Bir öğrenci, içinde bir pil, bir anahtar, bir ampul ve bir reosta (ayarlanabilir direnç) bulunan bir elektrik devresi kuruyor. Öğrenci, reostanın sürgüsünü belirli bir yöne hareket ettirdiğinde ampulün parlaklığının azaldığını fark ediyor.
Bu gözlemden yola çıkarak, öğrenci reosta ile ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisini yapabilir?
A) Reostanın sürgüsü, devredeki toplam direnci azaltan yöne hareket ettirilmiştir.
B) Reostanın sürgüsü, devredeki toplam direnci artıran yöne hareket ettirilmiştir.
C) Reosta, devreden geçen akım şiddetini artırmıştır.
D) Reostanın sürgüsünün hareketi, ampulün parlaklığını hiçbir şekilde etkilemez.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için elektrik devrelerindeki temel prensipleri ve Ohm Kanunu'nu hatırlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- Gözlemi Anlayalım: Öğrenci, reostanın sürgüsünü hareket ettirdiğinde ampulün parlaklığının azaldığını fark ediyor.
- Ampul Parlaklığı ve Akım İlişkisi: Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımının şiddetiyle doğru orantılıdır. Yani, ampulün parlaklığı azalıyorsa, üzerinden geçen elektrik akımı şiddeti de azalmıştır.
- Ohm Kanunu'nu Hatırlayalım: Ohm Kanunu'na göre, bir devreden geçen akım şiddeti ($I$), devrenin toplam gerilimi ($V$) ile doğru orantılı, toplam direnci ($R$) ile ters orantılıdır. Bu ilişkiyi $I = \frac{V}{R}$ formülüyle ifade ederiz.
- Devredeki Değişimi Belirleyelim:
- Pil (güç kaynağı) aynı kaldığı için devrenin toplam gerilimi ($V$) sabittir.
- Ampulün parlaklığı azaldığına göre, devreden geçen akım şiddeti ($I$) azalmıştır.
- Ohm Kanunu'na göre ($I = \frac{V}{R}$), eğer $V$ sabitken $I$ azalıyorsa, devrenin toplam direnci ($R$) artmış olmalıdır.
- Reostanın Rolü: Reosta, devredeki direnci değiştirmek için kullanılan ayarlanabilir bir dirençtir. Devrenin toplam direnci arttığına göre, reostanın sürgüsü, devrenin toplam direncini artıran yöne hareket ettirilmiştir.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Reostanın sürgüsü, devredeki toplam direnci azaltan yöne hareket ettirilmiştir. Bu seçenek yanlıştır, çünkü direnç azalsaydı akım artar ve ampul daha parlak yanardı.
- B) Reostanın sürgüsü, devredeki toplam direnci artıran yöne hareket ettirilmiştir. Bu seçenek doğrudur, çünkü direnç artarsa akım azalır ve ampulün parlaklığı azalır.
- C) Reosta, devreden geçen akım şiddetini artırmıştır. Bu seçenek yanlıştır, çünkü ampulün parlaklığı azaldığına göre akım şiddeti azalmıştır.
- D) Reostanın sürgüsünün hareketi, ampulün parlaklığını hiçbir şekilde etkilemez. Bu seçenek yanlıştır, çünkü gözlem ampulün parlaklığının azaldığını açıkça göstermektedir.
Cevap B seçeneğidir.
