Özdeş iki ampul, aynı pile hem seri hem de paralel olarak ayrı ayrı bağlanmıştır. Hangi durumda ampuller daha parlak yanar ve bunun nedeni nedir?
A) Seri bağlandığında; çünkü devredeki toplam direnç daha fazladır.
B) Paralel bağlandığında; çünkü her ampul pilin tüm gerilimini alır.
C) Her iki durumda da parlaklık aynıdır; çünkü ampuller özdeştir.
D) Seri bağlandığında; çünkü akım tüm ampullerden eşit geçer.
Ampullerin parlaklığı, üzerlerinde harcadıkları elektrik gücüyle doğru orantılıdır. Bir ampul ne kadar çok elektrik gücü harcarsa, o kadar parlak yanar. Elektrik gücü ($P$) aşağıdaki formüllerle hesaplanabilir:
- $P = V \cdot I$ (Güç = Gerilim $\cdot$ Akım)
- $P = I^2 \cdot R$ (Güç = Akımın karesi $\cdot$ Direnç)
- $P = \frac{V^2}{R}$ (Güç = Gerilimin karesi / Direnç)
Burada $V$ ampul üzerindeki gerilim (voltaj), $I$ ampulden geçen akım ve $R$ ampulün direncidir. Ampuller özdeş olduğu için dirençleri ($R$) her iki durumda da aynıdır.
-
1. Seri Bağlantı Durumu:
- İki özdeş ampul seri bağlandığında, devrenin toplam direnci artar. Her bir ampulün direnci $R$ ise, toplam direnç $R_{toplam, seri} = R + R = 2R$ olur.
- Seri bağlantıda, pilin sağladığı gerilim ($V_{pil}$) ampuller arasında paylaşılır. Özdeş iki ampul olduğu için, pilin gerilimi eşit olarak ikiye bölünür. Yani, her bir ampul üzerine düşen gerilim $V_{ampul, seri} = \frac{V_{pil}}{2}$ olur.
- Her bir ampulün harcadığı güç (parlaklık) $P_{seri} = \frac{V_{ampul, seri}^2}{R}$ formülüyle hesaplanır. Bu durumda $P_{seri} = \frac{(\frac{V_{pil}}{2})^2}{R} = \frac{\frac{V_{pil}^2}{4}}{R} = \frac{V_{pil}^2}{4R}$ olur.
-
2. Paralel Bağlantı Durumu:
- İki özdeş ampul paralel bağlandığında, her bir ampul pilin uçlarına doğrudan bağlıdır. Bu, paralel bağlantının en önemli özelliğidir.
- Bu nedenle, her bir ampul pilin sağladığı tüm gerilimi ($V_{pil}$) doğrudan alır. Yani, her bir ampul üzerindeki gerilim $V_{ampul, paralel} = V_{pil}$ olur.
- Her bir ampulün harcadığı güç (parlaklık) $P_{paralel} = \frac{V_{ampul, paralel}^2}{R}$ formülüyle hesaplanır. Bu durumda $P_{paralel} = \frac{V_{pil}^2}{R}$ olur.
-
3. Parlaklık Karşılaştırması:
- Seri bağlı her bir ampulün gücü $P_{seri} = \frac{V_{pil}^2}{4R}$ iken, paralel bağlı her bir ampulün gücü $P_{paralel} = \frac{V_{pil}^2}{R}$'dir.
- Görüldüğü gibi, $P_{paralel}$ değeri $P_{seri}$ değerinin 4 katıdır. Yani, paralel bağlı ampuller seri bağlı ampullere göre çok daha parlak yanar.
-
4. Neden:
- Paralel bağlantıda her bir ampul, pilin sağladığı tüm gerilimi doğrudan alır. Bu, ampulün üzerinde daha fazla güç harcamasına ve dolayısıyla daha parlak yanmasına neden olur. Seri bağlantıda ise pilin gerilimi ampuller arasında paylaşıldığı için her bir ampul daha düşük gerilimle çalışır ve daha az güç harcar.
Bu açıklamalara göre, ampuller paralel bağlandığında daha parlak yanar çünkü her ampul pilin tüm gerilimini alır.
Cevap B seçeneğidir.
