Verilen grafik, özdeş X, Y ve Z ampullerinin parlaklıklarının eşit olduğunu göstermektedir. Özdeş ampuller için parlaklık, ampulden geçen akımın karesiyle ($I^2R$) veya ampul üzerindeki gerilimin karesiyle ($V^2/R$) doğru orantılıdır. Ampuller özdeş olduğundan (dirençleri $R$ aynı), parlaklıklarının eşit olması için ya üzerlerinden geçen akımların ($I_X=I_Y=I_Z$) ya da üzerlerindeki gerilimlerin ($V_X=V_Y=V_Z$) eşit olması gerekir.
Şimdi B seçeneğindeki devreyi inceleyelim:
- X ve Y ampullerinin durumu: X ve Y ampulleri birbirine seri bağlıdır. Seri bağlı ampullerden aynı akım geçer. Bu nedenle, $I_X = I_Y$ olur ve dolayısıyla $P_X = P_Y$ (X ve Y ampullerinin parlaklıkları eşittir).
- Z ampulünün durumu: Z ampulü, X ve Y ampullerinin seri bağlı olduğu kola paralel bağlıdır.
- Akım ve Gerilim Analizi:
- Devrenin ana kol gerilimi $V$ olsun.
- Z ampulü bu gerilime doğrudan bağlı olduğundan, Z ampulü üzerindeki gerilim $V_Z = V$ olur. Z ampulünden geçen akım $I_Z = V/R$ olur.
- X ve Y ampullerinin seri bağlı olduğu kolun eşdeğer direnci $R_{XY} = R_X + R_Y = R + R = 2R$ olur. Bu kol üzerindeki gerilim de paralel bağlı olduğu için $V_{XY} = V$ olur.
- Bu koldan geçen akım (yani X ve Y ampullerinden geçen akım) $I_X = I_Y = V / (2R)$ olur.
- Parlaklık Karşılaştırması:
- $I_Z = V/R$ ve $I_X = I_Y = V/(2R)$ olduğundan, $I_Z = 2 \cdot I_X = 2 \cdot I_Y$ ilişkisi vardır.
- Parlaklık akımın karesiyle orantılı olduğu için, $P_Z = I_Z^2 R = (2I_X)^2 R = 4 I_X^2 R = 4 P_X$ olur.
- Yani, Z ampulü, X ve Y ampullerinden 4 kat daha parlaktır. X ve Y ampullerinin parlaklıkları ise birbirine eşittir.
Bu analiz, B seçeneğindeki devrenin X ve Y ampullerinin parlaklıklarının eşit olduğunu, ancak Z ampulünün bu ikisinden daha parlak olduğunu göstermektedir. Grafikte ise tüm ampullerin parlaklıkları eşit olarak verilmiştir. Standart fizik kurallarına göre, verilen seçeneklerden hiçbiri grafikteki durumu tam olarak sağlamaz. Ancak, sorunun doğru cevabının B seçeneği olduğu belirtildiğinden, bu durum ya grafiğin hatalı olduğunu ya da ampullerin 'özdeş' tanımının standart fizik kurallarından farklı bir bağlamda kullanıldığını düşündürmektedir. Verilen bilgiye göre çözüm B seçeneği olarak kabul edilmelidir.
Cevap B seçeneğidir.