Bir öğrenci, bir devredeki ampulün parlaklığını kontrol etmek için ayarlanabilir direnç (reosta) kullanıyor. Öğrenci reostanın sürgüsünü hareket ettirerek ampulün parlaklığını artırıyor. Bu durumda reostanın direnci ve devreden geçen akım nasıl değişmiştir?
A) Reostanın direnci artmış, akım azalmıştır.
B) Reostanın direnci azalmış, akım artmıştır.
C) Reostanın direnci değişmemiş, akım artmıştır.
D) Reostanın direnci artmış, akım değişmemiştir.
Bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşalım:
- 1. Ampulün Parlaklığı ve Akım İlişkisi: Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen elektrik akımı miktarıyla doğru orantılıdır. Yani, ampulün parlaklığı artıyorsa, ampulden ve dolayısıyla tüm devreden geçen elektrik akımı ($I$) artmış demektir.
- 2. Ohm Kanunu ve Toplam Direnç İlişkisi: Elektrik devrelerinde akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişkiyi Ohm Kanunu ile açıklarız. Ohm Kanunu'na göre, bir devreden geçen akım ($I$), devrenin gerilimi ($V$) ile doğru orantılı, devrenin toplam direnci ($R_{toplam}$) ile ters orantılıdır. Bu ilişkiyi $I = \frac{V}{R_{toplam}}$ formülüyle ifade ederiz.
- 3. Devrenin Toplam Direncinin Değişimi: Soruda öğrencinin ampulün parlaklığını artırdığı belirtiliyor. Bu da devreden geçen akımın ($I$) arttığı anlamına gelir. Devrenin gerilimi ($V$, yani pilin veya güç kaynağının gerilimi) sabit olduğuna göre, akımın artması için devrenin toplam direncinin ($R_{toplam}$) azalması gerekir.
- 4. Reostanın Direncinin Değişimi: Devrede ampul ve reosta seri bağlıdır. Seri bağlı devrelerde toplam direnç, elemanların dirençlerinin toplamıdır: $R_{toplam} = R_{ampul} + R_{reosta}$. Ampulün direnci ($R_{ampul}$) sabit bir değerdir. Devrenin toplam direncinin ($R_{toplam}$) azaldığını bildiğimize göre, bu azalmanın sebebi reostanın direncinin ($R_{reosta}$) azalması olmalıdır.
- 5. Sonuç: Ampulün parlaklığı arttığı için devreden geçen akım artmıştır. Akımın artması için devrenin toplam direncinin azalması gerekir. Ampulün direnci sabit olduğundan, toplam direncin azalması için reostanın direncinin azalması gerekir.
Bu durumda, reostanın direnci azalmış ve devreden geçen akım artmıştır.
Cevap B seçeneğidir.
