Question

用10盏220V、100W的白炽灯每晚7:00到次日早6:00为一个地下过街通道照明，原方案为始终将10盏灯并联后接在220V的电源上。为节约用电，小强设计了一个改进方案：将10盏灯分为A、B两组，每组内的5盏均为并联，每晚7:00～11:00将两组灯并联后接在220V的电源上；晚11:00至次日早6:00将两组灯串联后接在220V的电源上。

1、请按小强设计的方案连接图中所示电路：当双刀双掷开关S接在左侧时两组灯并联后接在电源上；接在右侧时两组灯串联后接在电源上。

2、已知串联时每盏灯的电阻为并联时电阻的2/3，按小强的方案，每天用多少度电？与原方案相比，每月（30天）节约多少度电？

Answer 1

1、答案如图。

2、（1）每晚7:00～11:00用电W1＝P1t1＝100W×10×4h＝4kwh

两组电灯串联时每盏灯两端的电压变为额定电压的一半，电阻变为原来的2/3。由于用电器的功率跟电压的二次方成正比，所以每盏灯的功率不再是100W，而变为

这样，每天晚上11:00到次日早6:00用电    W2＝P2t2＝37.5W×10×7h＝2.63kwh

每天共用电  W＝W1＋W2＝4 kwh＋2.63kwh＝6.63kwh

（2）10盏灯始终并联接入电路，每天11:00到次日早6:00用电为

W’＝ 100W×10×7h＝7kwh

每天多用电ΔW＝W’－ W2＝7kwh－2.63kwh＝4.73kwh

每月可节电   4.73kwh×30＝131kwh