6. sınıf fen bilimleri 2. dönem 2. yazılı 3. senaryo meb Test 1

Bir öğrenci, elindeki özdeş piller, özdeş ampuller ve bağlantı kablolarını kullanarak aşağıdaki devreleri kuruyor:

• Devre K: 1 pil, 1 ampul
• Devre L: 1 pil, 2 ampul (seri bağlı)
• Devre M: 1 pil, 3 ampul (seri bağlı)

Bu devrelerdeki ampullerin parlaklıkları karşılaştırıldığında doğru sıralama aşağıdakilerden hangisidir?

A) K > L > M

B) M > L > K

C) K = L = M

D) L > K > M

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, elektrik devrelerindeki ampullerin parlaklıklarını karşılaştırmamız isteniyor. Ampullerin parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımı miktarıyla doğrudan ilişkilidir. Ampuller özdeş olduğu için dirençleri aynıdır. Bu durumda, bir ampulden ne kadar çok akım geçerse, o ampul o kadar parlak yanar.

• Temel Prensip: Ohm Kanunu

  Bir devredeki akım ($I$), pilin gerilimi ($V$) ile doğru orantılı, devrenin toplam eşdeğer direnci ($R_{eş}$) ile ters orantılıdır. Bu ilişkiyi $I = V / R_{eş}$ şeklinde ifade ederiz.

• Seri Bağlı Ampuller:

  Ampuller seri bağlandığında, devrenin toplam eşdeğer direnci artar. Çünkü seri bağlı dirençlerin eşdeğer direnci, her bir direncin toplamına eşittir.

• Devre K Analizi:
  • Devre K'de 1 pil ve 1 ampul bulunmaktadır.
  • Pil gerilimine $V$, ampulün direncine $R$ diyelim.
  • Bu devrenin eşdeğer direnci $R_{eş,K} = R$ olur.
  • Devreden geçen akım $I_K = V / R$ olur. Bu akım, ampulden geçen akımdır.
• Devre L Analizi:
  • Devre L'de 1 pil ve 2 ampul seri bağlıdır.
  • Pil gerilimi yine $V$, her bir ampulün direnci $R$'dir.
  • Seri bağlı 2 ampulün eşdeğer direnci $R_{eş,L} = R + R = 2R$ olur.
  • Devreden geçen akım $I_L = V / (2R)$ olur. Bu akım, her iki ampulden de geçen akımdır.
• Devre M Analizi:
  • Devre M'de 1 pil ve 3 ampul seri bağlıdır.
  • Pil gerilimi $V$, her bir ampulün direnci $R$'dir.
  • Seri bağlı 3 ampulün eşdeğer direnci $R_{eş,M} = R + R + R = 3R$ olur.
  • Devreden geçen akım $I_M = V / (3R)$ olur. Bu akım, her üç ampulden de geçen akımdır.
• Akımların Karşılaştırılması:

  Şimdi bulduğumuz akım değerlerini karşılaştıralım:

  • $I_K = V / R$
  • $I_L = V / (2R)$
  • $I_M = V / (3R)$

  Görüldüğü gibi, payda büyüdükçe kesrin değeri küçülür. Bu durumda akımlar arasındaki ilişki:

  $I_K > I_L > I_M$ şeklindedir.

• Parlaklıkların Karşılaştırılması:

  Ampul parlaklığı, üzerinden geçen akım ile doğru orantılı olduğundan, akımı en büyük olan ampul en parlak yanacaktır. Bu durumda parlaklık sıralaması da akım sıralamasıyla aynı olacaktır:

  Devre K'deki ampulün parlaklığı > Devre L'deki ampullerin parlaklığı > Devre M'deki ampullerin parlaklığı.

  Yani, $K > L > M$ olur.

Cevap A seçeneğidir.