Seri bağlı özdeş pillerle çalışan bir el fenerinin pillerinden biri çıkarılıp ters takılırsa aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?
A) Fener daha parlak yanarBu soruyu çözmek için, pillerin seri bağlantı prensibini ve bir pilin ters takılmasının devre üzerindeki etkisini adım adım inceleyelim:
Bir el fenerinde piller genellikle seri bağlanır. Seri bağlantıda, pillerin artı (+) kutbu diğer pilin eksi (-) kutbuna bağlanır. Bu şekilde bağlandığında, pillerin voltajları (gerilimleri) toplanır ve toplam gerilim, fenerin ampulüne güç sağlar. Örneğin, her biri $1.5V$ olan iki pil seri ve doğru şekilde bağlandığında, toplam gerilim $1.5V + 1.5V = 3V$ olur. Bu toplam gerilim, ampulden akım geçmesini sağlayarak fenerin yanmasını sağlar.
Eğer seri bağlı özdeş pillerden biri çıkarılıp ters takılırsa, yani artı (+) kutbu diğer pilin artı (+) kutbuna veya eksi (-) kutbu diğer pilin eksi (-) kutbuna gelecek şekilde bağlanırsa, bu pilin gerilimi diğer pillerin toplam gerilimine zıt yönde etki eder. Ters takılan pil, diğer pillerin sağladığı gerilimi azaltmaya çalışır.
Soruda pillerin "özdeş" olduğu belirtilmiştir. Bu, tüm pillerin aynı gerilime ($V$) sahip olduğu anlamına gelir. Eğer el fenerinde iki adet özdeş pil varsa ve bunlardan biri ters takılırsa, bir pilin $V$ gerilimi ile diğer pilin zıt yöndeki $V$ gerilimi birbirini tamamen iptal eder. Bu durumda devredeki net gerilim $V - V = 0V$ olur.
Eğer ikiden fazla özdeş pil olsaydı (örneğin üç pil), ve biri ters takılsaydı, iki pilin gerilimi toplanırken, ters takılan pilin gerilimi bu toplamdan çıkarılırdı. Yani, $V + V - V = V$ olurdu. Bu durumda fener yanar ama normalden daha sönük olurdu. Ancak, "Fener yanmaz" seçeneği, net gerilimin sıfır olduğu durumu ifade eder ki bu, özellikle iki özdeş pilin olduğu durumlarda gerçekleşir ve en yaygın senaryodur.
Devredeki net gerilim sıfır olduğunda, ampulden akım geçmez. Elektrik akımı geçmediği için de ampul ışık vermez ve fener yanmaz.
Bu nedenle, seri bağlı özdeş pillerden biri ters takıldığında, pillerin gerilimleri birbirini iptal eder ve fener yanmaz.
Cevap D seçeneğidir.
