Bir öğrenci, el fenerinin ampulünün parlaklığını artırmak istiyor. Bunun için aşağıdaki değişikliklerden hangisini yapması en uygun olur?
A) El fenerine daha uzun kablo takmak.
B) El fenerine daha fazla pil eklemek.
C) El fenerinin ampulünü çıkarmak.
D) El fenerinin pilini daha ince bir pille değiştirmek.
Bir el fenerinin ampulünün parlaklığını artırmak için elektrik devresindeki güç miktarını artırmamız gerekir. Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akım miktarı ve uygulanan voltaj ile doğrudan ilişkilidir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) El fenerine daha uzun kablo takmak: Kabloların belirli bir direnci vardır. Daha uzun kablo, devrenin toplam direncini artırır. Ohm Yasası'na göre ($I = V/R$), voltaj ($V$) sabitken direnç ($R$) artarsa, devreden geçen akım ($I$) azalır. Akım azaldığında ampulün parlaklığı da azalır. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
- B) El fenerine daha fazla pil eklemek: Piller, elektrik devresine voltaj (gerilim) sağlar. Pilleri seri olarak (birinin artısını diğerinin eksisine bağlayarak) eklediğimizde, devrenin toplam voltajı artar. Voltaj arttığında ve ampulün direnci sabit kaldığında, Ohm Yasası'na göre ($I = V/R$) devreden geçen akım ($I$) artar. Ampulün gücü ($P = VI$ veya $P = I^2R$) artacağı için ampul daha parlak yanar. Bu, parlaklığı artırmak için en etkili yollardan biridir.
- C) El fenerinin ampulünü çıkarmak: Ampulü çıkarmak, ışık kaynağını tamamen ortadan kaldırmak demektir. Bu durumda el feneri hiç ışık vermez. Bu seçenek yanlıştır.
- D) El fenerinin pilini daha ince bir pille değiştirmek: Pilin fiziksel boyutu (inceliği veya kalınlığı) genellikle pilin kapasitesiyle (ne kadar süre enerji sağlayabileceğiyle) ilgilidir, doğrudan voltajıyla değil. Eğer daha ince bir pil aynı voltajı sağlıyorsa parlaklık değişmez. Ancak genellikle daha ince pillerin kapasitesi daha düşük olur. Eğer daha ince pil aynı zamanda daha düşük voltajlı bir pilse, parlaklık azalır. Bu nedenle bu seçenek parlaklığı artırmak için uygun değildir.
Yukarıdaki açıklamalara göre, ampulün parlaklığını artırmanın en uygun yolu, devredeki voltajı artırmaktır. Bu da daha fazla pil ekleyerek sağlanır.
Cevap B seçeneğidir.
