Elektrik devrelerinde lambaların yanma ve sönme durumları ile lamba parlaklıkları çözümlü soruları.
1.SORU : Özdeş lambalardan oluşan şekildeki devrede S anahtarı açık durumdadır. Buna göre S anahtarı kapalı konuma getirildiğinde K, L, M ve N lambalarının parlakları için ne söylenebilir?
ÇÖZÜM :
Bu sorunun çözümü için eşdeğer direnci ve akım şiddetini hesaplama, paralel kollarda akımı paylaştırma ve güç formülü ile güç-akım arasında doğru orantı kurma bilinmelidir.
Lamba parlaklıkları ile lamba üzerinden geçen akımlar doğru orantılıdır.
Bu nedenle öncellikle anahtar açık ve kapalıyken devrenin eşdeğer dirençleri hesaplamalı, ardından V= I.R ile ana koldan geçen akımı bulmalıyız.
S anahtarı açıkken akım geçmediği için K lambası yanmayacaktır. Buna göre devrede
şekilde gösterildiği gibi L, M ve N lambası ışık verir.
V = I.(R +R/2) den ana kolda L lambası üzerinde akım I = 2V/3R dir.
M ve N lambaları ise özdeş lambalar olduğu için akımlar eşit ve I = V/3R olur.
Bu durumda ana koldaki L lambası üzerinden 2i/3 akım geçerken, paralel kollardaki lambalardan i/3 akım geçer.
S anahtarı kapalıyken tüm lambalar ışık verir,
K, L ve M, N nin bulunduğu paralel kolda eşdeğer dirençler eşit ve R/2 dir. Buna göre potansiyel farkları ve akımları da eşit olacaktır.
V = I. (R/2 + R/2) den tüm lambalarda akımlar eşit ve I = 2V/R olur.
Tabloda anahtar açık ve kapalıyken lambalar üzerindeki akım şiddetleri verilmiştir. Buna göre S anahtarı kapatıldığında, K lambası yanmaya başlar, L lambasının parlaklığı azalırken, M ve N lambasının parlaklığı artar ve tüm lambalar eşit parlaklıkta yanar.
2.SORU : Özdeş lambaların bulunduğu devrede voltmetre ve ampermetre şekildeki gibi bağlanmıştır. Buna göre hangi lambalar ışık verir?
ÇÖZÜM :
Bu sorunun çözümü için ampermetre ve voltmetrenin devreye nasıl bağlandığı bilinmelidir.
Ampermetre devreye seri, voltmetre ise paralel bağlanmalıdır.
Devrede P, K ve L lambaları birbirine paralel bağlanmıştır ve ampermetrelerden birincisi ana kola, ikincisi P lambasına seri bağlandığı için lambaları etkilemez. P, K ve L lambası ışık verir.
M ve N lambaları da birbiriyle paralel bağlıdır. Ancak N lambası ile voltmetre birbirine seri bağlanmıştır. Voltmetre üzerinden akım geçmediği için N lambası ışık vermez. Diğer koldaki M lambası ise ışık verir.
3.SORU : Özdeş lamba ve üreteçlerle kurulu şekildeki devrede. K, L, M ve N lambalarının ışık şiddetleri nasıl sıralanır?
ÇÖZÜM :
Tüm devrelerde V = I.R den lambalar üzerinden geçen akımlar bulunur.
K için; 2V = I.R akım IK = 2i
L için; 2V = I.R akım IL = 2i
M için; V = I.R/2 akım IM = 1i
N için; V =I.2R akım IN = i/2
Lambaların ışık şiddeti, lamba üzerinden geçen akım ile doğru orantılıdır. Buna göre;
ışık şiddetleri K = L > M > N şeklindedir.