Cho mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6 V không đổi. R1 = 2 Ω; R2 = 3 Ω; Rx = 12 Ω. Đèn Đ ghi 3V -3 W coi điện trở của đèn không đổi. Điện trở của ampekế và dây nối không đáng kể.
Khi khóa K mở: RAC = 2. Tính công suất tiêu thụ của đèn.
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi K mở: Ta có sơ đồ mạch điện: R1 nt [RD // (R2 nt RAC)]
Điện trở của đèn là:
Từ công thức: \(P = U.I = \frac{{{U^2}}}{R} \Rightarrow {R_D} = \frac{{U_D^2}}{{{P_D}}} = \frac{{{3^2}}}{3} = 3\Omega \)
Điện trở của mạch điện khi đó là:
\(R = {R_1} + \frac{{{R_D}({R_2} + {R_{AC}})}}{{{R_D} + {R_2} + {R_{AC}}}}2 + \frac{{3(3 + 2)}}{{3 + 3 + 2}} = \frac{{31}}{8}\Omega \)
Khi đó cường độ trong mạch chính là:
\(I = \frac{U}{R} = \frac{6}{{\frac{{31}}{8}}} = \frac{{48}}{{31}}A\)
Từ sơ đồ mạch điện ta thấy:
\({U_1} = I{R_1} = \frac{{48}}{{31}}.2 = \frac{{96}}{{31}}V\)
Ta có:
\(\begin{array}{l} U{\rm{ }} = {\rm{ }}{U_1}\; + {\rm{ }}U{'_D}\\ \Rightarrow {\rm{ }}U{'_D}\; = {\rm{ }}U{\rm{ }}-{\rm{ }}{U_1}\; = 6 - \frac{{96}}{{31}} = \frac{{90}}{{31}}V \end{array}\)
Khi đó công suất của đèn Đ là:
\(P{'_D} = U{'_D}I{'_D} = \frac{{U{'_D}^2}}{{{R_D}}} = {\frac{{\left( {\frac{{90}}{{31}}} \right)}}{3}^2} \approx 2,8{\rm{W}}\)