一个标有“12V,6W”的灯泡L1和另一个标有“6V,3.6W”的灯泡L2并联后,接在电压可调的电源E上(电压调整范围是0-20w伏),在灯泡的工作电压都不超过其额定值的条件下,它们的最大总功率
问题描述:
一个标有“12V,6W”的灯泡L1和另一个标有“6V,3.6W”的灯泡L2并联后,接在电压可调的电源E上(电压调整范围是0-20w伏),在灯泡的工作电压都不超过其额定值的条件下,它们的最大总功率为P并;若将上述两个灯泡串联后,再接入电源E,在灯泡的工作电压都不超过其额定值的条件下,它们的最大总功率为P串,求P并和P串的值?(设灯泡电阻不随温度变化)
答
灯泡L1和L2的电阻、额定电流分别为
R1=
=
U
21
P1
=24Ω,R2=(12V)2 6W
=
U
22
P2
=10Ω;(6V)2 3.6W
I1=
=0.5A,I2=P1 U1
=0.6A;P2 U2
在两灯并联时,且工作电压都不超过其额定值,电源的电压最大值只能是U并=6V;
此时两灯的功率分别是:
P1′=
=
U
2并
P2
=1.5W,P2′=P2=3.6W,(6V)2 24Ω
总功率为P并=P1′+P2′=5.1W;
在两灯串联时,流过每灯的电流相等,要满足题意,最大电流只能是0.5A,即I串=0.5安;
此时两灯的功率分别是P1″=I并2R1=6W
P2″=I并2R2=(0.5A)2×10Ω=2.5W,P1″=P1=6W,
它们的最在总功率是
P串=P1″+P2″=8.5W.
答:两灯泡并联时的最大功率为5.1W,串联时的最大功率为8.5W.