Devre analizini X anahtarı açıkken ve kapalıyken ayrı ayrı inceleyelim. Özdeş dirençlerin her birinin direncini \(R\), üretecin gerilimini ise \(V_{kaynak}\) olarak alalım. Üretecin iç direnci önemsenmediği için ideal bir gerilim kaynağıdır.
- X anahtarı açıkken:
- Devrede iki adet \(R\) direnci birbirine paralel bağlıdır. Sol taraftaki direnç anahtar açık olduğu için devreye dahil değildir.
- Voltmetre (V), sağdaki \(R\) direncinin uçları arasına bağlıdır. Bu direnç doğrudan ideal üretece paralel bağlı olduğundan, voltmetrenin gösterdiği değer üretecin gerilimine eşittir: \(V_{gosterge} = V_{kaynak}\).
- Devrenin eşdeğer direnci: \(R_{esdeger,once} = \frac{R \cdot R}{R + R} = \frac{R}{2}\).
- Ampermetre (A), ana koldaki toplam akımı ölçer. Toplam akım: \(I_{toplam,once} = \frac{V_{kaynak}}{R_{esdeger,once}} = \frac{V_{kaynak}}{R/2} = \frac{2V_{kaynak}}{R}\).
- X anahtarı kapatıldığında:
- Sol taraftaki direnç de devreye dahil olur. Artık üç adet \(R\) direnci birbirine paralel bağlıdır.
- Voltmetre (V), hala sağdaki \(R\) direncinin uçları arasına bağlıdır. Bu direnç yine doğrudan ideal üretece paralel bağlı olduğundan, voltmetrenin gösterdiği değer değişmez ve \(V_{gosterge} = V_{kaynak}\) olarak kalır.
- Devrenin yeni eşdeğer direnci: \(\frac{1}{R_{esdeger,sonra}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} + \frac{1}{R} = \frac{3}{R} \Rightarrow R_{esdeger,sonra} = \frac{R}{3}\).
- Ampermetre (A), ana koldaki yeni toplam akımı ölçer. Yeni toplam akım: \(I_{toplam,sonra} = \frac{V_{kaynak}}{R_{esdeger,sonra}} = \frac{V_{kaynak}}{R/3} = \frac{3V_{kaynak}}{R}\).
Şimdi yargıları değerlendirelim:
- I. Ampermetrenin gösterdiği değer artar.
Ampermetrenin gösterdiği değer \(I_{toplam,once} = \frac{2V_{kaynak}}{R}\) iken \(I_{toplam,sonra} = \frac{3V_{kaynak}}{R}\) olmuştur. Bu değer artmıştır. (Doğru)
- II. Voltmetrenin gösterdiği değer azalır.
Voltmetrenin gösterdiği değer \(V_{kaynak}\) idi ve \(V_{kaynak}\) olarak kaldı. Değişmediği için azalmaz. (Yanlış)
- III. Devrenin eşdeğer direnci azalır.
Devrenin eşdeğer direnci \(R_{esdeger,once} = \frac{R}{2}\) iken \(R_{esdeger,sonra} = \frac{R}{3}\) olmuştur. \(\frac{R}{3} < \frac{R}{2}\) olduğundan eşdeğer direnç azalmıştır. (Doğru)
Bu durumda I ve III numaralı yargılar doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.