Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Deneyin Amacı: İletkenin cinsinin elektriksel dirence etkisini araştırmak.
- Devreler: İki özdeş devre hazırlanıyor.
- 1. Devre: S kesitli, L uzunluklu bakır tel içerir.
- 2. Devre: S kesitli, L uzunluklu gümüş tel içerir.
- Gözlem: 2. devredeki (gümüş tel) ampul daha parlak yanıyor.
Ampul parlaklığı, ampulden geçen akım şiddeti ($I$) ile doğru orantılıdır. Bir ampulün gücü ($P$) $P = I^2 \cdot R_{ampul}$ formülüyle ifade edilir. Ampuller özdeş olduğundan $R_{ampul}$ sabittir. Bu durumda, daha parlak yanan ampulden daha büyük akım geçtiği anlamına gelir.
Dolayısıyla, $I_{gümüş} > I_{bakır}$.
Ohm Kanunu'na göre, bir devredeki akım ($I$), gerilim ($V$) ile doğru, toplam direnç ($R_{toplam}$) ile ters orantılıdır: $I = V / R_{toplam}$.
Devrelerdeki pil (gerilim kaynağı) aynı olduğundan, gerilim ($V$) sabittir. Eğer $I_{gümüş} > I_{bakır}$ ise, bu durumda devrenin toplam direnci için $R_{toplam, gümüş} < R_{toplam, bakır}$ olmalıdır.
Devrenin toplam direnci, telin direnci ($R_{tel}$) ile ampulün direncinin ($R_{ampul}$) toplamıdır: $R_{toplam} = R_{tel} + R_{ampul}$. Ampuller özdeş olduğu için $R_{ampul}$ her iki devrede de aynıdır.
Bu durumda, $R_{toplam, gümüş} < R_{toplam, bakır}$ eşitsizliğinin sağlanabilmesi için, gümüş telin direncinin bakır telin direncinden daha küçük olması gerekir: $R_{gümüş\_tel} < R_{bakır\_tel}$.
Şimdi verilen ifadeleri değerlendirelim:
- I. Gümüş telin direnci bakır telin direncinden büyüktür.
Yukarıdaki analizimize göre, $R_{gümüş\_tel} < R_{bakır\_tel}$ olmalıdır. Bu ifade, analizimizle çelişmektedir. Dolayısıyla, I. ifade yanlıştır.
- II. Devrenin direnci arttıkça ampul parlaklığı azalır.
Ohm Kanunu'na göre $I = V / R_{toplam}$. Devrenin toplam direnci ($R_{toplam}$) artarsa, devreden geçen akım ($I$) azalır. Ampul parlaklığı akımla doğru orantılı olduğundan, akım azalınca parlaklık da azalır. Bu, elektriğin temel prensiplerinden biridir. Dolayısıyla, II. ifade doğrudur.
- III. Maddelerin iletkenlikleri arasındaki ilişki Bakır > Gümüş şeklindedir.
Direnç ($R$) iletkenlik ($\sigma$) ile ters orantılıdır ($R = \rho \frac{L}{S}$ ve $\sigma = 1/\rho$). Biz $R_{gümüş\_tel} < R_{bakır\_tel}$ olduğunu bulduk. Bu, gümüş telin direncinin daha az olduğu anlamına gelir. Daha az direnç, daha yüksek iletkenlik demektir. Dolayısıyla, gümüşün iletkenliği bakırdan daha büyüktür: $\sigma_{gümüş} > \sigma_{bakır}$. Verilen ifade ise Bakır > Gümüş şeklindedir, yani $\sigma_{bakır} > \sigma_{gümüş}$ olduğunu belirtir. Bu, analizimizle çelişmektedir. Dolayısıyla, III. ifade yanlıştır.
Sonuç olarak, verilen ifadelerden sadece II. ifade doğrudur.
Cevap B seçeneğidir.