Sorunun Çözümü
Verilen soru, özdeş pil ve ampullerle kurulan paralel bağlı devrelerin özelliklerini anlamamızı gerektirmektedir. Her bir devreyi ve seçenekleri adım adım inceleyelim:
- Devre 1: Bir pil ve bir ampul seri bağlıdır.
- Ampulün direnci $R$, pilin gerilimi $V$ olsun.
- Devrenin eşdeğer direnci: $R_{eş1} = R$
- Ana koldan geçen akım: $I_1 = V/R$
- Ampulün parlaklığı (gücü): $P_1 = V^2/R$
- Devre 2: Bir pil ve iki özdeş ampul paralel bağlıdır.
- Paralel bağlı ampullerin uçları arasındaki gerilim pilin gerilimine eşittir ($V$).
- Her bir ampulden geçen akım: $I_{ampul2} = V/R$
- Her bir ampulün parlaklığı: $P_{ampul2} = V^2/R$
- Devrenin eşdeğer direnci: $R_{eş2} = (R \times R) / (R + R) = R/2$
- Ana koldan geçen akım: $I_{ana2} = V / R_{eş2} = V / (R/2) = 2V/R$
- Devre 3: Bir pil ve üç özdeş ampul paralel bağlıdır.
- Paralel bağlı ampullerin uçları arasındaki gerilim pilin gerilimine eşittir ($V$).
- Her bir ampulden geçen akım: $I_{ampul3} = V/R$
- Her bir ampulün parlaklığı: $P_{ampul3} = V^2/R$
- Devrenin eşdeğer direnci: $R_{eş3} = R/3$
- Ana koldan geçen akım: $I_{ana3} = V / R_{eş3} = V / (R/3) = 3V/R$
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Ampul parlaklıkları aynıdır.
- Yukarıdaki analizden görüldüğü gibi, tüm devrelerdeki her bir ampulün parlaklığı $P = V^2/R$ kadardır. Bu nedenle, tüm ampuller aynı parlaklıkta yanar. Bu ifade doğrudur.
- B) 3 numaralı devrede her bir ampul aynı pilin enerjisini kullanır.
- 3 numaralı devredeki üç ampul de tek bir pile paralel bağlıdır ve enerjilerini bu tek pilden alırlar. Bu ifade doğrudur.
- C) 2 numaralı devrede ana koldan geçen akım, 1 numaralı devredeki ana koldan geçen akımdan büyüktür.
- $I_{ana1} = V/R$ ve $I_{ana2} = 2V/R$. Görüldüğü gibi $I_{ana2} > I_{ana1}$'dir. Bu ifade doğrudur.
- D) Paralel bağlı ampul sayısının artması devrenin direncini artırır.
- Devrelerin eşdeğer dirençlerine baktığımızda: $R_{eş1} = R$, $R_{eş2} = R/2$, $R_{eş3} = R/3$.
- Ampul sayısı arttıkça (1'den 2'ye, 2'den 3'e), devrenin eşdeğer direnci azalmaktadır ($R > R/2 > R/3$).
- Bu nedenle, "Paralel bağlı ampul sayısının artması devrenin direncini artırır" ifadesi yanlıştır. Tam tersine, direnci azaltır. Berk bu sonuca ulaşamaz.
Cevap D seçeneğidir.