Bir öğrenci, basit bir elektrik devresinde ampulün parlaklığını artırmak istiyor. Aşağıdaki işlemlerden hangisini yaparsa ampulün parlaklığı artar?
A) Devreye yeni bir ampul eklemek.
B) Pil sayısını artırmak.
C) Bağlantı kablosunun uzunluğunu artırmak.
D) Bağlantı kablosunun kalınlığını azaltmak.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bir elektrik devresinde ampulün parlaklığını artırmak, aslında ampulden geçen elektrik akımının şiddetini veya ampulün uçları arasındaki gerilimi artırmak demektir. Ampulün parlaklığı, harcadığı güçle doğru orantılıdır. Güç ise akım ve gerilimle ilişkilidir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Devreye yeni bir ampul eklemek: Eğer devreye seri (arka arkaya) yeni bir ampul eklerseniz, devrenin toplam direnci artar. Ohm Kanunu'na göre ($V = I \cdot R$), gerilim ($V$) sabitken direnç ($R$) artarsa, devreden geçen akım ($I$) azalır. Akım azaldığı için her bir ampulün parlaklığı da azalır. Eğer paralel (yan yana) eklerseniz, her ampul aynı gerilimi alır ancak pilin toplam akım çekişi artar ve pil daha çabuk biter. Tek bir ampulün parlaklığı artmaz, hatta pilin iç direnci nedeniyle biraz azalabilir.
- B) Pil sayısını artırmak: Pilleri seri bağlayarak pil sayısını artırmak, devrenin toplam gerilimini ($V$) artırır. Ampulün direnci sabit kaldığı için, gerilim ($V$) arttığında devreden geçen akım ($I$) da artar ($I = V/R$). Daha fazla akım, ampulün daha parlak yanmasını sağlar. Bu, ampulün parlaklığını artırmanın en etkili yollarından biridir.
- C) Bağlantı kablosunun uzunluğunu artırmak: Bir kablonun direnci, uzunluğuyla doğru orantılıdır. Yani, kablo uzadıkça direnci artar. Devrenin toplam direnci (ampulün direnci + kabloların direnci) artacağı için, devreden geçen akım ($I$) azalır ($I = V/R$). Akım azaldığında ampulün parlaklığı da azalır.
- D) Bağlantı kablosunun kalınlığını azaltmak: Bir kablonun direnci, kesit alanı (kalınlığı) ile ters orantılıdır. Yani, kablo inceldikçe (kalınlığı azaldıkça) direnci artar. Tıpkı C seçeneğinde olduğu gibi, devrenin toplam direnci artacağı için devreden geçen akım ($I$) azalır ($I = V/R$). Akım azaldığında ampulün parlaklığı da azalır.
Yukarıdaki açıklamalara göre, ampulün parlaklığını artırmanın yolu, devreden geçen akımı veya ampul üzerindeki gerilimi artırmaktır. Pil sayısını artırmak, devrenin toplam gerilimini artırarak bu amaca hizmet eder.
Cevap B seçeneğidir.
