问题
计算题
下表是某品牌电热水壶的主要技术参数。(设电阻不随温度而变化)
(1)求电热壶正常工作时的电流。
(2)该电热壶只有一个发热电阻R,请你利用一个定值电阻R0,一个开关S对该电热壶进行改装,使它还具备保温功能。 画出改装后的电路图。
(3)要使电热壶保温时发热电阻R的功率为额定功率的1/9,R0的阻值应为多大?
(4)在改装后的电路中若再接入一个电阻R1使电路消耗的功率最大,请算出R1=160Ω时电路的最大功率。
答案
解:
(1)电热壶正常工作时的电流为 I=P/U=1210W/220V=5.5A
(2)改装后的电路图为:
(3)电热壶的电阻为:R=U2/P=(220V)2 / 1210W=40Ω
当实际功率为额定功率的1/9时,实际电压为U实
由(U实/U额)2= P实/P额 即 (U实/U额)2= 1/9 P额/P额 = 1/9
解得U实 = 1/3U额 则R0两端电压为U = 2/3 U额
由串联分压关系U实/U0 = R实/R0 得(R0 = U0 R/U实 = 2/3 U额 × 40) /(1/3 U额 ) = 80Ω
(4)当开关s闭合、R1与R并联时电路消耗的功率最大
P1=U2/R1=(220V)2/160Ω=302.5 W
P大=P额+P1=1210 W+302.5 W=1512.5 W (或)并联时总电阻为:
R并 =(R1 R)/(R1+ R)=(160Ω×40Ω)/(160Ω+40Ω)= 32Ω
最大功率为:P大 = U 2/R并= (220V)2 /32Ω = 1512.5 W