某同学设计了一种可调节亮度的电路,当开关S扳向触点1时,灯泡正常发光,已知灯泡L的规格为

电功电能 已结 1 348
给我一朵花
给我一朵花 2021-4-4 10:45

某同学设计了一种可调节亮度的电路,当开关S扳向触点1时,灯泡正常发光,已知灯泡L的规格为“220V 100W”,电源电压为220V。当开关S分别扳向触点1、2、3时,灯泡亮度随之发生变化,问:

(1)当开关S扳向触点2时,灯泡实际消耗的功率为81W,则电阻R1的阻值是多少?

(2)当开关S扳向触点3时,发现灯泡变得更暗,则电阻R2和R1的阻值哪个大?

(3)指出该同学设计的调光电路还存在什么缺陷?画出一种改进后的电路图。

1条回答
  •  周敏
    周敏 (楼主)
    2021-4-20 09:21

    解析:

    1)当S1时,灯泡L正常发光表明电源电压为220V。灯泡电阻为

    RL=

    UL2

    =

    (220V)2

    =484Ω

    PL

    100W

    S2时,LR1串联,L实际功率为81W,则此电路中的电流为:

    I2=I12=IL2=

    PL

    =

    81W

    RL

    484Ω

    解之得:

    I1=

    9A

    22

    R1两端的电压为:

    PL’=

    UL2

    =

    UL2

    =81W

    RL

    484Ω

    解得

    UL’=198V

    U1=U-UL=220V-198V=22V

    其电阻大小为:

    R1=

    U1

    =

    22V×22

    =53.78Ω

    I1

    9A

    2)当S3时,LR2串联,此灯泡比S2时更暗,表明灯泡的实际功率更小,电流更小,总电阻更大。故R2大于R1.

    3)电路的缺陷看从哪个角度来分析。例如:从节能角度来看,设计的电路中,R1R2消耗了较多电能,可将R1R2更换为电感元件等;从改变次数上看,只能改变3次,用用滑动变阻器代替实现无极调光;原设计在拨动调光开关时,无法断开,可再设计一下触点如下图。……


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