Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220V – 100W

Giải SBT Vật Lí 9 Bài 12:

Bài 12.17 trang 37 SBT Vật Lí 9:

a) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V. Tính công suất của đoạn mạch song song này và cường độ dòng điện mạch chính.

b) Mắc hai đèn trên dây nối tiếp với nhau rồi mắc đoạn mạch này vào hiệu điện thế 220V. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn và công suất điện của đoạn mạch nối tiếp này cho rằng điện trở của mỗi đèn khi đó bằng 50% điện trở của đèn đó khi sáng bình thường.

Tóm tắt:

Đèn 1: U_đm1 = U₁ = 220V;

P_đm1 = P₁ = 100W;

Đèn 2: U_đm2 = U₂ = 220V,

P_đm2 = P₂ = 75W;

a) Đ₁ mắc // Đ₂; U = 220V;

P_songsong = P_ss = ?; I = ?

b) Đ₁ mắc /nt Đ₂; U = 220V;

R’₁ = 50%R₁; R’₂ = 50%R₂;

U’₁ = ?; U’₂ = ?; P_nt = ?

Lời giải:

a) Điện trở của dây tóc bóng đèn Đ₁ và Đ₂:

$R_1=\frac{U^2}{{\text{P}}_1}=\frac{{220}^2}{100}=484\Omega ;R_2=\frac{U^2}{{\text{P}}_2}=\frac{{220}^2}{75}=645,33\Omega$

Cường độ dòng điện chạy trong mỗi đèn lần lượt là:

$I_1=\frac{{\text{P}}_1}{U_1}=\frac{100}{220}=\frac{5}{11}A{I}_2=\frac{{\text{P}}_2}{U_2}=\frac{75}{220}=\frac{15}{44}A$

Cường độ dòng điện mạch chính:

$I=I_1+I_2=\frac{5}{11}+\frac{15}{44}=0,795A$

Công suất điện của đoạn mạch song song:

P = P ₁ + P ₂ = 100 + 75 = 175W

Lưu ý: Ta có thể tìm I nhanh hơn bằng cách tính P _{toàn mạch} trước:

P  = P ₁ + P ₂ = 100 + 75 = 175W

Vì P  = U.I nên

I = P  : U = 175 : 220 = 0,795A

b) Đ₁ mắc /nt Đ₂, khi đó điện trở của mỗi đèn là:

R’₁ = 50%R₁ = 0,5.484 = 242Ω;

R’₂ = 50%R₂ = 0,5.645,33 = 322,67Ω

Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp:

R’ = R’₁ + R’₂ = 242 + 322,67 = 564,67Ω

Cường độ dòng điện qua mạch:

I’ = U / R’ = 220 / 564,67 ≈ 0,39A

⇒ I’ = I’₁ = I’₂ = 0,39A.

Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 và Đ₂:

U’₁ = I’ . R’₁ = 0,39.242 = 94,38V.

U’₂ = I’ . R’₂ = 0,39.322,67 = 125,84V.

Công suất điện của đoạn mạch:

P _nt = U’.I’ = 220.0,39 = 85,8W