Bu soruyu çözmek için, elektrik devrelerindeki direnç, akım ve ampul parlaklığı arasındaki ilişkileri anlamamız gerekmektedir.
- Ampul Parlaklığı: Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akım ($I$) ile doğru orantılıdır. Akım ne kadar büyükse, ampul o kadar parlak yanar.
- Ohm Kanunu: Bir devredeki akım, gerilim ($V$) ile doğru, toplam direnç ($R_{toplam}$) ile ters orantılıdır: $I = V / R_{toplam}$.
- Direnç Formülü: Bir telin direnci $R = \rho \frac{L}{A}$ formülüyle bulunur. Burada $\rho$ öz direnç (malzeme cinsi), $L$ telin uzunluğu, $A$ ise kesit alanıdır (kalınlık). Direnç, uzunlukla doğru, kesit alanıyla (kalınlıkla) ters orantılıdır.
- Soruda K ve L ampulleri ile pillerin özdeş olduğu belirtilmiştir. Bu, $R_K = R_L$ ve $V_K = V_L$ demektir.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) S ve T telleri tamamen aynıysa ampuller aynı parlaklıkta yanar.
Eğer S ve T telleri tamamen aynıysa ($R_S = R_T$), o zaman her iki devrenin toplam direnci ($R_{toplam} = R_{ampul} + R_{tel}$) eşit olur. Piller ve ampuller de özdeş olduğundan, her iki devreden geçen akım eşit olur ($I_K = I_L$). Dolayısıyla ampuller aynı parlaklıkta yanar. Bu ifade doğrudur.
- B) S ve T aynı cins olmak şartıyla S daha kalın ise K ampulü daha parlak yanar.
S teli daha kalınsa ($A_S > A_T$), direnci daha küçük olur ($R_S < R_T$). Bu durumda K devresinin toplam direnci ($R_K + R_S$) L devresinin toplam direncinden ($R_L + R_T$) daha küçük olur. Toplam direnci küçük olan devreden daha büyük akım geçer ($I_K > I_L$). Bu nedenle K ampulü daha parlak yanar. Bu ifade doğrudur.
- C) S ve T aynı cins olmak şartıyla S daha ince ise L ampulü daha parlak yanar.
S teli daha inceyse ($A_S < A_T$), direnci daha büyük olur ($R_S > R_T$). Bu durumda K devresinin toplam direnci ($R_K + R_S$) L devresinin toplam direncinden ($R_L + R_T$) daha büyük olur. Toplam direnci büyük olan devreden daha küçük akım geçer ($I_K < I_L$). Bu nedenle L ampulü daha parlak yanar. Bu ifade doğrudur.
- D) S ve T aynı cins olmak şartıyla T daha uzun ise L ampulü daha parlak yanar.
T teli daha uzunsa ($L_T > L_S$), direnci daha büyük olur ($R_T > R_S$). Bu durumda L devresinin toplam direnci ($R_L + R_T$) K devresinin toplam direncinden ($R_K + R_S$) daha büyük olur. Toplam direnci büyük olan L devresinden daha küçük akım geçer ($I_L < I_K$). Bu nedenle K ampulü daha parlak yanar, L ampulü ise daha az parlak yanar. İfade, L ampulünün daha parlak yanacağını söylediği için yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.