某同学设计了一种可调节灯光亮度的电路,如图所示.R1=200欧,R2=316欧,当开关扳向触点1时,灯泡正常发光.已知灯L的规格为“220V,100W”电源电压为220伏,当开关S分别扳向触点1,2,3时
问题描述:
某同学设计了一种可调节灯光亮度的电路,如图所示.R1=200欧,R2=316欧,当开关扳向触点1时,灯泡正常发光.已知灯L的规格为“220V,100W”电源电压为220伏,当开关S分别扳向触点1,2,3时灯泡的亮度随之发生变化.问:
(1)小灯泡的阻值是多少?
(2)当开关S扳向哪个触点时,灯变得最暗,此时小灯泡实际消耗的电功率是多少?
(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.
答
(1)小灯泡的阻值是:R=
=
U
2额
P额
=484Ω;(220V)2
100W
(2)分析电路图可知,开关扳向“1”时,灯泡正常发光,扳向“2”或“3”时,灯泡与电阻串联,根据串联电路具有分压作用可知,电阻越大,其两端电压就越大,那么小灯泡两端电压就越小,小灯泡就越暗.
∵R1<R2
∴小灯泡与R2串联时会更暗一些.
此时电路中的实际电流是:I=
=U R+R2
=0.275A,220V 484Ω+316Ω
此时小灯泡实际消耗的电功率是:P实=I2R=(0.275A)2×484Ω=36.6W.
(3)该同学设计的调光电路虽能调节灯泡的亮度,但是不能连续改变灯泡的亮度,可以用滑动变阻器与灯泡串联来调节亮度,电路图如下:
答:(1)小灯泡的阻值是484Ω;
(2)在“3”时,灯的实际功率最小为36.6W;
(3)缺点是不能连续改变灯的亮度,可用滑动变阻器与灯串联来调节亮度,如上图.