Ошибка при монтаже люстры
3/10При монтаже трёхрожковой люстры, в которой планировалось установить одну лампу с номинальной мощностью \(P_1=40\) Вт и две лампы с номинальной мощностью \(P_2=60\) Вт, была допущена ошибка. Лампы были соединены так, как показано на рисунке. Какие мощности \(P_1'\) и \(P_2'\) будут выделяться на лампах при таком подключении? Как нужно исправить подключение ламп?

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНайдите сопротивления ламп по номинальным мощностям и напряжению сети, затем общий ток и распределение тока между лампами второй группы.
Ответ\(P_1'=22{,}5\) Вт (лампа 40 Вт); \(P_2'=3{,}75\) Вт (каждая из ламп 60 Вт). Исправление: все лампы подключить параллельно друг другу к сети, чтобы на каждой было номинальное напряжение.
РешениеСопротивления ламп при номинальном напряжении \(U\) сети: \(R_1=\dfrac{U^2}{P_1}\), \(R_2=\dfrac{U^2}{P_2}\). Две лампы 60 Вт соединены параллельно, их сопротивление \(R_2/2\). Общее сопротивление цепи \[R=R_1+\frac{R_2}{2}=\frac{U^2\,(P_1+2P_2)}{2P_1P_2}.\] Ток в цепи \(I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{2P_1P_2}{U\,(P_1+2P_2)}\). Мощность на лампе 40 Вт \[P_1'=I^2R_1=\frac{4P_1P_2^2}{(P_1+2P_2)^2}=22{,}5\ \text{Вт}.\] Через каждую из двух ламп 60 Вт течёт ток \(I/2\), поэтому мощность на каждой \[P_2'=\left(\frac{I}{2}\right)^2R_2=\frac{P_1^2P_2}{(P_1+2P_2)^2}=3{,}75\ \text{Вт}.\] Правильное подключение — параллельное подключение всех ламп, при котором на каждой из них будет номинальное напряжение сети.
Похожие задачи
- Шесть кнопок и лампочка ИОШ 2014/15, 9-10 кл.
- Две лампочки последовательно ИОШ 2018/19, 9-10 кл.
- Три лампочки и три выключателя ИОШ 2022/23, 9 кл.
- Лампа и пять переключателей ИОШ 2016/17, 9-10 кл.
- Лампа и пять переключателей ИОШ 2016/17, 11 кл.
- Пять лампочек в бытовой сети ИОШ 2018/19, 9-10 кл.