Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim.
- Devre Analizi:
- K Devresi:
- K devresinde iki ampul paralel bağlıdır. Bu paralel bağlı ampuller, üçüncü bir ampul ile seri bağlıdır.
- Paralel bağlı iki ampulün eşdeğer direnci: $R_{par} = \frac{R \times R}{R + R} = \frac{R^2}{2R} = \frac{R}{2}$.
- K devresinin toplam eşdeğer direnci: $R_K = R + R_{par} = R + \frac{R}{2} = \frac{3R}{2}$.
- K devresinden çekilen toplam akım: $I_K = \frac{V}{R_K} = \frac{V}{3R/2} = \frac{2V}{3R}$.
- Seri bağlı ampulden geçen akım $I_K = \frac{2V}{3R}$'dir.
- Paralel bağlı ampullerden her birinden geçen akım: $I_{K,par} = \frac{I_K}{2} = \frac{1}{2} \times \frac{2V}{3R} = \frac{V}{3R}$.
- Ampul parlaklığı, üzerinden geçen akımın karesiyle doğru orantılıdır ($P = I^2R$).
- L Devresi:
- L devresinde üç ampul seri bağlıdır.
- L devresinin toplam eşdeğer direnci: $R_L = R + R + R = 3R$.
- L devresinden çekilen toplam akım: $I_L = \frac{V}{R_L} = \frac{V}{3R}$.
- Seri bağlı olduğu için L devresindeki her bir ampulden geçen akım $I_L = \frac{V}{3R}$'dir.
- Öncüllerin Değerlendirilmesi:
- I. K devresindeki ampuller L devresindeki ampullerden daha parlak yanar.
- K devresindeki seri ampulden geçen akım: $I_K = \frac{2V}{3R}$.
- K devresindeki paralel ampullerden geçen akım: $I_{K,par} = \frac{V}{3R}$.
- L devresindeki ampullerden geçen akım: $I_L = \frac{V}{3R}$.
- Görüldüğü üzere, K devresindeki seri ampulden geçen akım ($2V/3R$), L devresindeki ampullerden geçen akımdan ($V/3R$) daha büyüktür. Bu nedenle K devresindeki seri ampul, L devresindeki ampullerden daha parlak yanar. (K devresindeki diğer iki ampul L devresindeki ampullerle aynı parlaklıkta yanar.) Dolayısıyla, "K devresindeki ampuller" ifadesi genel olarak veya en azından bir ampulün daha parlak yandığını ima ettiğinden bu ifade doğrudur.
- II. K ve L devrelerindeki ampuller aynı parlaklıkta yanar.
- Yukarıdaki analizden de görüldüğü gibi, K devresindeki seri ampul L devresindeki ampullerden daha parlak yandığı için bu ifade yanlıştır.
- III. K ve L devrelerindeki piller aynı sürede biter.
- Pilin ömrü, çektiği toplam akımla ters orantılıdır. Akım ne kadar büyükse pil o kadar kısa sürede biter.
- K devresinden çekilen toplam akım: $I_K = \frac{2V}{3R}$.
- L devresinden çekilen toplam akım: $I_L = \frac{V}{3R}$.
- $I_K = 2 \times I_L$ olduğundan, K devresindeki pil L devresindeki pilden iki kat daha fazla akım çeker. Bu nedenle K devresindeki pil, L devresindeki pilden daha kısa sürede biter. Bu ifade yanlıştır.
Özdeş pil ve ampuller kullanıldığı belirtilmiştir. Pilin gerilimini $V$, her bir ampulün direncini $R$ olarak alalım.
Bu durumda sadece I. öncül doğrudur.
Cevap A seçeneğidir.