Özdeş dört lamba ve bir pil kullanılarak kurulan devrede, lambaların en parlak yanması için nasıl bir bağlantı yapılmalıdır?
A) Tüm lambalar seri bağlanmalıLambaların parlaklığı, üzerlerinden geçen akım şiddetiyle veya üzerlerine düşen gerilimle doğru orantılıdır. Yani bir lambanın daha parlak yanması için, üzerinden daha fazla akım geçmeli veya uçları arasındaki gerilim daha yüksek olmalıdır. Lambalar özdeş olduğu için dirençleri ($R$) aynıdır.
1. Seri Bağlantı Durumunu İnceleyelim:
Dört özdeş lamba seri bağlandığında, devrenin toplam eşdeğer direnci ($R_{eş}$) her bir lambanın direncinin ($R$) toplamı olur: $R_{eş} = R + R + R + R = 4R$. Ohm Kanunu'na göre, devreden geçen toplam akım $I_{toplam} = V_{pil} / R_{eş} = V_{pil} / (4R)$ olur. Seri bağlı devrelerde, tüm elemanlardan aynı akım geçer. Bu nedenle, her bir lambanın üzerinden geçen akım $I_{lamba, seri} = V_{pil} / (4R)$'dir. Her bir lambanın uçları arasındaki gerilim ise $V_{lamba, seri} = I_{lamba, seri} \times R = (V_{pil} / (4R)) \times R = V_{pil} / 4$ olur.
2. Paralel Bağlantı Durumunu İnceleyelim:
Dört özdeş lamba paralel bağlandığında, devrenin toplam eşdeğer direnci ($R_{eş}$) için $1/R_{eş} = 1/R + 1/R + 1/R + 1/R = 4/R$ formülü kullanılır. Buradan $R_{eş} = R/4$ olur. Paralel bağlı devrelerde, her bir lambanın uçları arasındaki gerilim pilin gerilimine ($V_{pil}$) eşittir. Yani $V_{lamba, paralel} = V_{pil}$ olur. Her bir lambanın üzerinden geçen akım ise $I_{lamba, paralel} = V_{lamba, paralel} / R = V_{pil} / R$ olur.
3. Bağlantı Türlerini Karşılaştıralım ve Sonuca Ulaşalım:
Lambaların parlaklığını belirleyen akım ve gerilim değerlerini karşılaştırdığımızda:
Seri bağlantıda her bir lambanın üzerinden geçen akım $I_{lamba, seri} = V_{pil} / (4R)$ iken, paralel bağlantıda $I_{lamba, paralel} = V_{pil} / R$'dir. Görüldüğü gibi paralel bağlantıda her bir lambadan geçen akım, seri bağlantıdakinin 4 katıdır.
Seri bağlantıda her bir lambanın uçları arasındaki gerilim $V_{lamba, seri} = V_{pil} / 4$ iken, paralel bağlantıda $V_{lamba, paralel} = V_{pil}$'dir. Görüldüğü gibi paralel bağlantıda her bir lambanın uçları arasındaki gerilim, seri bağlantıdakinin 4 katıdır.
Hem akım hem de gerilim değerleri paralel bağlantıda daha yüksek olduğu için, lambaların gücü ($P = V \times I$) daha fazla olacak ve dolayısıyla lambalar daha parlak yanacaktır.
Cevap B seçeneğidir.
