Özdeş ampullerle kurulu bir devrede pil sayısı iki katına çıkarılıyor, ampul sayısı ise aynı kalıyor.
Bu değişiklik sonucunda aşağıdakilerden hangisi beklenir?
A) Ampul parlaklığı değişmez
B) Ampul parlaklığı artar
C) Ampul parlaklığı azalır
D) Devrenin toplam direnci artar
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için elektrik devrelerindeki temel kavramları, özellikle de Ohm Kanunu'nu ve ampul parlaklığının neye bağlı olduğunu hatırlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- Devredeki Gerilim (Voltaj) Değişimi: Bir devredeki pil, elektrik enerjisinin kaynağıdır ve devrenin uçları arasında bir potansiyel fark (gerilim veya voltaj) oluşturur. Soruya göre, pil sayısı iki katına çıkarılıyor. Bu durumda, devrenin toplam gerilimi ($V$) de iki katına çıkar. Yani, başlangıçtaki gerilim $V_{ilk}$ ise, yeni gerilim $V_{yeni} = 2 \times V_{ilk}$ olur.
- Devrenin Toplam Direnci Değişimi: Ampuller, elektrik akımına karşı bir direnç gösteren elemanlardır. Soru, "özdeş ampullerle kurulu bir devrede ampul sayısı aynı kalıyor" diyor. Ampullerin direnci sabittir ve sayıları değişmediği için devrenin toplam direnci ($R_{toplam}$) de değişmez. (D seçeneği bu yüzden yanlıştır.)
- Devredeki Akım Değişimi: Şimdi Ohm Kanunu'nu hatırlayalım: Akım = Gerilim / Direnç veya $I = V / R$.
- Başlangıçta: $I_{ilk} = V_{ilk} / R_{toplam}$
- Değişiklik Sonrası: $I_{yeni} = V_{yeni} / R_{toplam}$
Yukarıdaki değişiklikleri yerine koyarsak: $I_{yeni} = (2 \times V_{ilk}) / R_{toplam} = 2 \times (V_{ilk} / R_{toplam})$.
Bu durumda, $I_{yeni} = 2 \times I_{ilk}$ olur. Yani, devredeki toplam akım iki katına çıkar.
- Ampul Parlaklığı ve Güç İlişkisi: Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akıma ve ampulün direncine bağlı olarak harcadığı elektrik gücüyle ($P$) doğru orantılıdır. Güç formüllerinden biri $P = I^2 \times R_{ampul}$ şeklindedir. Burada $R_{ampul}$ tek bir ampulün direncidir ve sabittir.
- Akım iki katına çıktığı için ($I_{yeni} = 2 \times I_{ilk}$), ampulün harcadığı güç: $P_{yeni} = (I_{yeni})^2 \times R_{ampul} = (2 \times I_{ilk})^2 \times R_{ampul} = 4 \times (I_{ilk})^2 \times R_{ampul} = 4 \times P_{ilk}$.
Gördüğümüz gibi, ampulün harcadığı güç dört katına çıkar.
- Sonuç: Ampulün harcadığı güç arttığı için parlaklığı da artacaktır.
Bu analizlere göre, pil sayısı iki katına çıkarıldığında ve ampul sayısı aynı kaldığında, devreden geçen akım artar ve dolayısıyla ampullerin parlaklığı da artar.
Cevap B seçeneğidir.
