Sorunun Çözümü
Bir iletkenin direncinin iletkenin dik kesit alanına bağlı olduğunu göstermek için kontrollü bir deney tasarlanmalıdır. Bu tür bir deneyde, incelenen değişken (dik kesit alanı) dışındaki tüm diğer değişkenler sabit tutulmalıdır.
- Direnç Formülü: Bir iletkenin direnci \(R = \rho \frac{L}{A}\) formülü ile ifade edilir. Burada \(R\) direnç, \(\rho\) özdirenç (malzemenin cinsi), \(L\) iletkenin uzunluğu ve \(A\) iletkenin dik kesit alanıdır.
- Sabit Tutulması Gerekenler: Deneyde iletkenin dik kesit alanının etkisini gözlemlemek için, iletkenin malzemesi (\(\rho\)) ve uzunluğu (\(L\)) aynı olmalıdır. Ayrıca, güç kaynağı (pil) ve gözlem aracı (ampul) da özdeş olmalıdır.
- Değiştirilmesi Gereken: Sadece iletkenin dik kesit alanı değiştirilmelidir.
- Gözlem: Ampullerin parlaklığı, devreden geçen akımın bir göstergesidir. Daha parlak ampul, daha düşük direnç anlamına gelir.
Seçenekleri inceleyelim:
- A seçeneği: Her iki devrede de aynı kalınlıkta Bakır teller kullanılmıştır. Bu durumda dik kesit alanı değişmediği için amacımıza uygun değildir.
- B seçeneği: Her iki devrede de Bakır tel kullanılmıştır (malzeme aynı). Tellerin uzunlukları aynıdır. Ancak sol devredeki Bakır tel daha kalın (daha büyük kesit alanı), sağ devredeki Bakır tel ise daha incedir (daha küçük kesit alanı). Piller ve ampuller özdeştir. Bu düzenek, dik kesit alanının dirence etkisini gözlemlemek için idealdir.
- C seçeneği: Sol devrede Tungsten, sağ devrede Gümüş kullanılmıştır. Malzeme cinsi (\(\rho\)) farklı olduğu için, dik kesit alanının etkisini izole edemeyiz.
- D seçeneği: Sol devrede Plastik (yalıtkan), sağ devrede Alüminyum kullanılmıştır. Malzeme cinsi farklıdır ve plastik bir iletken değildir. Bu seçenek de amacımıza uygun değildir.
Bu nedenle, iletkenin direncinin dik kesit alanına bağlı olduğunu göstermek için B seçeneğindeki devreler uygun olur.
Cevap B seçeneğidir.