Trên một bàn là có ghi 110V – 550W

Giải SBT Vật Lí 9 Bài 14:

Bài 14.5 trang 40 SBT Vật Lí 9:

a) Tính điện trở của bàn là và bóng đèn khi chúng hoạt động bình thường.

b) Có thể mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V được không? Vì sao? Cho rằng điện trở của bàn là và bóng đèn có giá trị đã tính ở câu a).

c) Có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để chúng không bị hỏng? Tính công suất của mỗi dụng cụ khi đó.

Tóm tắt:

U_đm1 = 110V; P_đm1 = 550W;

U_đm2 = 110V; P_đm2 = 40W ;

a) R₁ = ?; R₂ = ?

b) Nối tiếp bàn là và đèn;

U = 220V có được không?

c) Nối tiếp bàn là và đèn: U_max = ?;

P_bàn là = P₁ = ?; P_đèn = P₂ = ?

Lời giải:

a) Điện trở của bàn là là:

$R_1=\frac{U_{đm1}^2}{{\text{P}}_{đm1}}=\frac{{110}^2}{550}=22\Omega$

Điện trở của bóng đèn là:

$R_2=\frac{U_{đm2}^2}{{\text{P}}_{đm2}}=\frac{{110}^2}{40}=302,5\Omega$

b) Khi mắc nối tiếp bàn là và đèn vào hiệu điện thế 220V, điện trở tương đương của mạch là:

R₁₂ = R₁ + R₂ = 22 + 302,5 = 324,5Ω

⇒ Dòng điện chạy qua chúng có cường độ là:

$I_1=I_2=I=\frac{U}{R_{12}}=\frac{220}{324,5}=0,678A$

Khi đó hiệu điện thế đặt vào bàn là là:

U₁ = I . R₁ = 0,678 . 22 = 14,9V

Hiệu điện thế đặt vào đèn là:

U₂ = I . R₂ = 0,678 . 302,5 ≈ 205,1V

Ta thấy U₂ > U_đm2 nên đèn sẽ hỏng do vậy không thể mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này vào hiệu điện thế 220V.

c) Cường độ định mức của bàn là và đèn tương ứng là:

I_đm1 = P_đm1 : U_đm1 = 550 : 110 = 5A;

I_đm2 = P_đm2 : U_đm2 = 40 : 110 = 0,364A.

Khi mắc nối tiếp hai dụng cụ điện này thì dòng điện chạy qua chúng có cùng cường độ và chỉ có thể lớn nhất là I_max = I_đm2 = 0,364A, vì nếu lớn hơn thì bóng đèn sẽ hỏng. Vậy có thể mắc nối tiếp hai dụng cụ này vào hiệu điện thế lớn nhất là:

U_max = I_max .(R₁ + R₂) = 118V.

Công suất của bàn là khi đó:

P₁ = R₁.I² = 22.0,364² = 2,91 W.

Công suất của đèn khi đó:

P₂ = R₂.I² = 302,5.0,364² = 40 W.