Sorunun Çözümü
Verilen elektrik devresindeki değişimleri adım adım inceleyelim:
- Başlangıç Durumu (Sol Devre):
- Devrede 1 adet K ampulü bulunmaktadır.
- Devrede 2 adet özdeş pil seri bağlanmıştır. Bu durumda toplam gerilim $V_{toplam,1} = 2V$ (her bir pilin gerilimi V kabul edilirse).
- Devrenin toplam direnci $R_{toplam,1} = R_K$ (K ampulünün direnci $R_K$ kabul edilirse).
- K ampulünden geçen akım $I_1 = \frac{V_{toplam,1}}{R_{toplam,1}} = \frac{2V}{R_K}$ olur.
- Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın karesiyle ($I^2 R$) veya uçları arasındaki gerilimin karesiyle ($V_{ampul}^2 / R$) doğru orantılıdır. Bu durumda K ampulünün parlaklığı $P_{K,1} = I_1^2 R_K = (\frac{2V}{R_K})^2 R_K = \frac{4V^2}{R_K}$ ile orantılıdır.
- Son Durum (Sağ Devre):
- Devrede 2 adet özdeş ampul (K ve diğer ampul) seri bağlanmıştır. Bu durumda devrenin toplam direnci $R_{toplam,2} = R_K + R_K = 2R_K$ olur.
- Devrede 1 adet pil bulunmaktadır. Bu durumda toplam gerilim $V_{toplam,2} = V$ olur.
- K ampulünden geçen akım (aynı zamanda devreden geçen toplam akım) $I_2 = \frac{V_{toplam,2}}{R_{toplam,2}} = \frac{V}{2R_K}$ olur.
- K ampulünün parlaklığı $P_{K,2} = I_2^2 R_K = (\frac{V}{2R_K})^2 R_K = \frac{V^2}{4R_K}$ ile orantılıdır.
- Yorumların Değerlendirilmesi:
- A) Ampul sayısı azalmıştır. Başlangıçta 1 ampul varken, sonda 2 ampul vardır. Ampul sayısı artmıştır. Bu ifade yanlıştır.
- B) Pil sayısı artmıştır. Başlangıçta 2 pil varken, sonda 1 pil vardır. Pil sayısı azalmıştır. Bu ifade yanlıştır.
- C) K ampulü parlaklığı azalmıştır.
Başlangıçtaki parlaklık $P_{K,1} = \frac{4V^2}{R_K}$.
Sondaki parlaklık $P_{K,2} = \frac{V^2}{4R_K}$.
Görüldüğü üzere $P_{K,1}$ değeri $P_{K,2}$ değerinden çok daha büyüktür ($P_{K,1} = 16 \cdot P_{K,2}$). Dolayısıyla K ampulünün parlaklığı azalmıştır. Bu ifade doğrudur.
- D) İletken tel kullanılmamıştır. Her iki devrede de ampulleri ve pilleri birbirine bağlayan iletken teller açıkça görülmektedir. Bu ifade yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.