题目内容

【题目】据悉我市美丽乡村建设的景观照明系统采用太阳能和 LED 节能新技术,进行自动化管理,可降耗节能。设计如图甲所示,光伏电池电压为 36 V,其中光控的工作原理是:闭合开关 S1,当光照度降低时,光敏电阻的阻值增大,其两端电压也随之变大,当电压达到 6 V 时,开关 S2 自动闭合,灯 L 点亮,反之,当光照度增加到一定值时开关 S2 自动断开,灯 L 熄灭。

(1)工作电路中的灯 L 标有“36 V 40 W ”字样,求:灯 L 正常工作时电阻多大?

(2)光敏电阻 R2 的阻值与光照度的关系如图乙所示,当光照度为 15 Lx(勒克斯)时,光敏电阻 R2 两端的电压为 6 V,求保护电阻 R1 与光敏电阻 R2 消耗的电功率之比是多少?保护电阻 R1 每小时产生的热量是多少?

【答案】(1)32.4Ω ; (2)5:1;3600J。

【解析】

(1)由可得,灯L正常工作时的电阻:

;

(2)当光照度为15Lx时,光敏电阻R2两端的电压为6V,由图乙可知,光敏电阻的阻值R2=180Ω,闭合开关S1时,R1、R2串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,光敏电阻R2所在支路的电流:

,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,保护电阻R1两端的电压:

,

由可得,保护电阻R1与光敏电阻R2消耗的电功率之比:

,

保护电阻R1每小时产生的热量:

。

答:(1)灯L正常工作时电阻为32.4Ω;

(2)保护电阻R1与光敏电阻R2消耗的电功率之比是5:1,保护电阻R1每小时产生的热量是3600J。

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