Hai bóng đèn Đ 1 và Đ 2 có cùng hiệu điện thế định mức là U 1 = U 2 = 6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R 1 = 12Ω và R 2 = 8Ω . Mắc Đ 1 , Đ 2 cùng với một biến trở vào hiệu điện thế không đổi U = 9V để hai đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị R b của biến trở khi hai đèn sáng bình thường
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Điện trở lớn nhất của biến trở là: \(R_{max}=\dfrac{U_{max}}{I_{max}}=\dfrac{30}{2}=15\text{ Ω}\)
Tiết diện của dây là:
\(S=\dfrac{pl}{R}=\dfrac{0,4.10^{-6}.2}{15}=0,053.10^{-6}m^2=0,053mm^2\)
Vì dây dẫn có tiết diện tròn nên \(S=\text{π}\dfrac{d^2}{4}\)
\(\Rightarrow d=2\sqrt{\dfrac{S}{\text{π}}}=2\sqrt{\dfrac{0,053}{3,14}}=0,26mm\)
Sơ đồ mạch điện như hình 11.1
Vì hai đèn sáng bình thường nên ta có:
- Cường độ dòng điện qua đèn 1 là:
- Cường độ dòng điện qua đèn 2 là:
Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = I 1 + I 2 = 1,25A.
Biến trở ghép nối tiếp với cụm hai đèn nên I b = I = 1,25A
U b + U 12 = U ↔ U b = U - U 12 = U - U 1 = 9 – 6 = 3V (hai đèn ghép song song U 1 = U 2 = U 12 )
→ Điện trở của biến trở là:
Cường độ dòng điện định mức của 2 bóng đèn:
\(\left\{{}\begin{matrix}P_1=U_1.I_1\Rightarrow I_1=\dfrac{P_1}{U_1}=\dfrac{6}{6}=1\left(A\right)\\P_2=U_2.I_2\Rightarrow I_2=\dfrac{P_2}{U_2}=\dfrac{3}{6}=0,5\left(A\right)\end{matrix}\right.\)
Điện trở của mỗi bóng đèn khi đèn sáng bình thường:
\(\left\{{}\begin{matrix}R_1=\dfrac{U_1}{I_1}=\dfrac{6}{1}=6\left(\Omega\right)\\R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{6}{0,5}=12\left(\Omega\right)\end{matrix}\right.\)
a. \(\left[{}\begin{matrix}\left\{{}\begin{matrix}I1=\dfrac{P1}{U1}=\dfrac{6}{6}=1A\\R1=\dfrac{U1}{I1}=\dfrac{6}{1}=6\Omega\end{matrix}\right.\\\left\{{}\begin{matrix}I2=\dfrac{P2}{U2}=\dfrac{6}{3}=2A\\R2=\dfrac{U2}{I2}=\dfrac{6}{2}=3\Omega\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\)
b. Sơ đồ mạch điện đâu bạn nhỉ?
a)\(I_{Đ1}=\dfrac{U_{Đ1}}{R_{Đ1}}=\dfrac{6}{8}=0,75A\)
\(I_{Đ2}=\dfrac{U_{Đ2}}{R_{Đ2}}=\dfrac{6}{12}=0,5A\)
\(Đ_1//Đ_2\Rightarrow I_Đ=I_{Đ1}+I_{Đ2}=0,75+0,5=1,25A\)
Biến trở mắc nối tiếp hai đèn và để đèn sáng bình thường thì \(I_b=I_Đ=1,25A\)
\(R_Đ=\dfrac{R_1\cdot R_2}{R_1+R_2}=\dfrac{8\cdot12}{8+12}=4,8\Omega\)
\(U_Đ=I_Đ\cdot R_Đ=1,25\cdot4,8=6V\) \(\Rightarrow U_b=U-U_Đ=9-6=3V\)
\(R_b=\dfrac{U_b}{I_b}=\dfrac{3}{1,25}=2,4\Omega\)
b)Điện trở lớn nhất của biến trở:
\(R=\rho\cdot\dfrac{l}{S}=0,4\cdot10^{-6}\cdot\dfrac{20}{0,2\cdot10^{-6}}=40\Omega\)
Vì U = U đ m 1 + U đ m 2 (9 = 6 + 3) nên ta cần mắc hai đèn nối tiếp với nhau.
Xác định vị trí mắc biến trở:
Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn là:
- Vì I đ m 1 > I đ m 2 nên để hai đèn sáng bình thường thì đèn 1 phải nằm ở nhánh chính và đèn 2 nằm ở nhánh rẽ → biến trở cần phải mắc song song với R 2
(vì nếu biến trở mắc song song với R 1 thì khi đó I m ạ c h c h í n h = I đ m 2 = 1A < 1,2A)
Ta mắc sơ đồ mạch điện như hình 11.2:
Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn phải bằng cường độ định mức:
Đồng thời: U 2 b = U 2 = U b = 6V (vì Đèn 2 // biến trở)
Ta có: I = I 1 = I 2 b = 1A = I b + I 2 (vì Đ 1 nt ( Đ 2 // biến trở))
→ Cường độ dòng điện qua biến trở: I b = I 2 b - I 2 = 1 – 0,75 = 0,25A
Điện trở của biến trở khi đèn sáng bình thường: R b = U b / I b = 6/0,25 = 24Ω
Sơ đồ mạch điện:
Vì U 1 = U 2 = 6V < U = 9V nên hai đèn muốn sáng bình thường phải mắc song song với nhau và cả cụm đèn ghép nối tiếp với biến trở R b như hình vẽ.
Để hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng diện qua Đ 1 , Đ 2 lần lượt là:
Đồng thời: U 12 + U b = U = 9V và I = I b = I 12 = I 1 + I 2 = 0,5 + 0,75 = 1,25A (vì (Đèn 1 nt Đ 2 ) // biến trở)
→ U b = U - U 12 = U - U 1 = 9 – 6 = 3V (vì Đ 1 // Đ 2 nên U 12 = U 1 = U 2 )
Điện trở của biến trở khi hai đèn sáng bình thường: R b = U b / I b = 3/1,25 = 2,4Ω