5. sınıf fen bilimleri 2. dönem 2. yazılı 4. senaryo Test 2

Bir basit elektrik devresinde ampulün parlaklığını artırmak isteyen bir öğrenci, aşağıdaki değişkenlerden hangisini değiştirmelidir?

A) Bağlantı kablosunun malzemesini

B) Devredeki ampul sayısını

C) Ampulün rengini

D) Anahtarın tipini

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımının miktarı ve ampulün direnci ile doğrudan ilişkilidir. Daha basit bir ifadeyle, ampulün harcadığı elektrik gücü ne kadar fazlaysa, o kadar parlak yanar. Elektrik gücü ($P$), akım ($I$) ve voltaj ($V$) ile $P = V \times I$ formülüyle ifade edilir. Ohm Kanunu'na göre ($V = I \times R$), akım arttığında veya ampul üzerindeki voltaj arttığında güç de artar ve ampul daha parlak yanar.

Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Bağlantı kablosunun malzemesini: Bağlantı kablosunun malzemesi, kablonun direncini etkiler. Örneğin, bakır kabloların direnci, demir kablolara göre daha düşüktür. Daha düşük dirençli bir kablo kullanmak, devrenin toplam direncini bir miktar azaltabilir ve akımı hafifçe artırabilir. Ancak, genellikle kabloların direnci ampulün direncine göre çok küçük olduğu için, bu değişiklik ampulün parlaklığında gözle görülür büyük bir artış sağlamaz. Ampulün parlaklığını artırmak için en etkili yöntemlerden biri değildir.
• B) Devredeki ampul sayısını: Bu seçenek, ampulün parlaklığını artırmak için önemli bir değişkendir.
  • Eğer ampuller seri bağlıysa (birbirinin arkasına), devredeki toplam direnç, ampul sayısı arttıkça artar. Toplam direnç arttığında, sabit bir güç kaynağı (pil) için devreden geçen toplam akım azalır ($I = V/R$). Akım azaldığı için her bir ampul daha az güç harcar ve daha sönük yanar. Tam tersine, eğer seri bağlı bir devredeki ampul sayısını azaltırsak, toplam direnç azalır, akım artar ve kalan ampuller daha parlak yanar.
  • Eğer ampuller paralel bağlıysa (birbirine paralel), her bir ampul güç kaynağının tam voltajını alır. Bu durumda, devredeki ampul sayısını değiştirmek, tek bir ampulün parlaklığını (ideal koşullarda) değiştirmez. Ancak, soruda "basit elektrik devresi" ifadesi ve parlaklığı artırma amacı göz önüne alındığında, seri bağlı ampullerin sayısını azaltmak en uygun senaryodur.

  Dolayısıyla, devredeki ampul sayısını (özellikle seri bağlı ampullerin sayısını azaltarak) değiştirmek, ampulün parlaklığını artırabilir.

• C) Ampulün rengini: Ampulün rengi (örneğin, kırmızı, mavi, şeffaf), ampulün yaydığı ışığın dalga boyu ile ilgilidir. Bu, ampulün elektrik akımına karşı gösterdiği direnci veya harcadığı gücü etkilemez. Kırmızı bir ampul, aynı güçte yanan şeffaf bir ampule göre gözümüze farklı parlaklıkta görünebilir, ancak elektriksel olarak harcadığı güç ve dolayısıyla "gerçek" parlaklığı aynıdır. Bu seçenek, elektriksel parlaklığı artırmak için geçerli değildir.
• D) Anahtarın tipini: Anahtarın görevi, devreyi açmak veya kapatmaktır. Anahtarın tipi (örneğin, basmalı, çevirmeli, sürgülü) devrenin elektriksel özelliklerini (direnç, akım) etkilemez. Kapalı konumdayken ideal bir anahtarın direnci sıfırdır. Farklı tipteki anahtarların devrenin toplam direncine etkisi ihmal edilebilir düzeydedir ve ampulün parlaklığını değiştirmek için bir yöntem değildir.

Yukarıdaki açıklamalara göre, ampulün parlaklığını artırmak için en etkili ve doğrudan yöntemlerden biri, devredeki ampul sayısını (özellikle seri bağlı ampullerin sayısını azaltarak) değiştirmektir.

Cevap B seçeneğidir.