Question

将一个标有“24V、48W”的电灯接在电源电压U=36V、内电阻r=2Ω的直流电源下使用，今有“2Ω、50W”的定值电阻R若干只可供选用，请按下列要求设计两种简单的电路使电灯能正常发光．
（1） ①定值电阻与电灯串联作分压电阻使用．  ②定值电阻与电灯并联作分流电阻使用．
（以上两问需写出设计根据要点，画出电路图）
（2） 在你设计两种电路中哪种方案较好，说明理由．

Answer

（1）①定值电阻与电灯串联作分压电阻使用．通过电路的电流相等，根据欧姆定律可计算分压电阻的大小．
②定值电阻与电灯并联作分流电阻使用．电路两端的电压相等，根据欧姆定律可计算分流电阻的大小．
（2）根据电功率公式的变形P=I2R计算电路损耗，损耗越小越节能，方案越好．
【解析】
（1）电灯额定电流，电阻，
定值电阻R的额定电流．
①，R串=R总-R-r=18Ω-12Ω-2Ω=4Ω．也就是两个定值电阻串联．
电路图如图
②，．也就是三个定值电阻串联．
电路图如图．
（2）①：PR1=I2R1=（2A）2×4Ω=16W，
Pr1=I2r1=（2A）2×2Ω=8W，
P1损=PR1+Pr1=16W+8W=24W．
②：，
Pr2=I2r=（6A）2×2Ω=72W，
P2损=PR1+Pr1=96W+72W=168W．
∵24W＜168W，
∴①节能，方案1较好．