Cho mạch điện như hình vẽ.
.png)
Đèn Đ có ghi: 6 V – 3 W. Thay đổi biến trở R để công suất trên nó đạt giá trị cực đại và bằng 9 W, khi đó đèn sáng bình thường. Tìm giá trị của R0 và U. Bỏ qua điện trở của dây nối.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiện trở của đèn là: Rđ = 12 Ω, đặt R = x.
Điện trở tương đương của mạch:
\({R_{td}} = \frac{{12x}}{{12 + x}} + {R_o} = \frac{{(12 + {R_o})x + 12{R_o}}}{{12 + x}}\)
Cường độ dòng điện trong mạch:
\(I = \frac{U}{{{R_{td}}}} = \frac{{U(12 + x)}}{{(12 + {R_o})x + 12{R_o}}}\)
Cường độ dòng điện qua biến trở:
\({I_x} = I\frac{{12}}{{x + 12}} = \frac{{U(12 + x)}}{{(12 + {R_o})x + 12{R_o}}}\)
Công suất trên biến trở:
\(\begin{array}{l} {P_x} = {I^2}_xx = \frac{{{{12}^2}{U^2}x}}{{{{\left[ {(12 + {R_o})x + 12{R_o}} \right]}^2}}}\\ \Rightarrow {P_x} = \frac{{{{12}^2}{U^2}}}{{{{\left[ {(12 + {R_o})\sqrt x + \frac{{12{R_o}}}{{\sqrt x }}} \right]}^2}}} \le \frac{{{{12}^2}{U^2}}}{{4.12.{R_o}(12 + {R_o})}} = \frac{{3{U^2}}}{{{R_o}(12 + {R_o})}} = 9W\\ \Rightarrow {\rm{ }}{U^2}\; = {\rm{ }}3.{R_0}(12{\rm{ }} + {\rm{ }}{R_0}){\rm{ }}\left( 1 \right) \end{array}\)
Dấu “ = ” xảy ra khi \(x = \frac{{12{R_0}}}{{(12{\rm{ }} + {\rm{ }}{R_0})}}\)
Khi đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế hai đầu biến trở bằng hiệu điện thế hai đầu đèn bằng 6 V
\(\frac{{12U}}{{(12 + {R_o})x + 12{R_o}}}.\frac{{12{R_o}}}{{12 + {R_o}}} = \frac{{12U}}{{(12 + {R_o})\frac{{12{R_o}}}{{12 + {R_o}}} + 12{R_o}}}.\frac{{12{R_o}}}{{12 + {R_o}}} = 6\)
Hay: U = 12 + R0 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: R0 = 6 Ω và U = 18 V.
Câu hỏi liên quan
-
Cho mạch điện như hình vẽ sau:
(1).png)
Q1, Q2 lần lượt là nhiệt lượng tỏa ra ở R1, R2 trong cung thời gian t. So sánh Q1, Q2.
-
Hai điện trở R1 = R2 = 100 Ω. Người ta mắc hai điện trở đó lần lượt bằng hai cách: song song và nối tiếp, rồi nối vào mạch điện có hiệu điện thế 100V. Xác định nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở trong hai trường hợp trong thời gian 30 phút . Có nhận xét gì về kết quả tìm được.
-
Cho mạch điện như hình vẽ (Hình 3). UAB = 90V; R1 = 40 Ω; R2 = 90Ω; R4 = 20Ω; R3 là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, dây nối và khoá K.
.png)
Khi mở khóa K và điều chỉnh cho R3 = 30Ω. Tính số chỉ của ampe kế.
-
Ở công trường xây dựng có sử dụng một máy nâng, để nâng khối vật liệu có trọng lượng 2000N lên tới độ cao 15m trong thời gian 40 giây. Phải dùng động cơ điện có công suất nào dưới đây là thích hợp cho máy nâng này nếu tính cả công suất hao phí?
-
Trên một bóng đèn có ghi Đ (6V - 6W). Khi mắc đèn vào hai điểm có U = 3V thì công suất tiêu thụ của đèn là:
-
Điện trở của bếp điện làm bằng nikêlin có chiều dài 3m, tiết diện 0,068 mm2 và điện trở suất \(1,1.10^{ -6} \Omega m\). Được đặt vào hiệu điện thế U = 220V và sử dụng trong thời gian 15 phút. Xác định công suất của bếp?
-
Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80\(\Omega\)và cường độ dòng điện qua bếp khi đó là I = 2,5 A. Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu 25oC thì thời gian đun nước là 20 phút. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích. Tính hiệu suất của bếp. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K
-
Trên bóng đèn có ghi 6V – 3W. Khi đèn sáng bình thường thì dòng điện chạy qua đèn có cường độ là:
-
Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế U = 18V; R0 = 0,4 Ω; Đ1, Đ2 là hai bóng đèn giống nhau trên mỗi bóng ghi 12V - 6W. Rx là một biến trở. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn. RA ≈ 0, Rdây ≈ 0. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch hai bóng đèn Đ1, Đ2.
-
Trên bàn là có ghi 220V – 1100W. Khi bàn là này hoạt động bình thường thì nó có điện trở là bao nhiêu?
-
Một bóng đèn laoij 9V - 4,5W được mắc nối tiếp với điện trở R và hiệu điện thế 12V thì bóng đén sáng bình thường. thông tin nào sau đây là sai?
-
Trên một bóng đèn có ghi 12 V– 6W. Chọn phát biểu đúng
-
Cho mạch điện (như hình vẽ):
.png)
AB làm biến trở con chạy C có điện trở toàn phần là 120Ω. Nhờ có biến trở làm thay đổi cường độ dòng điện trong mạch từ 0.9A đến 4.5A. Tìm giá trị của điện trở R1 ? Biết U không đổi.
-
Điện trở của bếp điện làm bằng nikelin R = 48,5 Ω. Bếp được sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V. Công suất tiêu thụ của bếp điện gần đúng nhất là bao nhiêu?
-
Hai bóng đèn giống nhau loại (12V-12W) mắc song song nhau vào hai điểm có hiệu điện thế 12V. Công suất tiêu thụ của các đèn là:
-
Một bếp điện có điện trở R được mắc vào hiệu điện thế U thì dòng điện qua nó có cường độ I. Khi đó công suất của bếp là P. Biểu thức nào sau đây xác định P không đúng?
-
Cho hai đèn Đ1 (3V - 3W); Đ2 (6V - 6W) mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 18V. Xác định các giá trị định mức của bóng đèn?
-
Một bóng đèn có điện trở \(R=12\Omega\) mắc nối tiếp với điện trở R' vào hiệu điện thế 24V thì bóng đèn sáng bình thường và dòng điện qua điện trở R' là 1,5A. Thông tin nào sau đây là sai?
-
Nếu giảm hiệu điện thế ở hai đầu đường dây tải điện lên 100 lần thì công suất hao phí vì toả nhiệt trên đường dây dẫn sẽ:
-
Một quạt điện hoạt động ở hiệu điện thế 220V, sản ra công cơ học Pc = 321W. Biết điện trở trong của động cơ là r = 4 Ω. Tính hiệu suất của động cơ.
