Bir öğrenci, basit bir elektrik devresinde ampulün parlaklığını artırmak istiyor. Bunun için aşağıdaki değişikliklerden hangisini yaparsa ampulün daha parlak yanmasını sağlayabilir?
A) Devreye daha az pil bağlamak
B) Devreye daha fazla ampul bağlamak
C) Devreye yeni ve dolu bir pil eklemek
D) Bağlantı kablolarını uzatmak
Merhaba sevgili öğrenciler! Bir elektrik devresinde ampulün parlaklığını artırmak, aslında ampulden geçen elektrik akımının miktarını artırmak anlamına gelir. Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akım miktarı ve uygulanan gerilim (voltaj) ile doğrudan ilişkilidir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Devreye daha az pil bağlamak: Piller, elektrik devresine gerilim (voltaj) sağlayan kaynaklardır. Daha az pil bağlamak, devrenin toplam gerilimini azaltır. Ohm Kanunu'na göre ($I = V/R$), gerilim ($V$) azaldığında, devreden geçen akım ($I$) da azalır (ampulün direnci $R$ sabit kalırsa). Daha az akım, ampulün daha sönük yanmasına neden olur. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
- B) Devreye daha fazla ampul bağlamak: Bir devreye seri olarak daha fazla ampul bağlamak, devrenin toplam direncini artırır. Toplam direnç arttığında, devreden geçen akım ($I = V/R$) azalır. Bu durumda, her bir ampulden geçen akım azalacağı için ampuller daha sönük yanar. Eğer ampuller paralel bağlanırsa, her bir ampul aynı gerilimi alsa da, pilin ömrü kısalır ve pilin iç direnci nedeniyle toplam akım artacağından gerilim düşümü yaşanabilir, bu da ampullerin parlaklığını artırmaz, hatta azaltabilir. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
- C) Devreye yeni ve dolu bir pil eklemek: Yeni ve dolu bir pil eklemek (mevcut pile seri olarak eklemek veya daha güçlü bir pil kullanmak), devrenin toplam gerilimini (voltajını) artırır. Gerilim arttığında, ampulün direnci sabit kaldığı sürece, devreden geçen akım ($I = V/R$) artar. Daha fazla akım, ampulün daha parlak yanmasını sağlar. Bu nedenle bu seçenek doğrudur.
- D) Bağlantı kablolarını uzatmak: Bağlantı kablolarının da çok küçük de olsa bir direnci vardır. Kabloları uzatmak, devrenin toplam direncini çok az da olsa artırır. Direnç arttığında, devreden geçen akım ($I = V/R$) azalır. Bu durum, ampulün daha sönük yanmasına neden olur veya parlaklıkta fark edilemeyecek kadar küçük bir azalmaya yol açar. Kesinlikle parlaklığı artırmaz. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
Ampulün parlaklığını artırmak için devreden geçen elektrik akımını artırmamız gerekir. Bunu sağlamanın en etkili yollarından biri, devreye daha fazla enerji sağlayan, yani daha yüksek gerilim (voltaj) veren bir kaynak eklemektir.
Cevap C seçeneğidir.
