山区某工地施工时,照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为每米0.018欧,如果电源两端的电压为220
问题描述:
山区某工地施工时,照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为每米0.018欧,如果电源两端的电压为220伏,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率.(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
答
(1)由P=
可得,灯泡的电阻R1=U2 R
=U2 P1
=484Ω,R2=(220V)2 100W
=U2 P2
=242Ω;(220V)2 200W
由并联电路的特点
=1 R
+1 R1
,得两灯泡的并联电阻:1 R2
=1 R并
+1 484Ω
,得:R并≈161Ω;1 242Ω
(2)导线电阻R线=0.01 8Ω/m×250m×2=9Ω;电路总电阻R总=R并+R线=161Ω+9Ω=170Ω;
(3)电路总电流I总=
≈1.29A;220V 170Ω
(4)导线上消耗的功率为:P线=I总2R线=(1.29A)2×9Ω≈15W;
灯泡电压U并=U-IR线=220V-1.29A×9Ω=208.39V,
灯泡的实际功率P1=
=
U
2并
R1
≈90W,P2=(208.39V)2 484Ω
=
U
2并
R2
≈179W.(208.39V)2
242Ω
答:照明时导线上所消耗的功率是15W;每只灯泡实际所消耗的功率分别为90W与179W.