6. sınıf Fen Bilimleri ampul parlaklığı deneyi ve sonuçları Test 2

Özdeş ampuller ve pillerle kurulu bir devrede, ampul parlaklığının $P = \frac{V^2}{R}$ formülüyle hesaplandığı bilinmektedir. Buna göre, aynı ampulü kullanarak parlaklığı 4 katına çıkarmak için ne yapılmalıdır?

A) Gerilimi 2 katına çıkarmak
B) Direnci 2 katına çıkarmak
C) Gerilimi yarıya indirmek
D) Direnci 4 katına çıkarmak

Bu soruda, bir ampulün parlaklığının nasıl değiştirileceğini anlamak için verilen formülü ve temel elektrik prensiplerini kullanacağız. Ampul parlaklığı, devrede harcanan güç ile doğru orantılıdır ve bu güç $P = \frac{V^2}{R}$ formülüyle hesaplanır.

• Verilen Formülü Anlayalım:

  Ampul parlaklığı ($P$), gerilim ($V$) ve direnç ($R$) arasındaki ilişkiyi gösteren formül $P = \frac{V^2}{R}$ şeklindedir.

  • $P$: Ampulün parlaklığı (gücü).
  • $V$: Ampul üzerindeki gerilim (voltaj).
  • $R$: Ampulün direnci.
• "Aynı Ampul" Ne Anlama Geliyor?

  Soruda "aynı ampulü kullanarak" ifadesi, ampulün fiziksel özelliklerinin değişmediği anlamına gelir. Bu da ampulün direncinin ($R$) sabit kaldığı demektir. Yani, $R$ değeri değişmeyecektir.

• Başlangıç Durumu:

  Ampulün başlangıçtaki parlaklığına $P_{eski}$ diyelim. Bu durumda, başlangıçtaki gerilim $V_{eski}$ ise formülümüz:

  $P_{eski} = \frac{V_{eski}^2}{R}$

• İstenen Durum:

  Ampulün parlaklığını 4 katına çıkarmak istiyoruz. Yani yeni parlaklık $P_{yeni} = 4 \times P_{eski}$ olmalı. Yeni gerilime $V_{yeni}$ dersek, formülümüz:

  $P_{yeni} = \frac{V_{yeni}^2}{R}$

• Hesaplama Yapalım:

  Şimdi $P_{yeni}$ ifadesini $4 \times P_{eski}$ ile değiştirelim ve her iki tarafı birbirine eşitleyelim:

  $\frac{V_{yeni}^2}{R} = 4 \times \frac{V_{eski}^2}{R}$

  Eşitliğin her iki tarafında da $R$ (direnç) olduğu için ve $R$ sabit olduğu için sadeleştirebiliriz:

  $V_{yeni}^2 = 4 \times V_{eski}^2$

  Şimdi her iki tarafın karekökünü alarak $V_{yeni}$ ile $V_{eski}$ arasındaki ilişkiyi bulalım:

  $\sqrt{V_{yeni}^2} = \sqrt{4 \times V_{eski}^2}$

  $V_{yeni} = 2 \times V_{eski}$

• Sonucu Yorumlayalım:

  Bu sonuç bize, ampulün parlaklığını 4 katına çıkarmak için ampul üzerindeki gerilimi (voltajı) 2 katına çıkarmamız gerektiğini gösterir.

• Seçenekleri Değerlendirelim:
  • A) Gerilimi 2 katına çıkarmak: Bizim bulduğumuz sonuçla aynıdır.
  • B) Direnci 2 katına çıkarmak: Direnç artarsa parlaklık azalır ($P$ ile $R$ ters orantılıdır).
  • C) Gerilimi yarıya indirmek: Gerilim yarıya inerse parlaklık $P = \frac{(V/2)^2}{R} = \frac{V^2/4}{R} = \frac{1}{4} \times \frac{V^2}{R}$ olacağından 4 kat azalır.
  • D) Direnci 4 katına çıkarmak: Direnç artarsa parlaklık azalır. Direnç 4 katına çıkarsa parlaklık 4 kat azalır.

Bu durumda, doğru seçenek A'dır.

Cevap A seçeneğidir.