Bu soruyu çözmek için, her bir devredeki eşdeğer direnci ve ampullerden geçen akımları (veya üzerlerindeki gerilimleri) hesaplayarak parlaklıklarını karşılaştırmalıyız. Ampullerin parlaklığı, üzerlerinden geçen akımın karesiyle ($P = I^2 R$) veya üzerlerindeki gerilimin karesiyle ($P = V^2 / R$) doğru orantılıdır. Tüm ampuller özdeş olduğu için dirençleri $R_0$ olsun ve pilin gerilimi $V$ olsun.
- Öğretmenin kurduğu devre (Başlangıç):
- M ve N ampulleri seri bağlıdır.
- Toplam direnç: $R_{toplam} = R_0 + R_0 = 2R_0$
- Ana kol akımı: $I = V / (2R_0)$
- M ve N ampullerinin parlaklıkları eşittir: $P_M = P_N = I^2 R_0 = (V / (2R_0))^2 R_0 = V^2 / (4R_0)$
- 1. Değişiklik: Devreye R ampulü ekleniyor.
- N ve R ampulleri paralel bağlıdır. Bu paralel kol M ampulüne seri bağlıdır.
- N ve R'nin eşdeğer direnci: $R_{NR} = (R_0 \cdot R_0) / (R_0 + R_0) = R_0 / 2$
- Toplam direnç: $R_{toplam1} = R_M + R_{NR} = R_0 + R_0 / 2 = 3R_0 / 2$
- Ana kol akımı: $I_1 = V / (3R_0 / 2) = 2V / (3R_0)$
- M ampulünden geçen akım: $I_M = I_1 = 2V / (3R_0)$
- M ampulünün parlaklığı: $P_M = I_M^2 R_0 = (2V / (3R_0))^2 R_0 = 4V^2 / (9R_0)$
- N ve R ampullerinden geçen akım: $I_N = I_R = I_1 / 2 = (2V / (3R_0)) / 2 = V / (3R_0)$
- N ampulünün parlaklığı: $P_N = I_N^2 R_0 = (V / (3R_0))^2 R_0 = V^2 / (9R_0)$
- Kerem'in yorumu: "1. değişiklik sonucunda M ampulünün parlaklığı artarken, N ampulünün parlaklığı azalır."
- Başlangıç M parlaklığı: $V^2 / (4R_0) \approx 0.25 V^2/R_0$
- 1. değişiklik M parlaklığı: $4V^2 / (9R_0) \approx 0.44 V^2/R_0$. M'nin parlaklığı artmıştır.
- Başlangıç N parlaklığı: $V^2 / (4R_0) \approx 0.25 V^2/R_0$
- 1. değişiklik N parlaklığı: $V^2 / (9R_0) \approx 0.11 V^2/R_0$. N'nin parlaklığı azalmıştır.
- Kerem'in yorumu doğrudur.
- 2. Değişiklik: Devreye S ampulü ekleniyor.
- M ve S ampulleri paralel bağlıdır. N ve R ampulleri paralel bağlıdır. Bu iki paralel kol birbirine seri bağlıdır.
- M ve S'nin eşdeğer direnci: $R_{MS} = R_0 / 2$
- N ve R'nin eşdeğer direnci: $R_{NR} = R_0 / 2$
- Toplam direnç: $R_{toplam2} = R_{MS} + R_{NR} = R_0 / 2 + R_0 / 2 = R_0$
- Ana kol akımı: $I_2 = V / R_0$
- Her bir paralel koldan geçen akım $I_2 / 2 = V / (2R_0)$'dir. Bu akım, paralel bağlı ampuller arasında eşit olarak paylaşılır.
- Tüm ampullerden (M, S, N, R) geçen akım: $I_{ampul} = (V / R_0) / 2 = V / (2R_0)$
- Tüm ampullerin parlaklıkları: $P = (V / (2R_0))^2 R_0 = V^2 / (4R_0)$
- Azra'nın yorumu: "2. değişiklik sonucunda tüm ampullerin parlaklıkları eşit olur."
- Yukarıdaki hesaplamalara göre, tüm ampullerin parlaklıkları $V^2 / (4R_0)$ değerine eşittir.
- Azra'nın yorumu doğrudur.
- 3. Değişiklik: Devreye T ampulü ekleniyor.
- M, S ve T ampulleri paralel bağlıdır. N ve R ampulleri paralel bağlıdır. Bu iki paralel kol birbirine seri bağlıdır.
- M, S ve T'nin eşdeğer direnci: $R_{MST} = (1/R_0 + 1/R_0 + 1/R_0)^{-1} = (3/R_0)^{-1} = R_0 / 3$
- N ve R'nin eşdeğer direnci: $R_{NR} = R_0 / 2$
- Toplam direnç: $R_{toplam3} = R_{MST} + R_{NR} = R_0 / 3 + R_0 / 2 = (2R_0 + 3R_0) / 6 = 5R_0 / 6$
- Emre'nin yorumu: "3. değişiklikte eklenen T ampulu ile devrenin toplam direnci artar."
- 2. değişiklikteki toplam direnç: $R_{toplam2} = R_0$
- 3. değişiklikteki toplam direnç: $R_{toplam3} = 5R_0 / 6$
- $R_0$ ve $5R_0 / 6$ değerlerini karşılaştırdığımızda, $R_0 > 5R_0 / 6$ olduğunu görürüz. Yani, T ampulü paralel olarak eklendiği için devrenin toplam direnci azalmıştır.
- Emre'nin yorumu yanlıştır.
Sonuç olarak, Kerem'in yorumu doğru, Azra'nın yorumu doğru, Emre'nin yorumu yanlıştır. Yanlış olan yorum sorulduğu için cevap "Yalnız Emre" olmalıdır.
Cevap A seçeneğidir.