在串联和并联电路中,究竟哪个灯泡更亮些?
有甲、乙两个灯泡,甲灯标有“220V 40W”,乙灯标有“220V 100W”。把它们分别串联和并联在电压为220V的电路中时,哪个灯泡较亮?
分析:
电灯,准确技术名称为白炽灯。电灯是根据电流的热效应制成的,它是电流把灯丝加热到白炽状态而发光的灯。白炽灯的发光效率很低,它只有7~8%的电能变成可见光,90%以上的电能直接转化成内能,灯泡一般都选用钨丝(钨的熔点高达3380℃)做灯丝。在初中阶段,可以把电灯看作纯电阻元件。
灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。题目中的40W和100W分别是甲、乙两灯在额定电压(220V)下工作时的额定功率。把电灯看作纯电阻元件,在不考虑电阻与温度的关系的情况下,有P=U2/R,P=I2R。
已知:U01= U02=220V,P01=40W,P02=100W,U=220V。
解答:
由P=U2/R知,
甲的电阻:R1=U012/P01=2202/40=1210Ω
乙的电阻:R2=U022/P02=2202/100=484Ω
①串联时,电路中的电流:I=U/R= U /(R1+R2)=220/(1210+484)=0.13A
甲的功率:P1=I2R1=0.132×1210=20.4W
乙的功率:P2=I2R2=0.132×484=8.2W
可见P1>P2,所以串联时甲灯较亮。
②并联时,灯泡的实际电压等于额定电压,实际功率就等于额定功率。
P1’=P01=40W
P2’=P02=100W
可见P1’<P2’,所以并联时乙灯较亮。
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