10. Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt là 3V và 9V. Điện trở của đèn lần lượt là 3Ω và 10Ω. Mắc hai đèn này với biến trở vào một hiệu điện thế 12V. Vẽ mạch để đèn sáng bth. Tính điện trở của biến trở Rb
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
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:
Cường độ dòng điện chạy qua biến trở là: I b = I đ m 1 - I đ m 2 = 0,2A
Biến trở ghép song song với đèn 2 nên U b = U đ m 2 = 3V
Điện trở của biến trở: R b = U b / I b = 3/0,2 = 15Ω
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:
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:
\(R=\rho\cdot\dfrac{l}{S}=0,4\cdot10^{-6}\cdot\dfrac{20}{0,2\cdot10^{-6}}=40\Omega\)
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
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 \(S=\text{π}\dfrac{d^2}{4}\)
\(\Rightarrow d=2\sqrt{\dfrac{S}{\text{π}}}=2\sqrt{\dfrac{0,053}{3,14}}=0,26mm\)