Sorunun Çözümü
Ampulün parlaklığının değişmemesi için devrenin toplam direncinin değişmemesi gerekir. Devredeki ampulün direnci sabit olduğuna göre, A ve B uçları arasına konulacak telin direncinin de başlangıçtaki telin direncine eşit olması gerekir.
- Bir iletken telin direnci, telin özdirencine ($\rho$), boyuna (L) ve kesit alanına (S) bağlıdır. Formülü: $$R = \rho \frac{L}{S}$$
- Başlangıçtaki telin direnci $R_{ilk}$ olsun. Telin boyu L ve kesit alanı S olduğu için: $$R_{ilk} = \rho \frac{L}{S}$$
- Ampulün parlaklığının değişmemesi için, A ve B arasına konulacak yeni telin direnci de $R_{ilk}$ değerine eşit olmalıdır. Yani $R_{yeni} = R_{ilk}$ olmalıdır.
- Tüm seçeneklerdeki teller aynı cinsten olduğu için özdirençleri ($\rho$) aynıdır. Bu durumda, yeni telin boyunun kesit alanına oranı, başlangıçtaki telin boyunun kesit alanına oranına eşit olmalıdır: $$\frac{L_{yeni}}{S_{yeni}} = \frac{L}{S}$$
- Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Boy = L, Kesit Alanı = 2S. Direnç: $R_A = \rho \frac{L}{2S} = \frac{1}{2} R_{ilk}$. (Direnç azalır, parlaklık artar.)
- B) Boy = L, Kesit Alanı = S/2. Direnç: $R_B = \rho \frac{L}{S/2} = 2 \rho \frac{L}{S} = 2 R_{ilk}$. (Direnç artar, parlaklık azalır.)
- C) Boy = 2L, Kesit Alanı = S. Direnç: $R_C = \rho \frac{2L}{S} = 2 \rho \frac{L}{S} = 2 R_{ilk}$. (Direnç artar, parlaklık azalır.)
- D) Boy = 2L, Kesit Alanı = 2S. Direnç: $R_D = \rho \frac{2L}{2S} = \rho \frac{L}{S} = R_{ilk}$. (Direnç değişmez, parlaklık değişmez.)
- D seçeneğindeki telin direnci, başlangıçtaki telin direncine eşittir. Bu durumda devrenin toplam direnci değişmeyeceği için ampulün parlaklığı da değişmez.
Cevap D seçeneğidir.