Bu soruyu adım adım inceleyelim:
- Adım 1: Direnç Formülü
- Adım 2: Başlangıç Durumu (Önce)
- Adım 3: Son Durum (Sonra)
- Adım 4: Dirençteki Değişim
- Adım 5: Parlaklıktaki Değişim
Bir iletkenin direnci, özdirenci ($\rho$), uzunluğu (L) ve kesit alanı (A) ile şu şekilde ilişkilidir: $$R = \rho \frac{L}{A}$$
Devredeki bakır çubuğun uzunluğu L ve kesit alanı S'dir. Bu çubuğun direnci $R_1 = \rho \frac{L}{S}$ olur. Devrenin toplam direnci, bu çubuğun direnci ile ampulün direncinin ($R_{ampul}$) toplamıdır: $R_{toplam,1} = R_1 + R_{ampul}$.
Bakır çubuk çıkarılıp yerine uzunluğu L ve kesit alanı 2S olan başka bir bakır çubuk yerleştiriliyor. Bu yeni çubuğun direnci $R_2 = \rho \frac{L}{2S}$ olur. Devrenin toplam direnci ise $R_{toplam,2} = R_2 + R_{ampul}$.
Çubukların dirençlerini karşılaştıralım:
$$R_1 = \rho \frac{L}{S}$$
$$R_2 = \rho \frac{L}{2S} = \frac{1}{2} \left( \rho \frac{L}{S} \right) = \frac{R_1}{2}$$
Görüldüğü gibi, $R_2 < R_1$. Yani, bakır çubuğun direnci azalmıştır. Ampulün direnci sabit kaldığı için, devrenin toplam direnci de azalmıştır ($R_{toplam,2} < R_{toplam,1}$).
Sonuç: Direnç Azalır.
Ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın karesiyle ($I^2$) ve ampulün direnciyle ($R_{ampul}$) doğru orantılıdır ($P = I^2 R_{ampul}$). Ohm Kanunu'na göre, devreden geçen akım $I = \frac{V}{R_{toplam}}$ şeklindedir, burada V pilin gerilimi (sabit) ve $R_{toplam}$ devrenin toplam direncidir.
Devrenin toplam direnci azaldığı için ($R_{toplam}$ azalır), devreden geçen akım artacaktır ($I$ artar). Ampulün direnci sabit olduğundan, ampul üzerinden geçen akım arttığında ampulün harcadığı güç ($P = I^2 R_{ampul}$) artar. Güç arttıkça ampulün parlaklığı da artar.
Sonuç: Parlaklık Artar.
Bu sonuçlara göre, direnç azalır ve parlaklık artar.
Cevap C seçeneğidir.