问题
计算题
有一种新型节能灯——LED灯,使用这种灯比旧灯泡节能90%,且发出光的颜色会随电压的变化而变化(见下表)。
(1)根据表中数据,求出当LED灯发出红光时,100 s消耗的电能是多少?
LED灯两端电压(V) | 通过LED灯电流(mA) | LED灯发出光的颜色 |
1.8 | 20 | 红 |
2.4 | 20 | 黄 |
3.2 | 20 | 蓝 |
(2)把一个LED灯接入如图所示的电路中,已知电源电压为5 V且保持不变,电阻R为90 Ω。闭合开关,毫安表(量程更小的电流表)的读数为20 mA,请你通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光?
答案
(1) 3.6 J(2)发出的是蓝光
知道额定电压相同,由公式P=U2/R,电功率大的电阻小;所以可以通过比较灯丝粗细(电阻不同)、串联起来(电阻大的亮)、并联起来(电功率大的亮)来分析;由表中信息可知,LED灯发出红光时的电压和电流,利用W=UIt求出100s消耗的电能;由电路图可知,LED灯和电阻R串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出R两端电压,再根据串联电路的电压特点求出LED灯两端的电压,由表可知发出什么颜色的光.(1)由表中数据可知LED灯发红光时U1=1.8 V,I1=20 mA=0.02 A
W=U1I1t=1.8 V×0.02 A×100 s=3.6 J
(2)R与LED灯串联,R两端电压
UR=IR=0.02 A×90 Ω=1.8 V
则灯两端电压
UL=U总-UR=5 V-1.8 V=3.2 V
由表中数据可知,当LED灯两端电压为3.2 V时发出的是蓝光