Sorunun Çözümü
Bu soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Ampul Parlaklığı ve Bağlantı Şekli İlişkisi: Özdeş ampullerde parlaklık, ampulden geçen akım veya ampul üzerindeki gerilimle doğru orantılıdır. Seri bağlı ampullerden aynı akım geçer ve parlaklıkları eşit olur. Paralel bağlı ampullerin uçları arasındaki gerilim aynıdır ve parlaklıkları eşit olur.
- Başlangıç Durumu (Grafik 1 Analizi):
- Grafik 1'e göre, Y ve N ampullerinin parlaklıkları eşit ve yüksektir. Z ve T ampullerinin parlaklıkları eşit ve düşüktür. Ayrıca Y ve N, Z ve T'den daha parlaktır.
- Bu durum, Y ve N'den geçen akımın Z ve T'den geçen akımdan daha büyük olduğunu gösterir.
- Bu parlaklık dağılımını sağlayan olası bir devre bağlantısı şöyledir: (Y ve N seri bağlı) kolu, (Z ve T paralel bağlı) koluna seri bağlanmıştır.
- Eğer Y ve N seri bağlı ise, $R_{YN} = 2R$.
- Eğer Z ve T paralel bağlı ise, $R_{ZT} = R/2$.
- Bu iki kol birbirine seri bağlı ise, toplam direnç $R_{toplam} = 2R + R/2 = 2.5R$.
- Devreden geçen toplam akım $I_{toplam} = V / (2.5R)$.
- Y ve N'den geçen akım $I_Y = I_N = I_{toplam} = V / (2.5R)$.
- Z ve T'nin paralel bağlı olduğu kola düşen gerilim $V_{ZT} = I_{toplam} \cdot R_{ZT} = (V / (2.5R)) \cdot (R/2) = V / 5$.
- Z ve T'den geçen akım $I_Z = I_T = V_{ZT} / R = (V / 5) / R = V / (5R)$.
- Bu durumda $I_Y = I_N = 2 \cdot I_Z = 2 \cdot I_T$ olur. Yani Y ve N, Z ve T'den iki kat daha parlaktır. Bu, Grafik 1'deki parlaklık ilişkisini mükemmel şekilde açıklar.
- Öncül I'in Değerlendirilmesi:
- "Başlangıçta birbirine paralel bağlı Y ve N ampulleri, Z ve T ampullerine seri olarak bağlanmıştır." Yani (Y || N) kolu, (Z -- T) koluna seri bağlanmıştır.
- Bu durumda $R_{YN} = R/2$ ve $R_{ZT} = 2R$. Toplam direnç $R_{toplam} = R/2 + 2R = 2.5R$.
- Devreden geçen toplam akım $I_{toplam} = V / (2.5R)$.
- Z ve T'den geçen akım $I_Z = I_T = I_{toplam} = V / (2.5R)$.
- Y ve N'nin paralel bağlı olduğu kola düşen gerilim $V_{YN} = I_{toplam} \cdot R_{YN} = (V / (2.5R)) \cdot (R/2) = V / 5$.
- Y ve N'den geçen akım $I_Y = I_N = V_{YN} / R = (V / 5) / R = V / (5R)$.
- Bu durumda $I_Z = I_T = 2 \cdot I_Y = 2 \cdot I_N$ olur. Yani Z ve T, Y ve N'den daha parlak olurdu. Bu, Grafik 1 ile çelişir. Dolayısıyla Öncül I yanlıştır.
- Öncül II'nin Değerlendirilmesi:
- "Başlangıçta birbirine seri bağlı Z ve T ampullerini, Y ve N ampullerine paralel bağlamıştır." Yani (Z -- T) kolu, (Y -- N) koluna paralel bağlanmıştır.
- Bu durumda her iki kola da pilin gerilimi (V) düşer.
- Z ve T'den geçen akım $I_Z = I_T = V / (2R)$.
- Y ve N'den geçen akım $I_Y = I_N = V / (2R)$.
- Bu durumda tüm ampullerin parlaklıkları eşit olurdu. Bu, Grafik 1 ile çelişir. Dolayısıyla Öncül II yanlıştır.
- Son Durum (Grafik 2 Analizi):
- Grafik 2'ye göre, Z, Y, T ve N ampullerinin parlaklıkları eşit ve orta seviyededir.
- Tüm ampullerin parlaklıklarının eşit olması, hepsinin aynı akıma veya aynı gerilime sahip olacak şekilde bağlandığını gösterir. En basit yol, hepsini seri veya hepsini paralel bağlamaktır.
- Eğer hepsi paralel bağlı olsaydı, her biri pilin tüm gerilimini alacağından çok parlak olurlardı (başlangıçtaki Y ve N'den bile parlak). Ancak Grafik 2'deki parlaklık, başlangıçtaki Y ve N'den daha düşüktür.
- Eğer hepsi seri bağlı olsaydı, toplam direnç $4R$ olur ve her birinden geçen akım $I_{son} = V / (4R)$ olurdu.
- Başlangıçtaki yüksek parlaklık $V / (2.5R)$ ve düşük parlaklık $V / (5R)$ idi. $V / (4R)$ değeri, $V / (5R)$ ile $V / (2.5R)$ arasındadır ($0.2 < 0.25 < 0.4$). Bu, "orta seviye" parlaklığa uyar.
- Öncül III'ün Değerlendirilmesi:
- "Z, Y, T ve N ampullerini devreye aynı şekilde bağlamıştır." Bu ifade, ampullerin hepsinin birbirine göre simetrik, yani aynı elektriksel koşullara sahip olacak şekilde bağlandığını belirtir.
- Grafik 2'deki tüm ampullerin eşit parlaklıkta olması, bu ifadenin kesinlikle doğru olduğunu gösterir. Sezgin Öğretmen, tüm ampullerin aynı parlaklıkta yanmasını sağlayacak bir değişiklik yapmıştır. Dolayısıyla Öncül III doğrudur.
Sonuç olarak, Sezgin Öğretmen'in kesinlikle yaptığı değişiklik Öncül III'te belirtilmiştir.
Cevap B seçeneğidir.