Cho mạch điện như hình vẽ 1. Biết hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch không a. Có thể điều chỉnh biến trở để cả ba đèn sáng bình thường không?
4/5
Cho mạch điện như hình vẽ 1. Biết hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch không đổi là λ=34.104J/kg.và các đèn có ghi: đèn Đ1 (6V−3W); đèn Đ2 (12V−12W); đèn Đ3 (12V−3W),Rb là biến trở.
a. Có thể điều chỉnh biến trở để cả ba đèn sáng bình thường không? Tại sao?
b. Mắc thêm một điện trở R1 vào mạch. Tìm giá trị của biến trở Rb, cách mắc và giá trị của R1 để cả ba đèn sáng bình thường.
c. Ba đèn và điện trở R2 có thể mắc theo cách khác rồi mắc vào hai điểm AB để cả ba đèn sáng bình thường. Tìm cách mắc đó, tính giá trị của biến trở Rb và R2.
d. Tính hiệu suất của hai cách mắc trên. Xem rằng điện năng tiêu thụ trên các bóng đèn là có ích, còn trên các điện trở là vô ích.
Đèn Đ1:Idm1=Pdm1Udm1=36=0,5ARd1=Udm1Idm1=60,5=12Ω
Đèn Đ2:Idm2=Pdm2Udm2=1212=1ARd2=Udm2Idm2=121=12Ω
Đèn Đ3:Idm3=Pdm3Udm3=312=0,25ARd3=Udm3Idm3=120,25=48Ω
Do Idm1≠Idm2+Idm3nên ba đèn không thể sáng bình thường
b. Do Idm1<Idm2+Idm3 nên mắc R1 song song với đèn Đ1.
UR1=Udm1=6VUR1=Udm1=6V⇒R1=UR1IR1=60,75=8Ω
IRb=Idm2+Idm3=1+0,25=1,25AURb=U−Udm1−Udm2=26−6−12=8V⇒Rb=URbIRb=81,25=6,4Ω
c Để cả ba đèn sáng bình thường ta có cách mắc: (Đ1 nt R2)// Đ2// Đ3
IR2=Idm1=0,5AUR2=Udm2−Udm1=12−6=6V⇒R2=UR2IR2=60,5=12ΩIRb=Idm1+Idm2+Idm3=0,5+1+0,25=1,75AURb=U−Udm2=26−12=14V⇒Rb=URbIRb=141,75=8Ω
d.Công suất có ích:Pci=Pdm1+Pdm2+Pdm3=3+12+3=18W
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên các điện trở là:
Cách mắc 1: P1=IR12R1+IRb2Rb=0,752.8+1,252.6,4=14,5W⇒H1=PciPci+P1=1818+14,5=55,4%
Cách mắc 2: P2=IR22R2+IRb2Rb=0,52.12+1,752.8=27,5W
⇒H2=PciPci+P2=1818+27,5=39,6%