Ta thấy hình 11.2

[(Rb nối tiếp với Đ2) song song với Đ1].

a) I 1   =   P đ m 1 / U đ m 1   =   1 A

I 2   =   P đ m 2 / U đ m 2   =   1 , 5 A

b) Giải thích

Vẽ đúng sơ đồ

c) Hiệu điện thế của đoạn mạch khi cường độ dòng điện lớn nhất qua mạch là I m a x   =   I 1   =   1 A

Điện trở các đèn là:

R 1   =   U 2 đ m 1 / P đ m 1   =   12

R 2   =   U 2 đ m 2 / P đ m 2   =   4

Hiệu điện thế tối đa của đoạn mạch khi hai đèn mắc nối tiếp là:

U m a x   =   I m a x .   ( R 1   +   R 2 )   =   16 V

Công suất của đèn 1 là 12W

Công suất đèn 1 là I m a x . R 2   =   1 . 4   =   4 W

Đèn sáng bình thường thì U Đ = U Đ đ m  = 2,5V < U = 12V

→ Phải mắc nối tiếp bóng đèn và biến trở với nhau. Sơ đồ mạch điện như hình vẽ:

a) Sơ đồ mạch điện

b) Số chỉ của vôn kế và ampe kế

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

E b = 5 . e = 5 . 2 = 10 ( V )   ;   r b = 5 . r = 5 . 0 , 2 = 1 ( Ω ) .

Điện trở và cường độ định mức của đèn:

R Đ = U Ñ 2 P Ñ = 6 2 6 = 6 ( Ω )   ;   I đ m = P Ñ U Ñ = 6 6 = 1 ( A ) .

Mạch ngoài có:  R t   n t   ( R Đ / / R )

Khi  R t = 2 Ω

R Đ R = R Đ . R R Đ + R = 6.3 6 + 3 = 2 ( Ω ) ⇒ R N = R t + R Đ R = 2 + 2 = 4 ( Ω ) ; I = I . t = I Đ R = E b R N + r b = 10 4 + 1 = 2 ( A ) ; U V = U N = I . R N = 2 . 4 = 8 ( V ) . U Đ R = U Đ = U R = I . R Đ R = 2 . 2 = 4 ( V ) ; I A = I Đ = U Đ R Đ = 4 6 = 2 3 ( A ) ;

c) Tính  R t để đèn sáng bình thường

Ta có:  R N = R t + R Đ R = R t + 2 ;

I = I đ m + I đ m . R Đ R 2 = E b R N + r b ⇒ 1 + 1.6 3 = 3 = 10 R t + 2 + 1 = 10 R t + 3 ⇒ R t = 1 3 Ω .

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:

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:

Cường độ dòng điện định mức của 2 bóng đèn:

\(\left\{{}\begin{matrix}P_1=U_1.I_1\Rightarrow I_1=\dfrac{P_1}{U_1}=\dfrac{6}{6}=1\left(A\right)\\P_2=U_2.I_2\Rightarrow I_2=\dfrac{P_2}{U_2}=\dfrac{3}{6}=0,5\left(A\right)\end{matrix}\right.\)

Điện trở của mỗi bóng đèn khi đèn sáng bình thường:

\(\left\{{}\begin{matrix}R_1=\dfrac{U_1}{I_1}=\dfrac{6}{1}=6\left(\Omega\right)\\R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{6}{0,5}=12\left(\Omega\right)\end{matrix}\right.\)

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:

\(R=\rho\cdot\dfrac{l}{S}=0,4\cdot10^{-6}\cdot\dfrac{20}{0,2\cdot10^{-6}}=40\Omega\)