Bir elektronik bakım teknisyeni, özdeş K, L ve M lambalarının farklı devre bağlantılarında nasıl davrandığını stajyerlerine göstermek istemektedir. Bunun için önce Şekil 1’deki sonra Şekil 2’deki devreyi kuruyor.
[Görsel: Şekil 1 ve Şekil 2 devre şemaları]
Stajyerlere Şekil 2’deki devrede Şekil 1’dekine göre değişen durumları soran teknisyen, aşağıdaki yorumları yapıyorlar.
Emir: Lambaların parlaklığı arttı.
Nur: M lambası devrenin en parlak lambası oldu.
Yasemin: Pilin tükenme hızı arttı.
Buna göre teknisyen hangi stajyerlerin cevabını doğru kabul edecektir?
A) Yalnız Emir
B) Yalnız Nur
C) Emir ve Nur
D) Nur ve Yasemin
E) Emir, Nur ve Yasemin
Elektrik Devrelerinde Lamba Parlaklığı ve Pilin Ömrü Analizi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir lambanın parlaklığı elektriksel gücüyle (P = \frac{V^2}{R} = I^2 \cdot R) doğru orantılıdır. Bir pilin tükenme hızı (ömrü) ise pilden çekilen anakol akımı (I_{\text{anakol}} = \frac{V}{R_{\text{eş}}}) ile doğru orantılıdır; pilden çekilen akım arttıkça pilin tükenme hızı artar.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Şekil 1’deki Devre Durumunun Hesaplanması
Özdeş lambaların her birinin direnci R, pilin gerilimi V olsun. Lambalar birbirine seri bağlı olduğundan devrenin eşdeğer direnci R_{\text{eş1}} = 3R olur.
- Pilden çekilen akım: I_1 = \frac{V}{3R}
- Lambaların uçları arasındaki gerilimler: V_K = V_L = V_M = \frac{V}{3}
Adım 2 — Şekil 2’deki Devre Durumunun Hesaplanması
M lambası pile doğrudan paralel bağlıdır. Üst kolda ise seri bağlı K ve L lambaları bulunmakta ve bu kol da pile paraleldir.
- K ve L lambalarının gerilimi: V_K = V_L = \frac{V}{2}
- M lambasının gerilimi: V_M = V
- Pilden çekilen toplam anakol akımı:
I_2 = I_{KL} + I_M = \frac{V}{2R} + \frac{V}{R} = \frac{3V}{2R}
ÇÖZÜM VE SEÇENEK ANALİZİ
- Emir’in yorumu: Şekil 1’de her bir lambanın gerilimi \frac{V}{3} iken Şekil 2’de K ve L’nin gerilimi \frac{V}{2}'ye, M’nin gerilimi ise V’ye yükselmiştir. Bütün lambaların potansiyel farkı arttığı için parlaklıkları artmıştır (Doğru).
- Nur’un yorumu: Şekil 2’de V_M = V ve V_K = V_L = \frac{V}{2} olduğundan potansiyel farkı en büyük olan M lambası devrenin en parlak lambasıdır (Doğru).
- Yasemin’in yorumu: Pilden çekilen akım I_1 = \frac{V}{3R} değerinden I_2 = \frac{3V}{2R} değerine yükselmiştir. Pilden daha fazla akım çekildiği için pilin tükenme hızı artmıştır (Doğru).
CEVAP: E) Emir, Nur ve Yasemin
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Pilin tükenme hızı ile pilin ömrü birbirine zıttır. Anakol akımı arttığında pilin ömrü azalır, fakat tükenme hızı artar. Sorularda bu iki kavramın farkına dikkat edilmelidir.