Cho mạch điện như hình vẽ, đèn sáng bình thường Uđm=6V và Iđm=0,75A. Đền được mắc với biến trở có điện trở lớn nhất bằng 16ôm và Umn không đổi bằng 12V. Tính Rx của biến trở để đèn sáng bình thường.
Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức U Đ = 6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ I Đ = 0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V. Nếu mắc đèn và biến trở vào hiệu điện thế U đã cho theo sơ đồ hình 11.1 SBT (hình bên) thì phần điện trở R 1 của biến trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường?
Đèn được mắc song song với phần R 1 của biến trở và đoạn mạch song song này được mắc nối tiếp với phần còn lại R 2 ( R 2 = 16 – R 1 ) của biến trở.
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch song song là U Đ = 6V và do đó hiệu điện thế ở hai đầu phần còn lại của biến Hình 11.3 trở là:
U 2 = U – U Đ = 12 – 6 = 6V.
Điện trở của đèn là: R Đ = U Đ / I Đ = 6/0,75 = 8Ω
Vì cụm đoạn mạch (đèn // R 1 ) nối tiếp với R 2 nên ta có hệ thức:
(R1D là điện trở tương đương của đoạn mạch đèn // R 1 và U 1 D = U 1 = U Đ = 6V)
Một bóng đèn sáng bình thường với hiệu điện thế định mức U Đ = 6V và khi đó dòng điện chạy qua đèn có cường độ I Đ = 0,75A. Mắc bóng đèn này với một biến trở có điện trở lớn nhất là 16Ω vào hiệu điện thế U = 12V. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để đèn sáng bình thường nếu mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở vào hiệu điện thế U đã cho trên đây?
Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:
I b = I Đ = I = 0,75A
U b + U Đ = U và U Đ = 6V → U b = U – U Đ = 12 – 6 = 6V
Điện trở của biến trở là: R b = U b / I b = 6/0,75 = 8Ω
Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở, đèn sáng bình thường khi:
I b = I Đ = I = 0,75A
U b + U Đ = U và U Đ = 6V → U b = U – U Đ = 12 – 6 = 6V
Điện trở của biến trở là: R b = U b / I b = 6/0,75 = 8Ω
Hai bóng đèn Đ 1 và Đ 2 có cùng hiệu điện thế định mức là U 1 = U 2 = 6V; khi sáng bình thường có điện trở tương ứng là R 1 = 12Ω và R 2 = 8Ω . Mắc Đ 1 , Đ 2 cùng với một biến trở vào hiệu điện thế không đổi U = 9V để hai đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị R b của biến trở khi hai đèn sáng bình thường
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
Bài 5. Một đoạn mạch gồm một bóng đèn ghi 12V - 6W được mắc nối tiếp với một biến trở và đặt vào hiệu điện thế không đổi 18V như hình vẽ. Điện trở của dây nối và ampe kế rất nhỏ
a, Bóng đèn sáng bình thường, tính điện trở của biến trở và số chỉ của ampekế khi đó.
b, Tính điện năng tiêu thụ của toàn mạch trong thời gian 20 phút.
\(R_Đ=\dfrac{U^2_Đ}{P_Đ}=\dfrac{12^2}{6}=24\Omega\)
\(I_m=I_Đ=\dfrac{P}{U}=\dfrac{6}{12}=0,5A\)
\(R_{tđ}=\dfrac{U}{I}=\dfrac{18}{0,5}=36\Omega\)
\(R_b=R_{tđ}-R_Đ=36-24=12\Omega\)
1 bóng đèn có ghi 12V-6W, mắc vào nguồn điện Uab=20V
a) Phải mắc thêm 1 biến trở như thế nào để đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện. Tìm giá trị của biến trở?
b) Biến trở trên có điện trở lớn là 20Ω bằng dây nikelin có điện trở suất 4.10-7Ωm và tiết diện là 0,05mm2 .Tính chiều dài dây dẫn
a. Phải mắc nối tiếp. Bạn tự vẽ sơ đồ mạch điện nhé!
\(I=I1=I2=\dfrac{P1}{U1}=\dfrac{6}{12}=0,5A\left(R1ntR2\right)\)
\(U2=U-U1=20-12=8V\)
\(\Rightarrow R2=U2:I2=8:0,5=16\Omega\)
b. \(R=p\dfrac{l}{S}\Rightarrow l=\dfrac{R\cdot S}{p}=\dfrac{20\cdot0,05\cdot10^{-6}}{4\cdot10^{-7}}=2,5\left(m\right)\)
b) S= 0.05mm^2= 0.05*10^-6 m^2
R=p*(l/S) => l=(R/p)*S= (20/4.10^-7)*0.05.10^-6=2.5m
Phần II. Tự luận
Có hai đèn ghi Đ1 (12V – 12W), Đ2 (6V – 9W) và nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 18V.
a) Tính cường độ dòng điện định mức của hai đèn?
b) Để đèn sáng bình thường khi mắc vào hiệu điện thế U thì phải dùng biến trở R thì biến trở được mắc như thế nào? Vẽ sơ đồ mạch điện?
c) Nếu chỉ có hai bóng đèn mắc nói tiếp với nhau thì hiệu điện thế lớn nhất của đoạn mạch là bao nhiêu? Tính công suất của mỗi đèn?
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
Cho mạch điện hình vẽ:
Biết R = 4 Ω , đèn Đ ghi 6 V − 3 W , U A B = 9 V không đổi, R x là biến trở. Điện trở của đèn không đổi. Xác định giá trị của R x để đèn sáng bình thường.
A. 12 Ω
B. 6 Ω
C. 24 Ω
D. 9 Ω
Cho các dụng cụ điện sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U=12V, hai bóng đèn D1 (6V-0,4A) và D2 (6V-0,1A) và một biến trở RX
a) Có thể mắc chúng thành mạch điện như thế nào để hai đèn đều chiếu sáng bình thường ? Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở của biến trở RX ứng với mỗi cách mắc
b) Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ, từ đó suy ra nên dùng sơ đồ nào? Vì sao ?
Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5V và cường độ dòng điện dịnh mức 0,4A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V. Đèn và biến trở phải mắc với nhau như thế nào để đèn có thể sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện này
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: