Sorunun Çözümü
Devredeki ampullerin parlaklıklarını karşılaştırmak için, özdeş ampullerin dirençlerinin (R) aynı olduğunu ve parlaklığın ampulden geçen akım şiddetiyle doğru orantılı olduğunu bilmemiz gerekir ($P = I^2 R$). Bu nedenle, her bir ampulden geçen akımı belirleyelim.
- Adım 1: Akım Dağılımını Belirleme
- K ve L ampulleri birbirine seri bağlıdır. Bu nedenle, K ve L'den geçen akımlar eşittir. Bu akıma $I$ diyelim: $I_K = I_L = I$.
- K ve L'nin seri bağlı olduğu kolun eşdeğer direnci $R_{KL} = R + R = 2R$'dir.
- M ampulü, K-L koluna paralel bağlıdır. Paralel kollardaki gerilimler eşit olduğundan, M ampulü üzerindeki gerilim ile K-L kolu üzerindeki gerilim eşittir.
- K-L kolu üzerindeki gerilim $V_{KL} = I_{KL} \times R_{KL} = I \times 2R = 2IR$'dir.
- Dolayısıyla, M ampulü üzerindeki gerilim de $V_M = 2IR$'dir.
- M ampulünden geçen akım $I_M = V_M / R_M = (2IR) / R = 2I$'dir.
- N ampulü, K-L ve M ampullerinin oluşturduğu paralel kola seri bağlıdır. Bu nedenle, N ampulünden geçen akım, paralel koldan gelen toplam akıma eşittir.
- Paralel koldan gelen toplam akım $I_{paralel} = I_{KL} + I_M = I + 2I = 3I$'dir.
- Bu durumda, N ampulünden geçen akım $I_N = 3I$'dir.
- Adım 2: Ampullerin Akımlarını Karşılaştırma
- $I_K = I$
- $I_L = I$
- $I_M = 2I$
- $I_N = 3I$
- Akım değerlerini karşılaştırdığımızda: $I_N > I_M > I_K = I_L$ ilişkisini elde ederiz. Ampullerin parlaklıkları da bu akım değerleriyle doğru orantılıdır.
- Adım 3: Seçenekleri Değerlendirme
- A) En parlak N ampulü yanar.
$I_N = 3I$ en büyük akım olduğundan, N ampulü en parlak yanar. Bu ifade doğrudur. - B) K ve L ampulleri aynı parlaklıkta yanar.
$I_K = I_L = I$ olduğundan, K ve L ampulleri aynı parlaklıkta yanar. Bu ifade doğrudur. - C) K, L ve M ampulleri aynı parlaklıkta yanar.
$I_K = I$, $I_L = I$ iken $I_M = 2I$'dir. $I_M \neq I_K$ (veya $I_M \neq I_L$) olduğundan, bu üç ampul aynı parlaklıkta yanmaz. Bu ifade yanlıştır. - D) Devrenin ampullerinin parlaklık ilişkisi $N > M > K = L$'dir.
Akım ilişkisi $I_N > I_M > I_K = I_L$ olduğundan, parlaklık ilişkisi de $N > M > K = L$'dir. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, söylenemeyecek ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.