Nguồn điện E = 24 V , r = 6 Ω được dùng để thắp sáng các bóng đèn.
a) Có 6 đèn 6V – 3W, phải mắc cách nào để các đèn sáng bình thường? Cách nào có lợi nhất.
b) Với nguồn trên, ta có thể thắp sáng tối đa bao nhiêu đèn 6V – 3W. Nêu cách mắc đèn.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Mắc đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy 3 đèn nối tiếp
Hướng dẫn giải
a) Giả sử các đèn được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n đèn ghép nối tiếp.
Cường độ dòng điện định mức và điện trở của các đèn cần thắp sáng là:
Như vậy có thể mắc tối đa 8 bóng đèn để các đèn đều sáng bình thường.
Cách mắc đó là 4 dãy song song, mỗi dãy có 2 đèn ghép nối tiếp.
b) Nếu chỉ có 6 bóng đèn thì có hai cách ghép chúng để các đèn đều sáng bình thường.
Cách 1: Mắc các đèn thành 6 dãy song song, mỗi dãy có 1 đèn.
Cách 2: Mắc các đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn ghép nối tiếp.
Hiệu suất của nguồn điện trong từng cách mắc: H = U E = 6 n 24 = n 4
Cách 1: Mắc các đèn thành 6 dãy song song, mỗi dãy có 1 đèn:
H 1 = n 1 4 = 1 4 = 25 %
Cách 2: Mắc các đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy có 3 đèn ghép nối tiếp.
H 2 = n 2 4 = 3 4 = 75 %
Như vậy cách mắc thứ hai có lợi hơn.
Cường độ qua đèn khi sáng bình thường :
\(I_0=\dfrac{P_đ}{U_đ} =0,5A\)
Điện trở của đèn :\( R_0=\dfrac{U_d^2}{P_đ}=12\Omega\)
Giả sử các đèn mắc thành y dãy song song, mỗi dãy có x đèn nối tiếp
Cường độ dòng điện mạch chính là \(I=y.I_0\)
Theo định luật Ôm cho mạch kín : \( I=\dfrac{E}{R+r} \)
\(yI_0=\dfrac{E}{\dfrac{xR_0}{y}+r } \)
Suy ra : \(xR_0I_0+yI_0.r=E\)
\(\Rightarrow 6x+3y=24\)
\(\Rightarrow 2x+y=8 (1)\)
Dùng bất đẳng thức côsi ta có :
\(2x+y\geq2\sqrt{2xy} \)
Số đèn tổng cộng : \(N=xy\)
Vậy \(2\sqrt{2N}\leq 8 \) hay \(N\leq 8\)
Số đèn tối đa có thể thắp sáng bình thường là $N=8$
Khi đó $2x=y$
Mà $2x+y=8$
Suy ra $y=4;x=2$
Vậy các đèn phải mắc thành $4$ dãy song song mỗi dãy 2 đèn nối tiếp.
Cho mình hỏi cái cách mắc y dãy song song, mỗi dãy x đèn làm sao mà bạn nghĩ ra cách mắc như thế vậy?