Sorunun Çözümü
Merhaba! Bu soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim.
Ampullerin parlaklığı, üzerlerinden geçen akım veya üzerlerindeki gerilim ile doğru orantılıdır. Özdeş ampuller için, üzerlerinden geçen akımlar aynıysa parlaklıkları da aynıdır.
- Devre I için:
- Devrede 4 adet özdeş ampul bulunmaktadır.
- Üç ampul birbirine paralel bağlıdır. Bu paralel kolun eşdeğer direnci $R_p = R/3$ olur.
- Dördüncü ampul ise bu paralel kola seri bağlıdır.
- Devrenin toplam eşdeğer direnci $R_{eq,I} = R + R/3 = 4R/3$ olur.
- Pilden çekilen toplam akım $I_{toplam,I} = V / R_{eq,I} = V / (4R/3) = 3V / (4R)$'dir.
- Seri bağlı ampul üzerinden geçen akım $I_{seri} = 3V / (4R)$'dir.
- Paralel kolun uçları arasındaki gerilim $V_p = I_{toplam,I} \times R_p = (3V / (4R)) \times (R/3) = V/4$'tür.
- Her bir paralel ampul üzerinden geçen akım $I_{paralel} = V_p / R = (V/4) / R = V / (4R)$'dir.
- Görüldüğü gibi, seri ampulden geçen akım ($3V/(4R)$) ile paralel ampullerden geçen akım ($V/(4R)$) farklıdır. Ancak, üç paralel ampulün üzerinden geçen akımlar birbirine eşit olduğu için, bu 3 ampul aynı parlaklıkta yanar.
- Devre II için:
- Devrede 4 adet özdeş ampul bulunmaktadır.
- Devre, her birinde ikişer ampulün seri bağlı olduğu iki paralel koldan oluşmaktadır.
- Her bir kolun eşdeğer direnci $R_{kol} = R + R = 2R$'dir.
- Bu iki kol birbirine paralel ve pile bağlı olduğu için, her bir kolun uçları arasındaki gerilim pilin gerilimi $V$'ye eşittir.
- Her bir koldan geçen akım $I_{kol} = V / R_{kol} = V / (2R)$'dir.
- Her koldaki ampuller seri bağlı olduğu için, her bir ampul üzerinden geçen akım $I_{kol} = V / (2R)$'dir.
- Bu durumda, devredeki tüm 4 ampulün üzerinden aynı akım geçtiği için, hepsi aynı parlaklıkta yanar.
Sonuç olarak:
- Devre I'de aynı parlaklıkta yanan ampul sayısı: 3
- Devre II'de aynı parlaklıkta yanan ampul sayısı: 4
Cevap B seçeneğidir.