Sorunun Çözümü
Verilen elektrik devresinde özdeş lambalar bulunmaktadır. Lambaların parlaklığı, üzerlerinden geçen akım veya üzerlerindeki gerilim ile doğru orantılıdır. Özdeş lambaların dirençleri eşittir (\(R_L\)).
- I. K ve L lambaları eşit parlaklıkta yanar.
- K ve L lambaları aynı kol üzerinde seri bağlıdır.
- Seri bağlı devre elemanlarından aynı akım geçer. Dolayısıyla K ve L lambalarından geçen akımlar eşittir (\(I_K = I_L\)).
- Lambaların parlaklığı güçleriyle (\(P = I^2 R\)) orantılı olduğundan, akımları ve dirençleri eşit olan K ve L lambaları eşit parlaklıkta yanar.
- Bu ifade doğrudur.
- II. Reosta sürgüsü B noktasına doğru çekildiğinde M lambasının parlaklığı artar.
- Reosta sürgüsü B noktasına doğru çekildiğinde, reostanın devreye dahil olan direnç kısmı azalır. Yani reostanın direnci (\(R_{reosta}\)) azalır.
- M lambası ile reosta seri bağlıdır. Bu kolun toplam direnci \(R_{kol2} = R_{reosta} + R_M\) olur.
- \(R_{reosta}\) azaldığı için \(R_{kol2}\) de azalır.
- Bu kolun uçları arasındaki gerilim pilin gerilimine eşittir (\(V\)).
- Ohm Kanunu'na göre, bu koldan geçen akım \(I_M = V / R_{kol2}\) olur.
- \(R_{kol2}\) azaldığı için \(I_M\) akımı artar.
- M lambasının parlaklığı, üzerinden geçen akımın karesiyle doğru orantılı olduğundan (\(P_M = I_M^2 R_M\)), \(I_M\) arttığında M lambasının parlaklığı da artar.
- Bu ifade doğrudur.
- III. En parlak N lambası yanar.
- N lambası, devrede tek başına bir kola bağlıdır ve doğrudan pilin uçları arasına bağlanmıştır. Dolayısıyla N lambası üzerindeki gerilim pilin gerilimine eşittir (\(V_N = V\)).
- N lambasından geçen akım \(I_N = V / R_L\) olur.
- K ve L lambalarının bulunduğu kolda toplam direnç \(R_K + R_L = 2R_L\)'dir. Bu koldan geçen akım \(I_{KL} = V / (2R_L)\) olur. Yani \(I_K = I_L = V / (2R_L)\).
- Reosta ve M lambasının bulunduğu kolda toplam direnç \(R_{reosta} + R_M = R_{reosta} + R_L\)'dir. Bu koldan geçen akım \(I_M = V / (R_{reosta} + R_L)\) olur.
- Reostanın direnci sıfırdan büyük veya eşit olacağından (\(R_{reosta} \ge 0\)), \(R_{reosta} + R_L \ge R_L\) olur.
- Bu durumda \(I_M \le V / R_L\) yani \(I_M \le I_N\) olur. Genellikle reostanın bir miktar direnci olduğu varsayılır, bu durumda \(I_M < I_N\).
- Akımları karşılaştırdığımızda: \(I_N = V/R_L\), \(I_K = I_L = V/(2R_L)\), ve \(I_M \le V/R_L\).
- Görüldüğü üzere, N lambasından geçen akım diğer lambalardan geçen akımlardan daha büyüktür (veya en azından M lambasından geçen akıma eşit olabilir, ancak K ve L'den her zaman büyüktür).
- En büyük akım N lambasından geçtiği için, N lambası en parlak yanar.
- Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, I, II ve III numaralı yargıların hepsi doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.