Soru:
Özdeş iki pil ve özdeş iki ampul, aşağıdaki gibi iki farklı devrede kuruluyor:
- Devre A: İnce bir telle kurulu seri devre.
- Devre B: Kalın bir telle kurulu seri devre.
Hangi devredeki ampuller daha parlak yanar? Nedenini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Bu soru, iki farklı devreyi karşılaştırmamızı ve tel kalınlığının sistem performansına etkisini gözlemlememizi istiyor.
- ➡️ Birinci Adım: Her iki devre de seri bağlıdır ve elemanlar (pil ve ampul) özdeştir. Tek fark, devreleri tamamlayan tellerin kalınlığıdır.
- ➡️ İkinci Adım: Tel kalınlığı arttıkça, telin kesit alanı artar ve \( R = \rho \frac{L}{A} \) formülü gereği direnci azalır. Bu nedenle Devre B'deki (kalın tel) toplam direnç, Devre A'dakinden (ince tel) daha düşüktür.
- ➡️ Üçüncü Adım: Pil voltajları aynı olduğu için, devre akımı \( I = V / R \) ile belirlenir. Direnci daha düşük olan Devre B'den daha yüksek bir akım geçer.
- ➡️ Dördüncü Adım: Seri devrede akım her noktada aynı olduğundan, Devre B'deki daha yüksek akım, her iki ampulden de geçer. Bu da her bir ampulün daha fazla güç (\( P = I^2 R \)) harcamasına ve daha parlak yanmasına sebep olur.
✅ Sonuç: Kalın telin kullanıldığı Devre B'deki ampuller daha parlak yanar. Çünkü tel kalınlaştıkça devrenin toplam direnci düşer, akım artar ve bu da ampul parlaklığını artırır.
