Özdeş piller ve özdeş bağlantı kabloları kullanılarak kurulan aşağıdaki devrelerden hangisinde ampul en parlak yanar?
A) Bir pil ve bir ampulden oluşan devre.
B) İki pil ve iki ampulden oluşan devre.
C) Bir pil ve iki ampulden oluşan devre.
D) İki pil ve bir ampulden oluşan devre.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımının miktarıyla doğrudan ilişkilidir. Akım ne kadar fazlaysa, ampul o kadar parlak yanar. Elektrik akımını belirleyen temel faktörler ise devredeki toplam voltaj (gerilim) ve toplam dirençtir. Bu ilişkiyi Ohm Kanunu ile ifade ederiz: $I = V/R$ (Akım = Voltaj / Direnç).
Şimdi her bir seçeneği bu prensiplere göre inceleyelim:
- Özdeş piller ve özdeş ampuller ne anlama gelir?
- Her bir pilin voltajı aynıdır (örneğin $V$ diyelim).
- Her bir ampulün direnci aynıdır (örneğin $R$ diyelim).
- Bağlantı kablolarının direnci ihmal edilebilir.
- Birden fazla pil kullanıldığında, genellikle voltajı artırmak için seri bağlanırlar.
- Birden fazla ampul kullanıldığında, genellikle devrenin toplam direncini artırmak için seri bağlanırlar.
- A) Bir pil ve bir ampulden oluşan devre:
- Toplam voltaj: $V_{toplam} = V$
- Toplam direnç: $R_{toplam} = R$
- Ampulden geçen akım: $I_A = V/R$
- B) İki pil ve iki ampulden oluşan devre:
- İki pil seri bağlandığında toplam voltaj: $V_{toplam} = V + V = 2V$
- İki ampul seri bağlandığında toplam direnç: $R_{toplam} = R + R = 2R$
- Ampullerden geçen akım: $I_B = (2V) / (2R) = V/R$. Bu durumda ampuller A seçeneğindeki ampulle aynı parlaklıkta yanar.
- C) Bir pil ve iki ampulden oluşan devre:
- Toplam voltaj: $V_{toplam} = V$
- İki ampul seri bağlandığında toplam direnç: $R_{toplam} = R + R = 2R$
- Ampullerden geçen akım: $I_C = V / (2R) = (1/2) \times (V/R)$. Bu durumda ampuller A seçeneğindeki ampulden daha sönük yanar.
- D) İki pil ve bir ampulden oluşan devre:
- İki pil seri bağlandığında toplam voltaj: $V_{toplam} = V + V = 2V$
- Toplam direnç: $R_{toplam} = R$
- Ampulden geçen akım: $I_D = (2V) / R = 2 \times (V/R)$. Bu durumda ampul A seçeneğindeki ampulden iki kat daha parlak yanar.
Karşılaştırdığımızda, D seçeneğindeki ampulden geçen akım ($2V/R$) diğer seçeneklerdeki akımlardan daha fazladır. Daha fazla akım, daha parlak bir ampul demektir.
Cevap D seçeneğidir.
