aofsoru.com

Atölye Çalışması 1 Dersi 3. Ünite Sorularla Öğrenelim

Elektrik Enerjisinin Mekanik Enerjiye Dönüşümü

1. Soru

Enerji nedir?

Cevap

Enerji bir sistemin iş yapabilme yeteneği olarak
tanımlanır.


2. Soru

En sık karşılaşılan enerji türleri nelerdir?

Cevap

Enerji çeşitli şekillerde sınıflandırılmalarına
karşın en çok karşılaştığımız enerji türleri;
• Mekanik (kinetik ve potansiyel),
• Isı,
• Işık,
• Kimyasal,
• Güneş,
• Nükleer,
• Rüzgâr ve
• Elektrik enerjisidir.


3. Soru

Günümüzde en temel enerji tüketimi hangisidir?

Cevap

Günümüzde en temel enerji tüketimi elektrik
enerjisidir.


4. Soru

Elektrik enerjisinin en çok kullanılan enerji türlerinden
olmasının sebebi nedir?

Cevap

Elektrik enerjisinin taşınımı ve kullanımı oldukça
kolay olmasından dolayı en çok kullanılan enerji
türlerinden birisidir.


5. Soru

Bir sistemde enerji kaç farklı tür halinde bulunur ve
bunlar nelerdir?

Cevap

Bir sistemde enerji iki farklı tür halinde bulunur:
• Kinetik,
• Potansiyel.


6. Soru

Kinetik ve Potansiyel enerji birbirine dönüşebilir mi?

Cevap

Kinetik ve potansiyel enerji türleri kendi
aralarında dönüşüme uğrayabilir. Hava sürtünmesinin
olmadığını kabul edersek potansiyel enerjinin tamamı
kinetik enerjiye dönüşür. Sürtünmeli ortamda mekanik
enerji korunmaz ama toplam enerji korunur. Sistemde
cismin sahip olduğu kinetik enerji cismin sürtündüğü
yüzeyde ısı enerjisine dönüşür. Açığa çıkan ısı enerjisi
cismin kaybettiği kinetik enerjiye eşittir. Yani sistemde
toplam enerji korunmuştur. Elektrik enerjisi;
• Elektrikli fırında ısıya,
• Akkor lambada ışığa,
• Mutfak robotunda hareket enerjisine dönüşür.
Bu dönüşümlerde enerji kaybolmaz ve toplam enerji
sabittir.


7. Soru

Sistem verimi kavramı nasıl açıklanabilir?

Cevap

Enerji bir türden diğer türe dönüştürüldüğünde,
sisteme verilen enerji miktarı çıkışta elde edilen enerjiye
eşit değildir. Bir miktar enerji daima istenmeyen enerji
türüne dönüşerek yapılan iş için kullanılamayacaktır. Bu
sebeple sistemden aldığımız kullanılabilir enerji
miktarının sisteme giren enerjiye oranı daima 1’den
küçüktür. Bu oran sistemin verimi olarak adlandırılır.


8. Soru

Cihazlarda kullanılan fişlerin prizlere tam olarak takılı
olmaması durumunda ne gibi sorunlarla karşılaşılabilir?

Cevap

Cihazlarda kullanılan fişlerin prizlere tam olarak
takıldığını kontrol ediniz. Eğer fişler prizlere tam olarak
takılmazsa fişler fazla akım çekerek ısınma, yanık, yangın
veya patlama gibi kazalara neden olabilir.


9. Soru

Deney düzeneğini, yükün üzerinde bulunduğu destek
çubuğunun alt ucuna bant sarılarak oluşturulan frenleme
sistemi veya ayak üzerine konulan sert köpük olmadan
çalıştırma durumunda ne gibi bir sorun olabilir?

Cevap

Deney düzeneğini, yükün üzerinde bulunduğu
destek çubuğunun alt ucuna bant sarılarak oluşturulan
frenleme sistemi veya ayak üzerine konulan sert köpük
olmadan asla çalıştırmayınız. Aksi takdirde, parmaklarınız
yük ile ayak arasında sıkışabilir.


10. Soru

Mekanik enerji neden kaynaklanmaktadır?

Cevap

Mekanik enerji bir cismin hareketinden dolayı
sahip olduğu enerjidir.


11. Soru

Mekanik enerji depolanabilir mi?

Cevap

Mekanik enerji kullanılabilir veya depolanabilir
bir enerjidir.


12. Soru

Çatıda duran kiremit nasıl bir enerjiye sahiptir?

Cevap

Potansiyel enerji cisimlerin yerden
yüksekliklerinden dolayı sahip oldukları enerji türüdür.
Dolayısıyla çatıda duran kiremit potansiyel enerjiye
sahiptir.


13. Soru

Elektrik enerjisinin elektron hareketi ile nasıl bir
ilişkisi vardır?

Cevap

Elektrik enerjisi serbest elektronların hareketi ile iş
yapan enerjidir. Tüm katılar atomlardan oluşmaktadır. Her
bir atom bir veya daha fazla elektron içerir. Serbest
elektronlar bir iletkende elektriksel kuvvete maruz
kaldıklarında bir yönde hareket ederler ve elektrik akımını
meydana getirirler. Elektrik enerjisi yenilenebilir olmayan
(kömür, petrol, doğal gaz, nükleer) ya da yenilenebilir enerji
kaynakları (güneş, su, rüzgâr, jeotermal, biyomas)
kullanılarak ikincil bir enerji olarak elde edilmektedir.
Taşınımı ve kullanımı oldukça kolay olmasından dolayı
elektrik enerjisi en çok kullanılan enerji türlerinden birisidir.


14. Soru

Enerjinin korunumu ilkesi neyi ifade eder?

Cevap

Enerjinin korunumu ilkesine göre enerji yoktan
var edilemez, var olan enerji de yok edilemez, ancak bir
türden diğer bir türe dönüşür ve toplam enerji miktarı
korunur. Eğer bir cisim h yüksekliğinden serbest bırakılırsa,
cisim yere göre potansiyel enerjisini kaybederken kinetik
enerji kazanmaya başlar. Hava sürtünmesini ihmal edersek,
cisim yere çarptığı anda potansiyel enerjisinin tamamı
kinetik enerjiye dönüşmüş olur.


15. Soru

Sürtünmeli ortamlarda mekanik enerji korunur mu?

Cevap

Sürtünmeli ortamda mekanik enerji korunmaz
ama toplam enerji korunur. Sistemde cismin sahip olduğu
kinetik enerjinin bir kısmı cismin sürtündüğü yüzeyde ısı
enerjisine dönüşür. Açığa çıkan ısı enerjisi cismin
kaybettiği kinetik enerjiye eşittir. Yani sistemde toplam
enerji korunmuştur.


16. Soru

Elektrik makinesi nedir?

Cevap

Bir elektrik makinesi ya mekanik enerjiyi elektrik
enerjisine ya da elektrik enerjisini mekanik enerjiye
dönüştürebilen bir aygıttır.


17. Soru

Jeneratör nedir?

Cevap

Elektrik makinesi mekanik enerjiyi elektrik
enerjisine dönüştürmek için kullanıldığında jeneratör
olarak adlandırılır.


18. Soru

Hidroelektrik santrallerde elektrik nasıl üretilir?

Cevap

Hidroelektrik santrallerinde suyun baraj gölünden
belli yükseklikten aşağıya doğru düşmesi ile su türbin
çarklarını ve buna bağlı olarak jeneratör milini
döndürmesiyle elektrik enerjisi elde edilir. Böylece suyun
mekanik enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülmüş olur.


19. Soru

Elektrik motoru nedir?

Cevap

Elektrik makinesi elektrik enerjisini mekanik
enerjiye dönüştürmek için kullanıldığında elektrik motoru
olarak adlandırılır.


20. Soru

Elektrik motorlarının kullanım alanlarına neler örnek
verilebilir?

Cevap

Elektrik motorunun ürettiği mekanik enerji hava
üfleyen fanda veya taşınacak yüklerin kaldırılmasında
kullanılabilir. Elektrik motorları ayrıca evlerde (mikser,
matkap gibi) ve sanayide kullanılır


21. Soru

Dinamo nasıl bir enerji dönüşümü sağlar?

Cevap

Dinamo mekanik enerjiyi elektrik enerjisine
dönüştürür.


22. Soru

Elektrik motoru nasıl bir enerji dönüşümü yapar?

Cevap

Elektrik motoru elektrik enerjisini mekanik
enerjiye dönüştürür.


23. Soru

Deney düzeneğinde elektrik motoru tarafından
yukarıya çıkarılan yük en üst konumda iken serbest
bırakıldığında, yukarıdan aşağıya doğru düşerken ayağa
hızla çarpmasını veya taşıma ipinin koparak yükün ayağa
çarpmasını önlemek için nasıl bir önlem alınmalıdır?

Cevap

Yükün yerleştirileceği destek çubuğunun en alt
ucundan yaklaşık 5 cm yukarısındaki bir yeri yükü
durdurabilecek kalınlıkta yapıştırıcı bantla sarın veya
destek çubuğunun üst ucundan sert sünger köpüğü
geçirerek en alt konuma yerleştirilir (S:64, Şekil 3.4b).


24. Soru

Ampermetre ve voltmetre devreye nasıl bağlanır?

Cevap

Ampermetre iç direncinin çok küçük olması
sebebiyle devreye seri bağlanır; voltmetre ise iç direncinin
çok büyük olması nedeniyle devreye paralel bağlanır.


25. Soru

Deneyde elektrik motorunun verimini hesaplamak için
ölçülmesi gereken nicelikler nelerdir?

Cevap

İlgili nicelikler şunlardır:
• Gerilim (volt),
• Akım (amper),
• Zaman (saniye),
• Yükseklik (metre).


26. Soru

Deneyde elektrik motorunu devre dışı bırakmak için ne
yapılmalıdır? Motor devre dışı kaldığı zaman nasıl bir
durum gözlemlenir?

Cevap

Yük en üst konumda iken elektrik motorunu
devre dışı bırakmak için anahtarlı devre modülü
üzerindeki anahtarı 2 numaralı konuma çeviriniz. (Bkz.
S:71, Şekil 3.17). Anahtar 2 numaralı konuma geldiğinde
B devresi kapalı bir devre haline gelir (S:75, Şekil 3.22)
ve motor devre dışı olduğundan dolayı serbest kalan yük
yerçekiminin etkisi ile aşağıya doğru düşer. Bu esnada
elektrik motorunun makarasına bağlı olan yük makarayı
döndürür. Böylece elektrik motoru jeneratör gibi davranır
ve başlangıçta yükün sahip olduğu mekanik enerjinin bir
kısmı jeneratörde elektrik enerjisine dönüşür. Jeneratör
bağlı olduğu B devresinden akım geçmesini sağlar.


27. Soru

Deneyde elektrik motorunu çalıştırmak için ne
yapılmalıdır? Motor çalıştığı zaman nasıl bir durum
gözlemlenir?

Cevap

Elektrik motorunu çalıştırmak için anahtarlı
devre modülü üzerinde bulunan anahtarı 1 numaralı (Bkz.
S:71, Şekil 3.17) konuma çeviriniz (S:74, Şekil 3.20).
Anahtar 1 numaralı konuma geldiğinde A devresi kapalı
bir devre haline gelir. Uygulanan voltaj sebebiyle
devreden akım geçer ve elektrik motoru çalışır. Elektrik
motorunun çalışması ile birlikte elektrik enerjisi mekanik
enerjiye dönüşerek elektrik motorunun makarasını
döndürür. Makaranın dönmesiyle birlikte yük yukarıya
doğru çekilir. Yükün en alt konumda iken potansiyel
enerjisini 0 seçersek, en üst konuma çıktığında kazandığı
potansiyel enerji en alt konuma göre mgh değerine sahip
olacaktır.


29. Soru

Bir cismin potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüşmesi nasıl gerçekleşir?

Cevap

Eğer bir cisim belli bir yükseklikten serbest bırakılır ve hava sürtünmesi ihmal edilirse, cisim yere çarptığı anda başlangıçta konumundan dolayı sahip olduğu potansiyel enerjisinin tamamı kinetik enerjiye dönüşür.


30. Soru

Toplam enerjinin korunması ne demektir?

Cevap

Sürtünmeli ortamda mekanik enerji korunmaz ama toplam enerji korunur. Sistemde cis- min sahip olduğu kinetik enerji cismin sürtündüğü yüzeyde ısı enerjisine dönüşür. Açığa çıkan ısı enerjisi cismin kaybettiği kinetik enerjiye eşittir. Yani sistemde toplam enerji korunmuştur. Elektrik enerjisi elektrikli fırında ısıya, akkor lambada ışığa, mutfak robotunda hareket enerjisine dönüşür. Bu dönüşümlerde enerji kaybolmaz ve toplam enerji sabittir.


31. Soru

Enerji nasıl sınıflandırılır?

Cevap

Enerji, üretildiği kaynağa göre mekanik (kinetik ve potansiyel), ısı, ışık, kimyasal ve elektrik enerjisi olarak sınıflandırılır.


32. Soru

Mekanik enerji nedir?

Cevap

Mekanik enerji bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Mekanik enerji kullanılabilir veya depolanabilir bir enerjidir. De- polanan enerji potansiyel enerji olarak adlandırılır ve cisimlerin bir referans düzleminden olan yükseklikleri ile orantılıdır.


33. Soru

Kinetik enerji nedir?

Cevap

Hareket için kullanılan enerji de kinetik enerji olarak adlandırılır. Kinetik enerji cismin hızına ve kütlesine bağlı olarak değişir.


34. Soru

Elektrik enerjisi nedir?

Cevap

Elektrik enerjisi serbest elektronların hareketi ile iş yapan enerjidir. Tüm katılar atomlardan oluşmaktadır. Her bir atom bir veya daha fazla elektron içerir. Serbest elektronlar bir iletkende elektriksel kuvvete maruz kaldıklarında bir yönde hareket ederler ve elektrik akımını meydana getirirler.


35. Soru

Enerjinin korunumu ilkesi nedir?

Cevap

Enerjinin korunumu ilkesine göre enerji yoktan var edilemez, var olan enerji de yok edilemez, ancak bir türden diğer bir türe dönüşür ve toplam enerji miktarı korunur. Eğer bir cisim h yüksekliğinden serbest bırakılırsa, cisim yere göre potansiyel enerjisini kaybederken kinetik enerji kazanmaya başlar. Hava sürtünmesini ihmal edersek, cisim yere çarptığı anda potansiyel enerjisinin tamamı kinetik enerjiye dönüşmüş olur.


36. Soru

Elektrik makinesi hangi tür enerjileri birbirine dönüştürür?

Cevap

Bir elektrik makinesi ya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ya da elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürebilen bir aygıttır. Böyle bir aygıt mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanıldığında jeneratör olarak adlandırılır.


37. Soru

Fizikte iş ne demektir?

Cevap

Fizikte iş kapsamında genellikle; bir cisme yerdeğiştirmesi boyunca uygulanan kuvvetin yapmış olduğu işten söz edilir.


38. Soru

Güç nedir?

Cevap

Birim zamanda yapılan iş miktarı güç olarak adlandırılır. Güç enerjinin bir formundan diğerine dönüştürülme hızı olarak da tanımlanır.


39. Soru

Verim nedir?

Cevap

Verim enerji dönüşümünden sonra kullanılabilir enerjinin bir ölçümüdür. Kullanılabilir kelimesi kullanılan cihazın kullanım amacına bağlıdır. Eğer cihaz bir elektrikli ısıtıcı ise kullanılabilir enerji çıkışı ısıdır ve enerji girişi elektriktir. Bu cihazda elektrik enerjisi ısıya dönüştürülür.


40. Soru

Kullanılabilir enerji miktarı ile verdiğimiz enerji miktarı arasında nasıl bir orantı vardır?

Cevap

Yüzde yüzlük bir dönüşüm ısı, ses, ve çeşitli biçimlerde oluşan ancak amacımız doğrultusunda kullanamadığımız enerjiden dolayı söz konusu değildir. Bu nedenle kullanılabilir enerji miktarı daima verdiğimiz enerji miktarından azdır. Verim sistemden aldığımız enerjinin sisteme giren enerjiye oranı olarak tanımlanır.


41. Soru

Enerjinin SI ölçüm sisteminde birimi nedir?

Cevap

Enerjinin SI ölçüm sisteminde birimi joule (J) veya newton.metre (N.m) dir.


42. Soru

Uluslararası ölçüm sisteminde kütle birimi nedir?

Cevap

Uluslararası ölçüm sisteminde kütle birimi kg (kilogram), uzunluk (yükseklik) birimi m (metre) ve yerçekimi ivmesi birimi m/s2 olduğundan enerji birimi J (joule; jul diye okunur) olarak belirlenir.


43. Soru

Uluslararası ölçüm sisteminde yerçekimi ivmesi birimi nedir?

Cevap

Uluslararası ölçüm sisteminde kütle birimi kg (kilogram), uzunluk (yükseklik) birimi m (metre) ve yerçekimi ivmesi birimi m/s2 olduğundan enerji birimi J (joule; jul diye okunur) olarak belirlenir.


44. Soru

Serbest elektronlar bir iletkende elektriksel kuvvete maruz kaldıklarında ne olur?

Cevap

Elektrik enerjisi serbest elektronların hareketi ile iş yapan enerjidir. Tüm katılar atomlardan oluşmaktadır. Her bir atom bir veya daha fazla elektron içerir. Serbest elektronlar bir iletkende elektriksel kuvvete maruz kaldıklarında bir yönde hareket ederler ve elektrik akımını meydana getirirler.


45. Soru

Deneyde motor destek çubuğuna nasıl sabitlenir?

Cevap

İki yönlü ayarlanabilir sabitleyici kullanarak sağ taraftaki destek çubuğunun üst ucuna makaralı elektrik motorunu sıkıca sabitleyiniz. Elektrik motorunun makarası diğer destek çubuğunun yakınında ve aynı hizada olmalıdır. Elektrik motoru ile sol taraftaki destek çubuğu birbirine temas etmemelidir.


46. Soru

Enerji dönüşümü deney setinin mekanik kısmı hangi unsurlardan oluşur?

Cevap

Enerji dönüşümü deney setinin elektrik devresi güç kaynağı, voltmetre, ampermetre, elektrik motoru, devre anahtarı ve akkor lambadan oluşmaktadır. Bu elektrik devresini kurmak için cihazlarla birlikte devre modülleri kullanılır.


47. Soru

Güç kaynağı elektrik devresine nasıl bağlanır?

Cevap

Kırmızı kablonun bir ucunu güçkaynağı üzerinde bulunan dc bölgedeki (+) işaretli kırmızı çıkış ucuna ve mavi kablonun bir ucunu (-) işaretli çıkış ucuna takınız. Bağlantı kablolarının diğer uçlarını devredeki çift yuvalı devre modülüne Şekil 3.16’daki gibi takınız. Güç kaynağı üzerinde V ile gösterilen bölgede voltaj ayar düğmesi ile çıkış gerilimini 0 V’a ve A ile gösterilen bölgede akım ayar düğmesi ile akım değerini 0 A’ e ayarlayınız. Ampermetre ve voltmetreyi dijital göstergelerinin sol alt tarafında bulunan açma-kapama anahtarı (POWER ON-OFF) ile açınız. Şekil 3.17’de görüldüğü gibi anahtarlı devre modülünde 1 numaralı konum elektrik motorunu çalıştırmak için ve 2 numaralı konum elektrik motorunu devre dışı bırakmak için kulla- nılır. Deneye başlamadan önce anahtarlı devre modülü üzerindeki anahtarın 2 numaralı konumda olduğunu kontrol ediniz. Enerji dönüşümü ile ilgili deneyi yapmak üzere deney seti hazır hale gelmiştir.


Yukarı Git

Sosyal Medya'da Paylaş

Facebook Twitter Google Pinterest Whatsapp Email