Cho mạch điện như hình vẽ bên. Hiệu điện thế U không đổi và U = 18 ; điện trở R = 2 Ω; bóng đèn Đ có

Lời giải của Luyện Tập 247

Giải chi tiết:

Cường độ dòng điện qua mạch chính ( qua điện trở r ) là I:

I = (1)

ở đây: x là điện trở của đoạn MC của biến trở, ( R – x ) là điện trở của đoạn CN của biến trở, R_td là điện trở tương đương của đèn và x và R_td = (2)

Thay (2) vào (1) và biến đổi (1) ta được:

I = (3)

Từ sơ đồ mạch điện ta có: U_MC = x.I_x = R_DI_D

=> = = =

=> I = (4)

Từ (3) và (4) ta có: =

=> I_x =

=

= (5)

Ở đây ta đặt: P = ( R + r )R_D +

Nhận xét mẫu số (5) ≤ P, dấu (=) xảy ra khi x = , điều đó có nghĩa mẫu số (5) đạt giá trị lớn nhất khi x = (6) khi đó số chỉ ampe kế nhỏ nhất là 1A. Theo đầu bài, lúc này đèn Đ sáng bình thường => U_x = U_D = 6 V, do đó điện trở x khi đó bằng: = = 6 Ω

Điện trở toàn phần của biến trở: thay x vào (6) ta được: R = 2x – r = 10 Ω

Từ các dữ liệu trên ta có: U_CB = U – U_MC = 18 – 6 = 12 V, do đó cường độ dòng điện mạch chính là: I = = = 2 A

Vì đèn Đ mắc song song với x nên cường độ dòng điện qua đèn là:

I_Đ = I – I_x = 2 – 1 = 1 A

Vậy công suất định mức của đèn Đ là: P_Đ = I_Đ.U_Đ = 6.1 = 6 W