SciSimulator
Deneye Geri Dön

Ohm Kanunu Rehber

FizikBaşlangıçOkuma süresi: 3 dk

Genel Bakış

Ohm Yasası, devreden geçen akım, gerilim ve direnç arasındaki nicel ilişkiyi tanımlayan devre analizinin temelidir. Bu etkileşimli simülasyon aracılığıyla V=IRV = IR formülünü bizzat doğrulayacak ve gerilim ile direncin akım miktarını birlikte nasıl belirlediğini keşfedeceksiniz.

Arka Plan

1826 yılında Alman fizikçi Georg Simon Ohm, kapsamlı deneyler sonucunda akım, gerilim ve direnç arasındaki bu temel nicel ilişkiyi keşfetti. Bulguları başlangıçta göz ardı edilmiş olsa da, daha sonra elektrik biliminin en önemli yapı taşlarından biri olduğu kanıtlandı. Ohm Yasası sadece tekil dirençler için geçerli olmakla kalmaz, aynı zamanda karmaşık devre ağlarını analiz etmek için bir başlangıç noktası görevi görür.

Temel Kavramlar

Gerilim (VV)

V (Volt, V)V \text{ (Volt, V)}

Yüklerin akmasını sağlayan ve bir güç kaynağı tarafından sağlanan 'basınçtır'. Daha yüksek gerilim, yük hareketi için daha fazla itici güç sağlar. Devre şemalarında tipik olarak pillerle gösterilir.

Direnç (RR)

R  (Ω)R \; (\Omega)

Bir iletkenin akım akışına karşı gösterdiği zorluktur. Direnç; iletkenin malzemesi, uzunluğu ve kesit alanı tarafından belirlenir ve gerilimle birlikte değişmez.

Akım (II)

I (Amper, A)I \text{ (Amper, A)}

Birim zamanda bir iletkenin kesitinden geçen yük miktarıdır. Akım yönü, pozitif yüklerin hareket yönü olarak tanımlanır. Simülasyonda bu, ışıklı noktaların akış hızıyla temsil edilir.

Formüller ve Türetme

Ohm Yasası

I=VRI = \frac{V}{R}
Bir iletkenden geçen akım, uçları arasındaki gerilimle doğru orantılı, direnciyle ters orantılıdır. Bu formül sadece doğrusal dirençler için geçerlidir.

Türetilmiş Formüller

V=IRveyaR=VIV = IR \quad \text{veya} \quad R = \frac{V}{I}
Herhangi iki parametre verildiğinde üçüncüsü hesaplanabilir. Not: R=V/IR = V/I sadece direnç değerini hesaplamak için kullanılır; direncin kendisi gerilimle değişmez.

Deney Adımları

  1. 1

    Akım-Gerilim İlişkisini Keşfetme

    Direnç sürgüsünü 500Ω500\Omega seviyesinde sabit tutun. Gerilimi kademeli olarak 1.5V1.5V'tan 9.0V9.0V'a yükseltin. Veri panelindeki akım (II) eğilimini gözlemleyin. Şunu fark edeceksiniz: Direnç sabitken, gerilim ne kadar yüksekse akım o kadar ____ olur? (İpucu: Farklı gerilimlerdeki değerleri kaydedin ve orantılı olup olmadıklarını görün).
  2. 2

    Akım-Direnç İlişkisini Keşfetme

    Gerilim sürgüsünü 4.5V4.5V seviyesinde sabit tutun. Direnci 100Ω100\Omega'dan 2000Ω2000\Omega'a yükseltin. Devredeki mavi noktaların hareket hızına dikkat edin. Şunu fark edeceksiniz: Gerilim sabitken, direnç ne kadar yüksekse akım o kadar ____ olur? (İpucu: Direnç iki katına çıktığında akıma ne oldu?)
  3. 3

    Uç Durumları Gözlemleme

    Gerilimi maksimuma (9.0V9.0V) ve direnci minimuma (100Ω100\Omega) ayarlamayı deneyin. 'Yüksek Akım' uyarısını fark edeceksiniz. Akım 25mA25mA'i aştığında, gerçek devrelerdeki bileşenler hızlı ısı oluşumu nedeniyle hasar görebilir.
  4. 4

    Akış Yönünü Değiştirme

    'Akış Yönü' düğmesine basarak 'Geleneksel Akım' ile 'Elektron Akışı' arasındaki farkı görün. Düşünün: Devre analizinde neden genellikle artıdan eksiye doğru olan yönü kullanırız?

Öğrenme Çıktıları

  • Ohm Yasasını ve fiziksel önemini doğru bir şekilde anlama ve ifade etme
  • Elektrik deneyleri tasarlamak ve yürütmek için değişken kontrol yöntemini yetkin bir şekilde kullanma
  • Temel devre analizinde V=IRV=IR ve türetilmiş formüllerinin uygulanmasında ustalaşma
  • Fizik yasalarına dayalı deneysel verileri tahmin ederek bilimsel düşünme becerisi geliştirme

Gerçek Dünya Uygulamaları

  • Ev Aletleri: Dimmer anahtarları veya ses seviyesi düğmeleri, değişken direnci değiştirerek akımı ayarlar.
  • Devre Güvenliği: Sigortalar, akımın ısıtma etkisine göre tasarlanmıştır; akım çok yükseldiğinde (V/RV/R tarafından belirlenir) otomatik olarak atar.
  • Sensör Teknolojisi: Elektronik tartılardaki basınç sensörleri, deformasyon yoluyla direnci değiştirerek çalışır.
  • Hızlı Şarj: Mobil cihazlar, direnç (RR) sınırlı olduğunda şarj gerilimini (VV) artırarak daha yüksek akım (II) ve güç (PP) elde eder.
  • Multimetre Ölçümü: Bilinmeyen bir direnci hesaplamak için bilinen dahili gerilimi ve ölçülen akımı kullanır.

Yaygın Hatalar

Yanlış
Direnç, gerilim ve akıma bağlıdır (R=V/IR = V/I, yani V değişirse R değişir).
Doğru
Direnç, bir kişinin boyu gibi iletkenin içsel bir özelliğidir; ne kadar hızlı koştuğunuza (akım) veya ne kadar sert itildiğinize (gerilim) bağlı olarak değişmez. R=V/IR = V/I formülü sadece direnç değerini ölçmek için bir yöntem sunar.
Yanlış
Gerilim olduğu sürece mutlaka akım olmalıdır.
Doğru
Tam olarak değil. Musluk kapalı olsa bile su basıncının olması gibi. Akım şunları gerektirir: 1. Gerilim (güç kaynağı); 2. Kapalı bir devre döngüsü.

Ek Okuma

Başlamaya hazır mısın?

Temelleri anladığına göre, etkileşimli deneye başla!

Deneyi BaşlatSınavı Başlat