Question

【题目】利用风能和太阳能发电是开发新能源常用的两种方式．某种路灯装置如图甲所示，其电路原理图如图乙所示．S2为光控开关，当路面亮度足够时，触片与触点a接触，发电装置给蓄电池充电；当路面亮度不足时，触片与触点b接触，路灯亮．S1是时控开关，L1、L2均为LED节能灯，L1为“24V 48W”，平均每天正常工作5h，L2为“24V 24W”，平均每天正常工作10h．D1、D2均为二极管，它们有单向导电性．风力发电机发电功率随风速变化如下表所示；太阳能电池板的面积为1.5m2 ， 每平方米平均收集的功率为1kW，太阳能电池板光电转化效率为40%．问：

平均风速（m/s）	2	3	4	5	6
发电功率（W）	100	200	300	400	480

（1）路灯正常工作时电路中的最大电流是多少？

（2）若路灯安装处某天平均风速为3m/s的时间有4h，平均风速为5m/s的时间有1h，其余时间无风，则风力发电机该天发出的电能是多少？

（3）光照8h获得的电能可供路灯正常工作多少时间？

Answer 1

【答案】 3A 1.2kWh 10天

【解析】（1）由电路图可知，当两LED节能灯并联时电路中的电流最大， 因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，由P＝UI可得，电路中最大电流：

I＝I1+I2＝ + ＝ + ＝3A（2）根据表格数据可知当平均风速为3m/s时，平均功率为200W，当平均风速为5m/s时，平均功率为400W， 由P＝ 可得，风力发电机该天发出的电能：W总＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝200×10﹣3kW×4h+400×10﹣3kW×1h＝1.2kWh

（3）光照8h获得的电能： W电＝W太阳能η＝1kW×8h×1.5m2×40%＝4.8kWh，

可供路灯制成工作就是L1每天平均工作5h，L2每天平均工作10h，

则路灯正常工作每天消耗的电能：

W总＝W1+W2＝48×10﹣3kW×5h+24×10﹣3kW×10h＝0.48kWh，

获得的电能可供路灯正常工作的时间：

t＝ ＝ ＝10，即10天．

答：光照8h获得的电能可供路灯正常工作10天