Sorunun Çözümü
Bir ampulün parlaklığı, üzerinden geçen akımın büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Akım ne kadar büyükse, ampul o kadar parlak yanar.
- Ohm Kanunu'na göre: Akım \(I = \frac{V}{R_{toplam}}\) formülü ile bulunur. Burada \(V\) pilin gerilimi, \(R_{toplam}\) ise devrenin toplam direncidir.
- Soruda verilen tüm piller ve ampuller özdeş olduğundan, her devredeki pil gerilimi (\(V\)) ve ampulün direnci (\(R_{ampul}\)) sabittir.
- Devrenin toplam direnci \(R_{toplam} = R_{ampul} + R_{tel}\) şeklindedir.
- Tel direnci: Bir telin direnci \(R_{tel} = \rho \frac{L}{A}\) formülü ile hesaplanır. Burada \(\rho\) telin özdirenci, \(L\) telin uzunluğu ve \(A\) telin kesit alanıdır.
- Soruda gümüş tellerin kesit alanları aynı (\(A\) sabit) ve aynı malzemeden yapılmış (\(\rho\) sabit) olduğu belirtilmiştir. Bu durumda telin direnci (\(R_{tel}\)) doğrudan uzunluğu (\(L\)) ile orantılıdır. Yani, tel ne kadar uzunsa direnci o kadar büyüktür.
- Ampulün en parlak yanması için üzerinden geçen akımın en büyük olması gerekir. Akımın en büyük olması için ise devrenin toplam direncinin (\(R_{toplam}\)) en küçük olması gerekir.
- \(R_{toplam}\) değerini en küçük yapmak için \(R_{tel}\) değerini en küçük yapmalıyız. Bu da telin uzunluğunun (\(L\)) en kısa olması anlamına gelir.
Devrelerdeki tel uzunlukları:
- 1. ampul: Uzunluk L
- 2. ampul: Uzunluk 2L
- 3. ampul: Uzunluk 3L
- 4. ampul: Uzunluk 4L
En kısa tel uzunluğu 'L' ile 1. ampul devresinde bulunmaktadır. Bu durumda 1. devrenin toplam direnci en küçük olacak, dolayısıyla üzerinden geçen akım en büyük olacak ve 1. ampul en parlak ışık verecektir.
Cevap A seçeneğidir.