Transformatörler Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. Bir laboratuvarda öğrenciler akım makarasının merkezindeki manyetik alanı incelemektedir. Akım makarasının içine bir demir çivi yerleştirildiğinde ataşları çok daha güçlü çektiğini, çivi çıkarılıp yerine plastik çubuk konduğunda ise çekim gücünün neredeyse yok olduğunu gözlemlemişlerdir. Bu deneyden elde edilen verilere göre çıkarılabilecek bilimsel sonuç aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Manyetik alan şiddeti kullanılan çekirdek malzemenin manyetik geçirgenliğine bağlıdır.
   • B) Plastik malzemeler akım makarasının direncini azaltarak akımı artırır.
   • C) Manyetik alan sadece yalıtkan ortamlarda yayılabilir.
   • D) Çivinin boyutu değiştiğinde akımın yönü de kendiliğinden değişir.
   • E) Akım makarası doğru akımla çalışırken çekirdek malzemesine ihtiyaç duymaz.

2. Elektrik iletim hatlarında kullanılan bir transformatörün verimini artırmak amacıyla mühendisler demir çekirdeği tek bir blok yerine ince, yalıtılmış sac levhaların üst üste preslenmesiyle oluştururlar. Bu yapısal tasarımın temel amacı aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Cihazın toplam ağırlığını artırmak
   • B) Bobinlerin birbirine temas ederek kısa devre yapmasını önlemek
   • C) Demir gövdede oluşan girdap akımlarını (Eddy akımları) ve ısı kaybını azaltmak
   • D) Alternatif akımın yönünü sabitlemek
   • E) Giriş geriliminin frekans değerini yükseltmek

3. Otomatik kapı sistemleri, apartman otomatları ve elektrikli zillerde, butona basıldığında devreden akım geçer ve geçici bir çekim gücü oluşarak kilit mekanizması açılır. Düğmeden el çekildiğinde ise sistem eski haline döner. Bu günlük hayat uygulamasında kullanılan ve akım kesildiğinde manyetik gücünü kaybeden yapı aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Kondansatör
   • B) Kalıcı Neodimyum Mıknatıs
   • C) Yarıiletken Diyot
   • D) Elektromıknatıs
   • E) Isıl Direnç

4. Bir evde kullanılan oyun konsolunun adaptörü, şebekeden aldığı 220 V alternatif akımı oyun konsolunun ihtiyaç duyduğu 12 V doğru akıma dönüştürmektedir. Bu adaptörün içinde hem bir transformatör hem de bir doğrultucu devre elemanı bulunur. Buna göre, adaptör içindeki transformatörün tam olarak üstlendiği görev aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Alternatif akımı doğrudan doğru akıma çevirmek
   • B) 220 V alternatif gerilimi 12 V alternatif gerilime düşürmek
   • C) Cihazın güç tüketimini sıfıra indirerek tasarruf sağlamak
   • D) Şebekeden gelen akımın frekansını yükseltmek
   • E) Konsolun aşırı ısınmasını engellemek için akımı kesmek

5. Sanayi tesislerinde yüksek akım gerektiren ark ocaklarında metallerin eritilmesi amacıyla özel transformatör sistemleri kullanılır. Bu transformatörlerin çıkış uçlarındaki gerilim değeri oldukça düşük tutulurken elde edilen akım muazzam seviyededir. Bu sistemlerin çalışma tasarımı hakkında yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

   • A) Giriş sarım sayısı, çıkış sarım sayısından çok daha küçüktür.
   • B) Çıkış gücü, giriş gücünden teorik olarak daha büyüktür.
   • C) Alçaltıcı bir transformatör kullanılarak yüksek akım değerine ulaşılmıştır.
   • D) Sistemde sadece doğru akım kaynakları tercih edilmiştir.
   • E) Akım değeri yükseldikçe sargılardaki direnç kayıpları tamamen sıfırlanmıştır.

6. Bir grup öğrenci kütüphane araştırmasında akım makaralarının merkez eksenindeki manyetik alan şiddetini etkileyen değişkenleri incelemiştir. Topladıkları verileri bir grafik tablosunda özetlemişlerdir. Buna göre, akım makarasının merkezindeki manyetik alanı artırmak için aşağıdakilerden hangisi tek başına yapılabilir?

   • A) Makaradan geçen akım şiddetini artırmak
   • B) Makaranın boyunu (sargı uzunluğunu) artırmak
   • C) Makara içindeki demir çekirdeği çıkarıp yerine tahta koymak
   • D) Makaranın uçlarındaki gerilimi azaltmak
   • E) Makaraya bağlı üretecin kutuplarını sürekli değiştirmek

7. İdeal bir transformatör tasarlayan bir mühendis, primer sarım sayısını sekonder sarım sayısının üç katı olarak ayarlıyor. Sisteme 120 V alternatif gerilim uygulandığında çıkıştan kaç volt gerilim elde edilir?

   • A) 360 V
   • B) 120 V
   • C) 80 V
   • D) 40 V
   • E) 30 V

8. Bir tıp merkezindeki manyetik rezonans (MR) cihazının çalışma prensibini inceleyen araştırma grubu, cihazın içindeki devasa sargılardan yüksek akımlar geçirilerek vücuttaki atomların hizalandığını tespit etmiştir. Bu tıp teknolojisinde kullanılan temel fiziksel bileşen ve onun görevi aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Transformatör - Güçlü doğru akımı alternatif akıma çevirmek
   • B) Elektromıknatıs - Güçlü ve kontrollü manyetik alan oluşturmak
   • C) Kondansatör - Elektrik yüklerini vücutta kalıcı olarak depolamak
   • D) Akım makarası - Hücrelerin sıcaklığını elektromanyetik dalgalarla düşürmek
   • E) Alternatör - Vücut içi elektrik sinyallerini yüksek gerilime taşımak

9. Laboratuvarda bir transformatörün verimini ölçen öğrenciler, çıkıştan aldıkları gücün girişe uyguladıkları güçten her zaman bir miktar az olduğunu kaydetmişlerdir. Öğretmenleri bu durumun enerji korunumu yasasıyla uyumlu olduğunu belirtmiştir. Transformatörlerdeki bu enerji kaybının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Sarımlarda oluşan ısınma ve demir çekirdekteki girdap (eddy) akımları
   • B) Bobinler arasındaki boşluktan dışarı sızan statik yükler
   • C) Giriş bobinindeki alternatif akım frekansının sürekli artması
   • D) Çıkış devresine bağlı yükün büyüklüğünün sıfıra yaklaşması
   • E) Demir çekirdeğin havayla temas ederek oksitlenmesi

10. Elektromıknatısların kullanım alanlarını sunmak üzere bir poster hazırlayan sunum grubu, maglev trenlerinin rayların üzerinde nasıl havada kalabildiğini ve sürtünmesiz bir şekilde yüksek hızlara ulaştığını açıklamaktadır. Maglev tren teknolojisindeki bu durum, elektromıknatısların hangi özelliği ile doğrudan açıklanabilir?

    • A) Elektrik enerjisini doğrudan kimyasal enerjiye dönüştürmesi
    • B) Akım yönünün ve şiddetinin ayarlanarak çekme-itme kuvvetlerinin kontrol edilebilmesi
    • C) Trenin ağırlığını azaltacak hafif metalik yapılar üretmesi
    • D) Sadece kalıcı mıknatıs özelliği göstererek dış enerjiye ihtiyaç duymaması
    • E) Tren raylarının sıcaklığını düşürerek süperiletkenliği engellemesi

11. Bir elektrik mühendisi tasarladığı yeni nesil hızlı şarj adaptöründe %98 verimle çalışan bir transformatör kullanmıştır. Bu transformatör, prizden aldığı 220 V alternatif gerilimi 5 V seviyesine düşürmektedir. Bu dönüştürme işlemi sırasında gerilim düşürülürken cihazın fiziksel özellikleri ve elektriksel niceliklerindeki değişim hakkında hangi yorum kesinlikle doğrudur?

    • A) Gerilim düşerken çıkış akımının etkin değeri giriş akımına göre artmıştır.
    • B) Transformatörün giriş gücü çıkış gücünden daha küçük hale gelmiştir.
    • C) Çıkış bobininin sarım sayısı giriş bobinininkinden daha fazladır.
    • D) Alternatif akımın frekansı çıkış bobininde yarıya düşmüştür.
    • E) Cihaz içindeki ısı enerjisi kaybı tamamen ortadan kaldırılmıştır.

12. Bir transformatörün çalışma prensibini analiz eden Elif, primer (giriş) bobinine bağladığı doğru akım (DA) kaynağının sekonder (çıkış) bobininde sürekli bir indüksiyon akımı oluşturamadığını fark ediyor. Bunun üzerine kaynağı alternatif akım (AA) ile değiştiriyor ve çıkışta sürekli gerilim elde ediyor. Elif'in bu gözlemine göre, transformatörün çıkışında sürekli bir gerilim indüklenmesi için gerekli olan temel koşul aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Çekirdek malzemesinin elektrik iletkenliğinin sıfır olması
    • B) Giriş ve çıkış bobinlerinin sarım sayılarının eşit olması
    • C) Demir çekirdekte sürekli değişen bir manyetik akı üretilmesi
    • D) Bobinlerin etrafındaki hava ortamının neme doygun hale gelmesi
    • E) Giriş devresindeki akım şiddetinin sabit tutulması

13. Bir grup öğrenci, hurdacılarda metal parçaları taşımak için kullanılan büyük vinçlerdeki elektromıknatısların çalışma mekanizmasını incelemektedir. Akım kesildiğinde metallerin anında bırakıldığını, akım verildiğinde ise güçlü bir şekilde tutulduğunu görmüşlerdir. Bu sistemlerde elektromıknatısların tercih edilmesinin ve bu şekilde çalışmasının temel nedeni nedir?

    • A) Demir çekirdeğin kalıcı mıknatıslık özelliğinin çok yüksek olması
    • B) Akım yönü değiştikçe metallerin havada asılı kalma süresinin uzaması
    • C) Alternatif akımın oluşturduğu yüksek elektriksel direnç etkisi
    • D) Elektrik akımı ile manyetik alanın kolayca kontrol edilebilmesi ve sonlandırılabilmesi
    • E) Elektromıknatısların sadece plastik ve ahşap malzemeleri çekebilme yeteneği

14. Elektromıknatıs teknolojisini araştıran bir öğrenci grubu, okul laboratuvarında kurdukları elektromıknatıs düzeneğinde bobinin sarım sayısını iki katına çıkardığında çekilen demir ataş sayısının arttığını gözlemlemiştir. Öğrencilerin bu gözlemlerine dayanarak ulaştıkları aşağıdaki sonuçlardan hangisi bilimsel olarak doğrudur?

    • A) Akım makarasının merkezindeki manyetik alan şiddeti sarım sayısı ile ters orantılıdır.
    • B) Elektromıknatıslar sadece pillerin ürettiği statik elektrik ile çalışabilirler.
    • C) Bobinin sarım sayısının artırılması, merkez ekseninde oluşan manyetik alanı güçlendirir.
    • D) Demir çekirdeğin boyutu arttıkça elektromıknatısın elektriksel direnci düşer.
    • E) Sarım sayısının değişmesi bobinden geçen akım şiddetini doğrudan sıfırlar.

15. Elektrik santrallerinde üretilen yüksek miktardaki elektrik enerjisi, uzak şehirlere taşınırken iletim hatlarındaki ısı kaybını en aza indirmek için transformatörler yardımıyla yüksek gerilime dönüştürülür. Şehre ulaştığında ise evlerde kullanılabilmesi için gerilim seviyesi tekrar güvenli sınırlara indirilir. Bu bilgilere dayanarak, transformatörlerin elektrik şebekelerindeki rolü hakkında hangi değerlendirme yapılabilir?

    • A) İletim hatlarında akım şiddetini düşürerek ısınma kaynaklı enerji kayıplarını engeller.
    • B) Şehir şebekelerinde sadece tek yönlü akım akışını kontrol altına alır.
    • C) Tüketim noktalarındaki toplam elektrik gücünü yapay olarak artırır.
    • D) Enerjiyi depolayarak şebekedeki anlık frekans dalgalanmalarını sönümler.
    • E) Doğru akım kullanan cihazların alternatif akımla çalışmasını sağlar.

16. Elektrikli otomobil şarj istasyonlarının teknik altyapısını araştıran bir grup öğrenci, şebekeden gelen yüksek gerilimin araç bataryasının güvenle şarj olabilmesi için düşürülmesi gerektiğini tespit etmiştir. Bu amaçla istasyonlarda transformatör sistemlerinin kullanıldığını raporlamışlardır. Öğrencilerin topladığı verilere göre, bu şarj istasyonlarındaki transformatörlerin kullanım amacı aşağıdakilerden hangisi ile doğrudan ilişkilidir?

    • A) Elektrik enerjisinin iletim hızını artırmak
    • B) Doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek
    • C) Enerji üretim merkezlerindeki toplam güç miktarını çoğaltmak
    • D) Alternatif gerilim değerini uygun çalışma seviyelerine indirmek
    • E) Bataryanın iç direncini azaltarak şarj süresini kısaltmak

17. Bir fizik öğretmeni, laboratuvarda iki farklı bobin ve bir demir çekirdek kullanarak alternatif gerilimin nasıl dönüştürüldüğünü öğrencilerine göstermektedir. Yapılan bu deneyde, giriş bobinine alternatif gerilim uygulandığında çıkış bobinine bağlı lambanın yandığı, ancak doğru akım uygulandığında lambanın anlık bir parlama dışında sürekli yanmadığı gözlenmiştir. Bu deney sonucuna göre transformatörün çalışması ile ilgili çıkarılabilecek en temel bilimsel yargı aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Demir çekirdek kullanılmadan alternatif gerilim kesinlikle dönüştürülemez.
    • B) Transformatörler sadece zamana göre yönü ve şiddeti değişen akımlarla çalışabilir.
    • C) Giriş bobininin sarım sayısı her zaman çıkış bobininden fazla olmalıdır.
    • D) Doğru gerilim kaynağı kullanıldığında enerji verimliliği en yüksek düzeye ulaşır.
    • E) Transformatörlerin verimi çıkış lambasının gücüne bağlı olarak değişir.
18. 

    Sınıfta transformatörlerin çalışma prensibini incelemek için kurulan bir deney düzeneğinde, demir halka üzerine sarılmış primer (giriş) ve sekonder (çıkış) bobinleri yer alıyor. Primer bobine değişken bir AC voltaj kaynağı, sekonder bobine ise bir lamba bağlanıyor. Lamba ışık verirken demir halkanın ortasından kesilerek iki parçaya ayrılması durumunda lambanın parlaklığında nasıl bir değişim gözlenir ve bunun bilimsel nedeni nedir?

    • A) Demir halka kesilse bile bobinlerin sarım sayıları değişmediği için lambanın parlaklığı tamamen aynı kalır.
    • B) Kesik bölge akımın geçiş hızını yavaşlatacağı için lamba önce çok parlak yanar, ardından yavaşça söner.
    • C) Demir halkadaki boşluk nedeniyle manyetik dolanım yolu (akı) kesintiye uğrar, manyetik direnç artar ve sekondere aktarılan akı değişimi azalacağından lamba sönük yanar veya hiç yanmaz.
    • D) Kesik yüzeylerde biriken statik yükler nedeniyle sekonder sargıdaki gerilim iki katına çıkar ve lamba patlar.
    • E) İki parça arasındaki hava boşluğu elektromanyetik dalgaları daha hızlı ileteceğinden lambanın parlaklığı belirgin şekilde artar.

19. Elektrik santrallerinde üretilen yüksek elektrik enerjisi, uzak şehirlere taşınırken taşıyıcı hatlardaki Joule ısınması (I²·R) kaynaklı enerji kayıplarını en aza indirmek için transformatörler yardımıyla çok yüksek gerilim seviyelerine yükseltilir. Şehir girişlerinde ise bu gerilim evlerimizde güvenle kullanabileceğimiz seviyelere tekrar düşürülür. Bu taşıma ve dağıtım süreciyle ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi transformatörlerin kullanım amacını ve sisteme katkısını en iyi değerlendiren ifadedir?

    • A) Akım şiddetini düşürüp gerilimi artırarak taşıyıcı kablolarda ısıya dönüşen kayıp enerjiyi azaltmak ve iletim verimini artırmak.
    • B) Şebekedeki alternatif akımı doğru akıma dönüştürerek evsel cihazların zarar görmesini engellemek.
    • C) Elektrik enerjisinin iletim hızını ışık hızının üzerine çıkararak uzak mesafelere anında ulaşmasını sağlamak.
    • D) Kablo direncini tamamen sıfırlayarak sistemin süperiletken gibi çalışmasına olanak tanımak.
    • E) Jeneratörlerin ürettiği toplam elektriksel gücü transformatör çıkışında katlayarak artırmak.

20. Bir cep telefonu şarj cihazının içini açan Alper, şehir şebekesinden gelen 220 V alternatif gerilimi telefonun bataryasını doldurmak için 5 V seviyesine indiren bir transformatör ile karşılaşmıştır. Transformatörlerin yalnızca alternatif akım (AC) ile çalıştığını ve doğru akım (DC) devrelerinde neden sürekli bir gerilim dönüşümü sağlayamayacağını arkadaşlarına açıklamak istemektedir. Alper'in arkadaşlarına yapacağı aşağıdaki açıklamalardan hangisi en doğru bilimsel gerekçeyi içerir?

    • A) Doğru akım kaynakları transformatörün primer sargısında aşırı ısınmaya neden olarak sistemi hemen yakar.
    • B) Doğru akım kullanıldığında primer sargı etrafında oluşan manyetik alan sabit kalır ve sekonder sargıda indüksiyon akımı oluşturacak değişken manyetik akı değişimi meydana gelmez.
    • C) Transformatörün yapısındaki demir çekirdek sadece alternatif akımın oluşturduğu yüksek frekanslı elektrostatik kuvvetleri iletecek şekilde tasarlanmıştır.
    • D) Doğru akım uygulandığında primer ve sekonder bobinler arasındaki elektriksel temas kesildiği için akım karşı tarafa doğrudan geçemez.
    • E) Alternatif akım sargılardaki direnci sıfırlayarak enerjinin kayıpsız bir şekilde diğer bobine aktarılmasını sağlar.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.