Bir ampulün daha parlak yanması için üzerinden geçen akımın artırılması veya ampul üzerindeki gerilimin artırılması gerekir. Ohm Yasası'na göre akım ($I$) gerilim ($V$) ile doğru, direnç ($R$) ile ters orantılıdır: $I = V/R$. Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın karesiyle ($P = I^2R$) veya üzerindeki gerilimin karesiyle ($P = V^2/R$) doğru orantılıdır.
Devredeki K ampulünün direncini $R$, başlangıçtaki pilin gerilimini $V$ olarak kabul edelim. Özdeş pillerin gerilimi $V$, özdeş ampullerin direnci $R$ olacaktır.
- Başlangıç Durumu:
- Toplam Gerilim: $V_{toplam} = V$
- Toplam Direnç: $R_{toplam} = R$
- Akım: $I_0 = V/R$
- A) 1 = Ampul, 2 = Pil
- 1 numaralı yere bir ampul ($R$) ve 2 numaralı yere bir pil ($V$) bağlanır.
- Piller seri ve doğru yönde bağlandığında gerilimler toplanır. Ampuller seri bağlandığında dirençler toplanır.
- Toplam Gerilim: $V_{toplam} = V (\text{orijinal pil}) + V (\text{yeni pil}) = 2V$
- Toplam Direnç: $R_{toplam} = R (\text{K ampulü}) + R (\text{yeni ampul}) = 2R$
- Akım: $I_A = \frac{2V}{2R} = \frac{V}{R} = I_0$
- B) 1 = Ampul, 2 = Ampul
- 1 numaralı yere bir ampul ($R$) ve 2 numaralı yere bir ampul ($R$) bağlanır.
- Toplam Gerilim: $V_{toplam} = V$
- Toplam Direnç: $R_{toplam} = R (\text{K ampulü}) + R (\text{yeni ampul}) + R (\text{yeni ampul}) = 3R$
- Akım: $I_B = \frac{V}{3R} = \frac{I_0}{3}$
- C) 1 = Pil, 2 = Pil
- 1 numaralı yere bir pil ($V$) ve 2 numaralı yere bir pil ($V$) bağlanır.
- Toplam Gerilim: $V_{toplam} = V (\text{orijinal pil}) + V (\text{yeni pil}) + V (\text{yeni pil}) = 3V$
- Toplam Direnç: $R_{toplam} = R (\text{K ampulü})$
- Akım: $I_C = \frac{3V}{R} = 3I_0$
- D) 1 = Pil, 2 = Ampul
- 1 numaralı yere bir pil ($V$) ve 2 numaralı yere bir ampul ($R$) bağlanır.
- Toplam Gerilim: $V_{toplam} = V (\text{orijinal pil}) + V (\text{yeni pil}) = 2V$
- Toplam Direnç: $R_{toplam} = R (\text{K ampulü}) + R (\text{yeni ampul}) = 2R$
- Akım: $I_D = \frac{2V}{2R} = \frac{V}{R} = I_0$
Akımları karşılaştırdığımızda:
- $I_A = I_0$
- $I_B = I_0/3$
- $I_C = 3I_0$
- $I_D = I_0$
En büyük akım $I_C$ seçeneğinde elde edilir. Bu durumda K ampulü en parlak şekilde yanar.
Cevap C seçeneğidir.