Sorunun Çözümü
K ampulünün daha parlak yanması için üzerinden geçen akımın en büyük olması gerekir. Bir seri devrede akım, toplam gerilimin toplam dirence oranıdır (\(I = V_{toplam} / R_{toplam}\)).
Özdeş pillerin gerilimini \(V_0\), özdeş ampullerin (K dahil) direncini \(R_0\) olarak kabul edelim. Pillerin iç dirençleri ihmal edilecektir.
- A) 1: Ampul, 2: Pil
- Toplam Gerilim (\(V_{toplam}\)): Sadece 2 numaralı pil var, bu yüzden \(V_{toplam} = V_0\).
- Toplam Direnç (\(R_{toplam}\)): K ampulü (\(R_0\)) + 1 numaralı ampul (\(R_0\)) = \(2R_0\).
- Akım (\(I_A\)): \(I_A = V_0 / (2R_0)\).
- B) 1: Ampul, 2: Ampul
- Toplam Gerilim (\(V_{toplam}\)): Devrede pil yok, bu yüzden \(V_{toplam} = 0\).
- Akım (\(I_B\)): \(I_B = 0\). K ampulü yanmaz.
- C) 1: Pil, 2: Pil
- Toplam Gerilim (\(V_{toplam}\)): 1 ve 2 numaralı piller seri ve aynı yönde bağlı olduğundan gerilimleri toplanır: \(V_{toplam} = V_0 + V_0 = 2V_0\).
- Toplam Direnç (\(R_{toplam}\)): Sadece K ampulünün direnci var: \(R_0\).
- Akım (\(I_C\)): \(I_C = (2V_0) / R_0\).
- D) 1: Pil, 2: Ampul
- Toplam Gerilim (\(V_{toplam}\)): Sadece 1 numaralı pil var, bu yüzden \(V_{toplam} = V_0\).
- Toplam Direnç (\(R_{toplam}\)): K ampulü (\(R_0\)) + 2 numaralı ampul (\(R_0\)) = \(2R_0\).
- Akım (\(I_D\)): \(I_D = V_0 / (2R_0)\).
Şimdi akımları karşılaştıralım:
- \(I_A = V_0 / (2R_0)\)
- \(I_B = 0\)
- \(I_C = 2V_0 / R_0\)
- \(I_D = V_0 / (2R_0)\)
Görüldüğü gibi, \(I_C\) diğer seçeneklerdeki akımlardan (sıfır olmayanlar) 4 kat daha büyüktür. Bu nedenle, C seçeneğinde K ampulü en parlak yanar.
Cevap C seçeneğidir.