Ampulün parlaklığının artması, devreden geçen akımın artması anlamına gelir. Ohm Kanunu'na göre, bir devredeki akım ($I$), gerilim ($V$) ile doğru orantılı, toplam direnç ($R_{toplam}$) ile ters orantılıdır: $I = V / R_{toplam}$. Pilin gerilimi sabit olduğuna göre, ampulün parlaklığını artırmak için devrenin toplam direncini azaltmak gerekir.
K iletken telinin (bakır çubuk) direnci ($R_K$), malzemenin özdirenci ($\rho$), telin uzunluğu ($L$) ve kesit alanı ($A$) ile şu şekilde ilişkilidir:
$$R_K = \rho \frac{L}{A}$$
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Kesit alanı aynı bırakılarak uzunluğu artırılırsa: Uzunluk ($L$) artarsa, direnç ($R_K$) artar. Bu durumda devrenin toplam direnci artar ve akım azalır, ampulün parlaklığı azalır.
- B) Aynı boyutlarda direnci daha büyük demir kullanılırsa: Bakır yerine özdirenci ($\rho$) daha büyük olan demir kullanılırsa, direnç ($R_K$) artar. Bu durumda devrenin toplam direnci artar ve akım azalır, ampulün parlaklığı azalır.
- C) Yatay olarak ortadan ikiye kesilirse: Bu ifade genellikle telin uzunluğunun yarıya indirilmesi olarak yorumlanır. Eğer uzunluk ($L$) yarıya indirilirse, direnç ($R_K$) yarıya iner. Bu durumda devrenin toplam direnci azalır ve akım artar, ampulün parlaklığı artar. Ancak, bu ifade bazen telin kesit alanının yarıya indirilmesi (boyuna kesilmesi) olarak da yorumlanabilir ki bu durumda direnç artar. Bu belirsizlik nedeniyle diğer seçenekleri de değerlendirmek önemlidir.
- D) Uzunluğu aynı bırakılarak kesit alanı artırılırsa: Kesit alanı ($A$) artırılırsa, direnç ($R_K$) azalır (çünkü direnç kesit alanı ile ters orantılıdır). Bu durumda devrenin toplam direnci azalır ve akım artar, ampulün parlaklığı artar.
Ampulün parlaklığını artırmak için K iletken telinin direncini azaltmamız gerekmektedir. Seçenek D, direnci azaltmanın net ve kesin bir yolunu sunmaktadır: uzunluğu sabit tutarak kesit alanını artırmak, direnci doğrudan azaltır ve dolayısıyla akımı artırarak ampulün parlaklığını yükseltir.
Cevap D seçeneğidir.