một bộ nguồn gồm các nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động ξ= 2v điện trở trong r= 6 Ω cung cấp cho 1 bóng đèn 12V-6W sáng bình thường
a/ nếu có 48 nguồn thì phải mắc chúng như thế nào? tính hiệu suất bộ nguồn theo từng cách mắc?
b/ tìm cách mắc sao cho chỉ cần số nguồn ít nhất? tính số nguồn đó và hiệu suất?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hướng dẫn giải
Giả sử các nguồn được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n nguồn ghép nối tiếp.
Ta có suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là E b = n e = 2 n ; r b = 6 n m
Cường độ dòng điện định mức và điện trở của đèn cần thắp sáng là:
Như vậy với 48 nguồn, để đèn sáng bình thường thì có hai cách ghép thành bộ:
Cách 1: Các nguồn được ghép thành 2 dãy, mỗi dãy có 24 nguồn ghép nối tiếp.
Cách 2: Các nguồn được ghép thành 6 dãy, mỗi dãy có 8 nguồn ghép nối tiếp.
- Hiệu suất của bộ nguồn theo từng cách ghép:
Như vậy có tất cả 3 cách mắc các nguồn để đèn sáng bình thường.
Trong đó cách mắc cần ít nguồn nhất là 36 nguồn được mắc thành 3 dãy song song, mỗi dãy có 12 nguồn ghép nối tiếp.
Hiệu suất của bộ nguồn khi đó: H = 6 n = 6 12 = 50 %
\(\xi=3.5=15\left(V\right);r'=5r=5\left(\Omega\right)\)
\(R_D=\dfrac{U^2_{dm}}{P_{dm}}=6\left(\Omega\right)\)
\(RntR_Dntr\Rightarrow I=\dfrac{P_{dm}}{U_{dm}}=\dfrac{6}{6}=1\left(A\right)\)
\(I=\dfrac{\xi}{R+R_D+r}=1\Rightarrow R+R_D+r=\xi\)
\(\Rightarrow R=15-5-6=4\left(\Omega\right)\)
Hướng dẫn giải
a) Giả sử các đèn được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n đèn ghép nối tiếp.
Cường độ dòng điện định mức và điện trở của các đèn cần thắp sáng là:
Như vậy có thể mắc tối đa 8 bóng đèn để các đèn đều sáng bình thường.
Cách mắc đó là 4 dãy song song, mỗi dãy có 2 đèn ghép nối tiếp.
b) Nếu chỉ có 6 bóng đèn thì có hai cách ghép chúng để các đèn đều sáng bình thường.
Cách 1: Mắc các đèn thành 6 dãy song song, mỗi dãy có 1 đèn.
Cách 2: Mắc các đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn ghép nối tiếp.
Hiệu suất của nguồn điện trong từng cách mắc: H = U E = 6 n 24 = n 4
Cách 1: Mắc các đèn thành 6 dãy song song, mỗi dãy có 1 đèn:
H 1 = n 1 4 = 1 4 = 25 %
Cách 2: Mắc các đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn ghép nối tiếp.
H 2 = n 2 4 = 3 4 = 75 %
Như vậy cách mắc thứ hai có lợi hơn.
Xét trường hợp chỉ có 6 bóng đèn loại đã cho, ta có : xy = 6
Kết hợp với phương trình ( 1 ) trên đây ta tìm được :
x = 2 và do đó y = 3 hoặc x = 6 và do đó y = 1.
Nghĩa là có hai cách mắc 6 bóng đèn loại này:
- Cách thứ nhất : Mắc thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn nối tiếp như sơ đồ Hình 11.3Ga.
- Cách thứ hai : Mắc thành 6 dãy song song, mỗi dãy 1 đèn như Hình 11.3Gb.
Theo cách mắc thứ nhất thì hiệu suất của nguồn là : H 1 = 75%
Theo cách mắc thứ hai thì hiệu suất của nguồn là : H 2 = 25%
Vậy cách mắc thứ nhất có lợi hơn vì có hiệu suất lớn hơn năng vô ích nhỏ hơn.
Đáp án B
Gọi n là số dãy, m là số nguồn trên một dãy
Cường độ dòng điện qua đèn là: