现有“6V 4W”的灯泡一个,“6V 2W”的灯泡两个,开关一个,导线若干,只有15V的电源一个,怎样设计电路能让这三个灯炮都正常发光?文文和丰中丰初步研究之后认为,必须还要有一个电阻,现只增加一个电阻,结果他们设计了两种不同的能满足上述要求的电路.
(1)你能设计出这两种电路吗?试画出电路图.
(2)爱动脑筋的丰丰认真比较了两种设计方案之后,认为其中一种设计方案更省电,试通过计算说明,哪一种电路没计更节约电能.
(1)
(2)“6V 4W”的灯泡灯丝电阻,
“6V 2W”的灯泡灯丝电阻,
在图1中,三个灯并联,,所以R并=4.5Ω,
三个灯并联后的总电流和串联电阻电流相等,=
解得R=6.75Ω.电阻R消耗的电功率
,
P总1=2W+2W+4W+12W=20W.在图2中,R′的电压UR=U﹣U1﹣U2=15V﹣6V﹣6V=3V,
电流,
,R′消耗的电功率
,
P总2=2W+2W+4W+2W=10W.很明显P总1>P总2,所以图2的电路图设计更节约电能.