Sorunun Çözümü
Verilen soruda, özdeş ampuller ve pillerle kurulmuş K, L ve M devreleri gösterilmiştir. Ampullerin parlaklığı, üzerlerinden geçen akımın karesiyle veya üzerlerindeki gerilimin karesiyle doğru orantılıdır (\(P = I^2 R = V_{ampul}^2 / R\)). Tüm ampuller özdeş olduğu için dirençleri (R) aynıdır. Piller de özdeş olduğu için sağladıkları gerilim (V) aynıdır.
- K devresi: Bir adet ampul (1) seri bağlıdır.
- Toplam direnç \(R_K = R\).
- Devre akımı \(I_K = V / R\).
- Ampul 1'in parlaklığı \(P_1 = I_K^2 R = (V/R)^2 R = V^2 / R\).
- L devresi: İki adet ampul (2 ve 3) seri bağlıdır.
- Toplam direnç \(R_L = R + R = 2R\).
- Devre akımı \(I_L = V / (2R)\).
- Ampul 2 ve 3'ün parlaklığı \(P_2 = P_3 = I_L^2 R = (V/(2R))^2 R = V^2 / (4R)\).
- M devresi: Üç adet ampul (4, 5 ve 6) seri bağlıdır.
- Toplam direnç \(R_M = R + R + R = 3R\).
- Devre akımı \(I_M = V / (3R)\).
- Ampul 4, 5 ve 6'nın parlaklığı \(P_4 = P_5 = P_6 = I_M^2 R = (V/(3R))^2 R = V^2 / (9R)\).
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) K devresindeki 1. ampul en parlak yanar.
- Parlaklıkları karşılaştıralım: \(P_1 = V^2/R\), \(P_2 = V^2/(4R)\), \(P_4 = V^2/(9R)\).
- Görüldüğü gibi \(P_1 > P_2 > P_4\). Bu nedenle 1. ampul en parlak yanar. Bu ifade doğrudur.
- B) M devresindeki 4. 5. ve 6. ampuller en az parlaklıkta yanarlar.
- Yukarıdaki karşılaştırmaya göre \(P_4 = P_5 = P_6 = V^2/(9R)\) değeri, diğer ampullerin parlaklıklarından daha düşüktür. Bu ifade doğrudur.
- C) Devreye seri bağlanan ampul sayısı arttıkça parlaklıkları da artar.
- Ampul sayısı arttıkça (1 ampulden 2'ye, 2'den 3'e), her bir ampulün parlaklığı azalmaktadır (\(V^2/R > V^2/(4R) > V^2/(9R)\)).
- Bu ifade, ampul sayısı arttıkça parlaklığın arttığını söyleyerek yanlış bir bilgi vermektedir. Bu ifade yanlıştır.
- D) Aynı devredeki birbirine seri bağlı ampuller aynı parlaklıkta yanarlar.
- Seri bağlı bir devrede tüm elemanlardan aynı akım geçer. Ampuller özdeş olduğu için dirençleri aynıdır. Dolayısıyla üzerlerinden geçen akım ve dirençleri aynı olduğundan, güçleri (\(P = I^2 R\)) ve dolayısıyla parlaklıkları da aynı olur. Bu ifade doğrudur.
Yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.