Giải bài 3 trang 63 – Bài 12 – SGK môn Vật lý lớp 11 nâng cao
Hai bóng đèn có công suất định mức lần lượt là 25W và 100W đều làm việc bình thường ở hiệu điện thế 110V. Hỏi :
a) Cường độ dòng điện qua bóng đèn nào lớn hơn?
b) Điện trở của bóng đèn nào lớn hơn?
c) Có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn này vào mạng điện có hiệu điện thế 220 V được không ? đèn nào sẽ dễ hỏng (cháy)?
a) Cường độ dòng điện của đèn \(Đ_1\) (110V, 25W) khi sáng bình thường là:
\({{I}_{1}}=\dfrac{{{P}_{1}}}{{{U}_{1}}}=\dfrac{25}{110}=0,23(A)\)
Cường độ dòng điện của đèn \(Đ_2\) (110V, 100W) khi sáng bình thường là:
\({{I}_{2}}=\dfrac{{{P}_{2}}}{{{U}_{2}}}=\dfrac{100}{110}=0,91(A)\)
\(\Rightarrow {{I}_{2}}>{{I}_{1}}\)
b) Điện trở của đèn \(Đ_1\) (110V, 25W) khi sáng bình thường là:
\({{R}_{{{Đ}_{1}}}}=\dfrac{U_{1}^{2}}{{{P}_{1}}}=\dfrac{{{110}^{2}}}{25}=484(\Omega )\)
Điện trở của đèn \(Đ_2\) (110V, 100W) khi sáng bình thường là:
\({{R}_{{{Đ}_{2}}}}=\dfrac{U_{2}^{2}}{{{P}_{2}}}=\dfrac{{{110}^{2}}}{100}=121(\Omega )\)
\(\Rightarrow {{R}_{{{Đ}_{1}}}}>{{R}_{{{Đ}_{2}}}}\)
c) Khi mắc nối tiếp 2 bóng đèn vào mạng điện có hiệu điện thế là 220V thì cường độ dòng điện qua hai đèn bằng nhau và bằng:
\(I=\dfrac{U}{{{R}_{{{Đ}_{1}}}}+{{R}_{{{Đ}_{2}}}}}=\dfrac{220}{484+121}=0,36(A) \)
Ta có: \(I>I_1\) và \(I < I_2\) nên đèn \(Đ_1\) sáng mạnh hơn bình thường và đèn \(Đ_2\) sáng yếu hơn bình thường, do đó đèn \(Đ_1\) dễ hỏng hơn.
GHI CHÚ:
- Công của dòng điện: \(A=qU=UIt\)
- Công suất của dòng điện: \(P=\dfrac{A}{t}=UI\)
- Định luật Jun - Len-xơ: Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn: \(Q=RI^2t\)
- Công của nguồn điện: \(A=qE=EIt\)
- Công suất của nguồn điện: \(P=\dfrac{A}{t}=EI\)
- Suất phản điện của máy thu điện: \(E_p=\dfrac{A'}{q}\)
- Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện: \(A_p=A'+Q'=E_pIt+r_pI^2t=UIT\)