Question

【題目】據(jù)悉我市美麗鄉(xiāng)村建設的景觀照明系統(tǒng)采用太陽能和 LED 節(jié)能新技術，進行自動化管理，可降耗節(jié)能。設計如圖甲所示，光伏電池電壓為 36 V，其中光控的工作原理是：閉合開關 S1，當光照度降低時，光敏電阻的阻值增大，其兩端電壓也隨之變大，當電壓達到 6 V 時，開關 S2 自動閉合，燈 L 點亮，反之，當光照度增加到一定值時開關 S2 自動斷開，燈 L 熄滅。

（1）工作電路中的燈 L 標有“36 V 40 W ”字樣，求：燈 L 正常工作時電阻多大？

（2）光敏電阻 R2 的阻值與光照度的關系如圖乙所示，當光照度為 15 Lx（勒克斯）時，光敏電阻 R2 兩端的電壓為 6 V，求保護電阻 R1 與光敏電阻 R2 消耗的電功率之比是多少？保護電阻 R1 每小時產生的熱量是多少？

Answer 1

【答案】(1)32.4Ω ； (2)5:1；3600J。

【解析】

(1)由可得，燈L正常工作時的電阻：

；

(2)當光照度為15Lx時，光敏電阻R2兩端的電壓為6V，由圖乙可知，光敏電阻的阻值R2=180Ω，閉合開關S1時，R1、R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，光敏電阻R2所在支路的電流：

，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，保護電阻R1兩端的電壓：

，

由可得，保護電阻R1與光敏電阻R2消耗的電功率之比：

，

保護電阻R1每小時產生的熱量：

。

答：(1)燈L正常工作時電阻為32.4Ω；

(2)保護電阻R1與光敏電阻R2消耗的電功率之比是5：1，保護電阻R1每小時產生的熱量是3600J。