Ampul parlaklığını etkileyen faktörler (Direnç) Test 2

Voltajı sabit olan bir devrede, direnci 4 ohm olan bir ampulün yerine direnci 2 ohm olan başka bir ampul takılırsa ampulün parlaklığı nasıl değişir?

A) İki kat artar
B) İki kat azalır
C) Dört kat artar
D) Değişmez

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruyu çözmek için elektrik devrelerindeki temel kavramları ve güç formüllerini hatırlamamız gerekiyor. Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın veya harcadığı gücün bir göstergesidir. Daha fazla güç harcayan ampul, daha parlak yanar.

• 1. Ampulün Parlaklığı ve Güç İlişkisi:

  Bir ampulün parlaklığı, o ampulün harcadığı elektrik gücü ($P$) ile doğru orantılıdır. Yani, ampul ne kadar çok güç harcarsa, o kadar parlak yanar.

• 2. Verilen Bilgileri Anlayalım:
  • Devrenin voltajı sabittir. Bu, devredeki gerilimin ($V$) değişmediği anlamına gelir.
  • İlk ampulün direnci $R_1 = 4$ ohm.
  • İkinci ampulün direnci $R_2 = 2$ ohm.
• 3. Güç Formülünü Seçelim:

  Elektrik gücü için birkaç formül vardır:

  • $P = V \cdot I$ (Güç = Voltaj $\times$ Akım)
  • $P = I^2 \cdot R$ (Güç = Akımın Karesi $\times$ Direnç)
  • $P = \frac{V^2}{R}$ (Güç = Voltajın Karesi / Direnç)

  Soruda voltajın ($V$) sabit olduğu ve direncin ($R$) değiştiği belirtildiğinden, en uygun formül $P = \frac{V^2}{R}$ formülüdür. Bu formül, gücü doğrudan sabit voltaj ve değişen dirençle ilişkilendirir.

• 4. İlk Durumdaki Gücü (Parlaklığı) Hesaplayalım:

  İlk ampulün direnci $R_1 = 4$ ohm idi. Voltaj $V$ sabit olduğuna göre, ilk ampulün harcadığı güç ($P_1$):

  $P_1 = \frac{V^2}{R_1} = \frac{V^2}{4}$

• 5. İkinci Durumdaki Gücü (Parlaklığı) Hesaplayalım:

  İkinci ampulün direnci $R_2 = 2$ ohm. Voltaj yine $V$ sabit olduğuna göre, ikinci ampulün harcadığı güç ($P_2$):

  $P_2 = \frac{V^2}{R_2} = \frac{V^2}{2}$

• 6. Güçleri (Parlaklıkları) Karşılaştıralım:

  Şimdi $P_2$'yi $P_1$ ile karşılaştıralım:

  $P_2 = \frac{V^2}{2}$

  $P_1 = \frac{V^2}{4}$

  $P_2 = \frac{V^2}{2} = 2 \cdot \frac{V^2}{4} = 2 \cdot P_1$

  Gördüğümüz gibi, yeni ampulün harcadığı güç ($P_2$), eski ampulün harcadığı gücün ($P_1$) iki katıdır. Güç iki katına çıktığı için ampulün parlaklığı da iki kat artacaktır.

Cevap A seçeneğidir.