaklaştırıldığında yükler yeniden dağılır ve iki küre de nötr olur.
    İpucu
    • Çubuk kürelere değmediğine göre iki kürenin toplam yükü değişebilir mi?
    • Çubuk yaklaşınca elektronların nerede toplandığını bul; sonra kürelerin, çubuk uzaklaşmadan önce ayrıldığını hesaba kat.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: A

    1. Çubuk dokundurulmadığı için kürelere yük geçmez; iki kürenin toplam yükü sıfır kalır.
    2. Pozitif çubuk, kürelerdeki negatif yükleri (elektronları) kendine doğru çeker: elektronlar çubuğa yakın K küresinde toplanır, elektron kaybeden L küresinde pozitif yük fazlası olur. Yer değiştiren pozitif yük değil, elektronlardır.
    3. Küreler çubuk yerindeyken ayrıldığı için elektronlar artık L'ye geri dönemez.
    4. Çubuk uzaklaştırıldığında K negatif, L pozitif yüklü kalır; iki kürenin yük miktarı eşittir, cinsleri zıttır. Küreler ayrılmadan çubuk uzaklaştırılsaydı ikisi de yeniden nötr olurdu.

  3. Soru 3 · Kavrama · Elektriklenme çeşitleri — sürtünme ile elektriklenme· F.8.7.1.3

    Nötr bir plastik çubuk, nötr bir yün kumaşa bir süre sürtülüyor. Ardından yapılan ölçümde plastik çubuğun negatif (−) yüklendiği belirleniyor. Bu deneyle ilgili şu yargılar ileri sürülüyor:

    I. Yün kumaş pozitif (+) yüklenmiştir.
    II. Sürtünme sırasında plastik çubuktan yün kumaşa proton geçmiştir.
    III. Plastik çubuk ile yün kumaş birbirine yaklaştırılırsa birbirini çeker.

    Bu yargılardan hangileri doğrudur?
    1. A)
      Yalnız I
    2. B)
      Yalnız III
    3. C)
      I ve III
    4. D)
      I, II ve III
    İpucu
    • Nötr bir cismin negatif yüklenmesi için hangi tanecikten kazanması gerekir? Bu tanecik nereden gelmiş olabilir?
    • Sürtünme sonunda iki cismin yük cinslerini yan yana yaz, sonra her yargıyı bu iki yüke göre dene.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: C

    1. Sürtünme ile elektriklenmede cisimler arasında yalnız elektron geçer; protonlar çekirdekte kalır, yer değiştirmez. II yanlıştır.
    2. Nötr çubuk negatif yüklendiğine göre elektron kazanmıştır; bu elektronlar kumaştan gelmiştir.
    3. Elektron kaybeden kumaşta proton sayısı elektron sayısından fazla olur; kumaş pozitif yüklenir. I doğrudur.
    4. Sürtünen iki cisim zıt cins yükle yüklenir; zıt yüklü cisimler birbirini çeker. III doğrudur. Doğru yargılar I ve III'tür.

  4. Soru 4 · Pekiştirme · Elektriklenme çeşitleri — dokunma ile elektriklenme· F.8.7.1.3

    Yalıtkan ayaklar üzerindeki özdeş K ve L metal kürelerinden K pozitif (+) yüklü, L ise nötrdür. Küreler birbirine dokundurulup ayrılıyor. Daha sonra L küresi, iletken olmayan bir iple asılmış pozitif (+) yüklü M küresine dokundurulmadan yaklaştırılıyor.

    Son adımda gözlenen olay ve bu olayın sebebi için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    1. A)
      L ile M birbirini iter; çünkü dokunma sırasında L'den K'ye elektron geçmiş ve L pozitif (+) yüklenmiştir.
    2. B)
      L ile M birbirini iter; çünkü dokunma sırasında K'den L'ye pozitif yük (proton) geçmiş ve L pozitif (+) yüklenmiştir.
    3. C)
      L ile M birbirini çeker; çünkü dokunma sırasında L, K'nin yüküne zıt cins yükle yüklenmiştir.
    4. D)
      L ile M birbirini çeker; çünkü K'den ayrıldıktan sonra L eski hâline dönerek nötr olmuştur.
    İpucu
    • Önce dokunma sonunda L'nin yük durumunu bul; bunu yaparken hangi taneciğin hangi yöne geçebileceğini düşün.
    • Şıklarda hem olayı hem sebebi denetle: olay doğru olsa bile sebep yanlışsa şık doğru değildir.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: A

    1. Yüklü bir cisim nötr bir cisme dokundurulursa, iki cisim de ilk cisimle aynı cins yükle yüklenir.
    2. Pozitif yüklü K'de elektron eksiği vardır; dokunma sırasında nötr L'den K'ye elektron geçer. Protonlar yer değiştirmez.
    3. Elektron kaybeden L pozitif yüklenir ve küreler ayrıldıktan sonra da bu yük L'de kalır.
    4. Pozitif L ile pozitif M aynı cins yüklü olduğundan birbirini iter.

  5. Soru 5 · Pekiştirme · Topraklama· F.8.7.2.2

    Yalıtkan ayaklar üzerindeki X metal küresi pozitif (+), Y metal küresi negatif (−) yüklüdür. Küreler ayrı ayrı, iletken bir telle toprağa bağlanıyor ve bir süre sonra ikisinin de nötr olduğu görülüyor. Bu olayla ilgili şu yargılar ileri sürülüyor:

    I. X topraklandığında topraktan X'e elektron geçer.
    II. Y topraklandığında Y'den toprağa elektron geçer.
    III. Topraklamadan sonra X'te hiç pozitif (+) yük bulunmaz.

    Bu yargılardan hangileri doğrudur?
    1. A)
      Yalnız II
    2. B)
      I ve II
    3. C)
      II ve III
    4. D)
      I, II ve III
    İpucu
    • Pozitif yüklü bir cisimde elektron fazlası mı yoksa eksiği mi vardır? Nötr olması için ne olmalıdır?
    • Topraklamadan sonra her kürede hangi cins yüklerin bulunduğunu ve bunların miktarlarını karşılaştırarak düşün.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: B

    1. Topraklamada tel üzerinden yalnız elektronlar hareket eder; toprak gerektiğinde elektron verir, gerektiğinde alır.
    2. X pozitif yüklüdür, yani elektron eksiği vardır; topraktan X'e elektron geçer ve X nötr olur. I doğrudur.
    3. Y negatif yüklüdür, yani elektron fazlası vardır; fazla elektronlar Y'den toprağa geçer ve Y nötr olur. II doğrudur.
    4. Nötr cisim yüksüz değildir; pozitif ve negatif yük miktarları eşittir. X'te pozitif yükler (protonlar) yerinde durur. III yanlıştır. Doğru yargılar I ve II'dir.

  6. Soru 6 · Kavrama · Topraklama — paratoner· F.8.7.2.2

    Fırtınalı havalarda bulutların alt kısmı çoğunlukla negatif (−) yüklenir ve bulut ile yer arasında yıldırım oluşabilir. Yan yana iki okulun çatısının en yüksek noktasına özdeş, sivri uçlu birer metal çubuk (paratoner) takılmıştır. K okulunda çubuk, kalın bir bakır kabloyla toprağa gömülü bir metal levhaya bağlanmıştır. L okulunda ise çubuk ile toprağa gömülü metal levha arasındaki bağlantı, aynı kalınlıkta plastik bir boruyla yapılmıştır.

    İki okulun paratonerine de yıldırım düşerse ne olacağıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    1. A)
      İki okulda da paratoner gelen negatif yükleri toprağa göndermeden kendi üzerinde biriktirir; bu yüzden iki okul da eşit derecede korunur.
    2. B)
      İki okulda da yükler paratoner ve bağlantı üzerinden toprağa aktarılır; bağlantının bakır ya da plastik olması korumayı değiştirmez.
    3. C)
      K'de buluttan gelen pozitif yükler toprağa aktarılır ve okul korunur; L'de yükler toprağa güvenle aktarılamadığı için okul zarar görebilir.
    4. D)
      K'de buluttan gelen negatif yükler toprağa aktarılır ve okul korunur; L'de yükler toprağa güvenle aktarılamadığı için okul zarar görebilir.
    İpucu
    • Paratoner çubuğunun neden toprağa bağlandığını, bağlantı malzemesinin bunun için hangi özelliğe sahip olması gerektiğini düşün.
    • Her seçenekteki iddiayı metinde verilen bilgilerle tek tek karşılaştır.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: D

    1. Bulutun alt kısmında biriken negatif yük ile yer arasında elektrik boşalması olur; bu yıldırımdır. Buluttan gelen yük negatiftir.
    2. Paratoner yıldırımı engellemez ve yük biriktirmez; yıldırımın kendi üzerine düşmesini kolaylaştırır, yükü bağlantı üzerinden toprağa iletir.
    3. K'de bağlantı iletken bakır kablodur; negatif yükler bina yerine kablo üzerinden toprağa aktarılır (topraklama), okul korunur.
    4. L'de bağlantı yalıtkan plastiktir, yükü iletmez; yük toprağa güvenle aktarılamaz ve bina zarar görebilir. Bu yüzden paratonerin iletken bir bağlantıyla toprağa bağlanması gerekir.

  7. Soru 7 · Pekiştirme · Nötr ve yüklü cisimler· F.8.7.2.1

    Yalıtkan saplı K, L ve M metal kürelerindeki pozitif ve negatif yük miktarları tabloda verilmiştir.

    KürePozitif yük miktarı (birim)Negatif yük miktarı (birim)
    K2014
    L1818
    M1521

    Bir öğrenci bu kürelerle ilgili şu yargıları yazıyor:

    I. L küresi yüksüzdür; üzerinde hiç elektrik yükü yoktur.
    II. M küresi L küresine dokundurulmadan yaklaştırılırsa küreler birbirini çeker.
    III. K küresinde negatif yük de bulunur, ama pozitif yük miktarı daha fazla olduğu için K pozitif (+) yüklüdür.

    Bu yargılardan hangileri doğrudur?
    1. A)
      Yalnız II
    2. B)
      Yalnız III
    3. C)
      I ve III
    4. D)
      II ve III
    İpucu
    • Her kürede hangi cins yükün daha fazla olduğunu, eşitse bunun ne anlama geldiğini tablodan belirle.
    • Yüklü bir cisim, yükleri eşit olan bir cisme yaklaştırıldığında ne olacağını düşün.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: D

    1. L'de pozitif ve negatif yük miktarı eşittir (18 ve 18): L nötrdür. Nötr cisim yüksüz değildir, iki cins yükü eşit miktarda taşır; I yanlıştır.
    2. M'de negatif yük fazladır (21 > 15): M negatif yüklüdür. Yüklü bir cisim nötr bir cisme yaklaştırılınca cisimler birbirini çeker; II doğrudur.
    3. K'de iki cins yük de vardır; pozitif yük fazla olduğu için (20 > 14) K pozitif yüklüdür; III doğrudur. Doğru olanlar II ve III'tür.

  8. Soru 8 · Kavrama · Elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşümü ve sigorta· F.8.7.3.1

    Bir evde ütü, su ısıtıcısı ve elektrikli ısıtıcı aynı çoklu prize takılıyor. Aletler tek tek çalıştırıldığında hiçbir sorun olmuyor. Üçü aynı anda çalıştırıldığında ise kısa süre sonra kablolar ısınıyor, evin sigortası atıyor ve bütün aletler duruyor.

    Ev halkından biri sigortanın atmaması için bir öneride bulunuyor. Ona göre mevcut sigorta, kablolar çok daha fazla ısınana kadar devreyi kesmeyen başka bir sigortayla değiştirilmelidir.

    Bu olay ve öneriyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    1. A)
      Sigortanın atmasının sebebi aletlerden birinin bozuk olmasıdır; bozuk alet onarılırsa sigortayı değiştirmeye gerek kalmadan sorun çözülür.
    2. B)
      Sigorta evde harcanan elektrik enerjisini azaltmak için kullanılır; öneri uygulanırsa elektrik faturası artar, evin güvenliği değişmez.
    3. C)
      Elektrik enerjisi yalnız aletlerin içinde ısıya dönüşür; bu yüzden öneri uygulansa da kablolarda ısınma olmaz ve aletler güvenle çalışır.
    4. D)
      Öneri uygulanırsa üç alet birlikte çalışırken kablolar daha çok ısınır ve yangın riski artar.
    İpucu
    • Bu üç alette elektrik enerjisi asıl olarak hangi enerjiye dönüştürülüyor? Metinde başka nerede ısınma olduğu söyleniyor?
    • Sigorta attığında devrede ne olur ve bu hangi tehlikeyi önler? Sigorta devreyi daha geç keserse bu tehlike ne olur?
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: D

    1. Ütü, su ısıtıcısı ve elektrikli ısıtıcıda elektrik enerjisi asıl olarak ısı enerjisine dönüştürülür; bu aletler çok elektrik enerjisi kullanır.
    2. Elektrik enerjisinin bir kısmı kablolarda da ısıya dönüşür. Üç alet aynı anda çalışınca kablolardan çok daha büyük elektrik akımı geçer ve kablolar aşırı ısınır.
    3. Aletler tek tek çalışırken sorun olmaması, sorunun aynı anda çalışmalarından doğan aşırı yüklenme olduğunu destekler; tek bir aletin bozukluğu bu gözlemlerle desteklenmez.
    4. Sigorta, kablolar aşırı ısındığında devreyi keserek yangın çıkmasını önleyen bir güvenlik elemanıdır; tasarruf için kullanılmaz.
    5. Kablolar çok daha fazla ısınana kadar devreyi kesmeyen bir sigorta takılırsa üç alet birlikte çalışırken kablolar daha çok ısınır ve yangın riski artar. Güvenli çözüm sigortayı değiştirmek değil, aletleri aynı anda çalıştırmamaktır.

  9. Soru 9 · Pekiştirme · Güç santralleri ve enerji kaynakları· F.8.7.3.3

    Dört farklı güç santralinde türbini döndüren etken tabloda verilmiştir.

    SantralTürbini döndüren
    PBaraj gölünden yüksekten akan su
    RYer altından çıkan sıcak su ve buhar
    SKömür yakılarak ısıtılan sudan elde edilen buhar
    TUranyum çekirdeklerinin parçalanmasıyla açığa çıkan ısıyla elde edilen buhar

    Bu santrallerle ilgili şu yargılar ileri sürülüyor:

    I. Dört santralde de elektrik enerjisi, döndürülen türbine bağlı bir jeneratörde üretilir.
    II. P ve R yenilenebilir enerji kaynağı kullanır.
    III. T çalışırken karbondioksit salmasa da kullandığı enerji kaynağı yenilenemez.

    Bu yargılardan hangileri doğrudur?
    1. A)
      Yalnız I
    2. B)
      I ve II
    3. C)
      II ve III
    4. D)
      I, II ve III
    İpucu
    • Önce her santralin türünü belirle; sonra elektriği hangi parçanın ürettiğini düşün.
    • Bir kaynağın yenilenebilir olup olmadığına türbini neyin döndürdüğüne göre değil, kaynağın tükenip tükenmediğine göre karar ver.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: D

    1. P hidroelektrik, R jeotermal, S termik (kömür), T nükleer santraldir.
    2. Hepsinde bir etken (su, buhar) türbini döndürür; türbine bağlı jeneratör hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. I doğrudur.
    3. P'nin kullandığı su döngüyle yeniden oluşur; R'deki sıcak su ve buhar yer altındaki ısıdan gelir. Hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar yenilenebilir; II doğrudur. Buharın türbini döndürmesi kaynağın türünü belirlemez.
    4. T'nin kullandığı uranyum kullanıldıkça tükenen, yenilenemez bir kaynaktır; nükleer santralin karbondioksit salmaması bunu değiştirmez. III doğrudur. Üç yargı da doğrudur.

  10. Soru 10 · Kavrama · Elektrik enerjisinin bilinçli ve tasarruflu kullanımı — enerji etiketi· F.8.7.3.5

    Bir aile, yılda 450 kWh elektrik enerjisi tüketen eski buzdolabını değiştirmek istiyor. Mağazadaki aynı hacimde üç buzdolabının enerji etiketlerinden normal kullanım için şu bilgiler alınıyor:

    BuzdolabıEnerji sınıfıYıllık elektrik enerjisi tüketimi
    XA120 kWh
    YC200 kWh
    ZE300 kWh
    Bu bilgilere göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    1. A)
      Eski buzdolabı yerine X alınırsa ailenin yıllık elektrik tüketimi 330 kWh azalır.
    2. B)
      Eski buzdolabı yerine X alınırsa ailenin yıllık elektrik tüketimi 120 kWh azalır.
    3. C)
      Üç buzdolabı aynı hacimde olduğundan hangisi alınırsa alınsın tüketim aynı miktarda azalır.
    4. D)
      X alınırsa ailenin tasarrufu yalnız aile bütçesini etkiler, ülke ekonomisine katkı sağlamaz.
    İpucu
    • Tablodaki değerler tüketimdir. Bir dolabın sağladığı tasarrufu bulmak için onu eski buzdolabının tüketimiyle karşılaştır.
    • Tasarruf yalnız bir evi mi, bütün ülkeyi de mi ilgilendirir? Pek çok evin aynı anda tasarruf ettiğini düşün.
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: A

    1. Tablodaki değerler tasarruf değil yıllık tüketimdir.
    2. Eski buzdolabına göre tasarruf, eski tüketimden yeni tüketimin çıkarılmasıyla bulunur: X için 450 − 120 = 330 kWh.
    3. Aynı hacimdeki dolapların tüketimleri farklıdır (120, 200, 300 kWh); bu yüzden tasarruf da farklı olur.
    4. Daha az elektrik tüketmek aile bütçesine katkı sağlar. Çok sayıda evde azalan tüketim, ülkenin üretmesi ve dışarıdan alması gereken enerjiyi de azaltır; bu yüzden tasarruf ülke ekonomisine de katkıdır.

  11. Soru 11 · Pekiştirme · Güç santrallerinin avantaj ve dezavantajları· F.8.7.3.4

    Bir kentin elektrik ihtiyacı için üç santral seçeneği inceleniyor. Santrallerin bazı özellikleri tabloda verilmiştir.

    SantralKullandığı kaynakÜretim hava koşullarına bağlı mı?Çalışırken karbondioksit salımı
    Rüzgâr santraliRüzgârEvetYok
    Güneş santraliGüneş ışığıEvetYok
    Termik santralKömürHayırÇok

    Bu santrallerle ilgili şu yargılar ileri sürülüyor:

    I. Rüzgâr ve güneş santrallerinin avantajı, yenilenebilir kaynak kullanmaları ve çalışırken karbondioksit salmamalarıdır.
    II. Termik santralin avantajı hava koşullarından bağımsız üretim yapabilmesi, dezavantajı ise küresel ısınmaya katkıda bulunmasıdır.
    III. Gece ve rüzgârsız günlerde de kentin elektrik ihtiyacı, enerji depolanmadan, yalnız rüzgâr ve güneş santralleriyle kesintisiz karşılanabilir.

    Bu yargılardan hangileri doğrudur?
    1. A)
      Yalnız I
    2. B)
      Yalnız II
    3. C)
      I ve II
    4. D)
      I ve III
    İpucu
    • Her santral için tablodaki üç sütunu ayrı ayrı oku; her santralin hem iyi hem kötü bir yanı olabilir mi?
    • Güneşin batması ya da rüzgârın durması, hava koşullarına bağlı santrallerin üretimini nasıl etkiler?
    Cevap ve çözüm

    Doğru cevap: C

    1. Rüzgâr ve güneş ışığı yenilenebilir kaynaklardır; tabloya göre bu santraller çalışırken karbondioksit salmaz. I doğrudur.
    2. Termik santralin üretimi hava koşullarına bağlı değildir; bu bir avantajdır. Kömür yakarken çok karbondioksit salar; küresel ısınmaya katkıda bulunduğu için bu bir dezavantajdır. II doğrudur.
    3. Rüzgâr ve güneş santrallerinin üretimi hava koşullarına bağlıdır: gece güneş, rüzgârsız günde rüzgâr yoktur. Bu santraller enerji depolanmadan tek başına kesintisiz üretimi garanti edemez; III yanlıştır. Doğru olanlar I ve II'dir.