賞析幾種別具一格的燈泡連接方式
2008-12-31 00:00:00李欲飛
物理教學(xué)探討 2008年24期
例1 有甲、乙、丙、丁4只相同的燈泡，它們的額定電壓均為110V，要把它們接在220V的電路中使用。如圖（1）（2）所示，哪種接法更好？為什么？
解 單純從每只燈兩端的電壓來(lái)看，（1）、（2）兩圖沒(méi)有差異，即每只燈兩端的電壓均為110V，都能正常發(fā)光。但是從電路的安全性方面看，由于兩圖連接方式的差異，其安全性還是有差別的。圖（1）中，若甲燈壞了，乙燈不亮，丙、丁正常發(fā)光。在圖（2）中，若甲燈壞了，丙燈的電壓將超過(guò)110V，導(dǎo)致丙燈損壞，從而乙、丁也不亮。故圖1更好。
例2 小明有“110V 40W”和“110V 100W”的燈泡各一只，可是家庭電路上的電壓是220V，怎樣連接才能使兩燈均正常發(fā)光？（ ）
分析 （一）從電流的角度看，正常發(fā)光時(shí)“110W”燈的電流比“40W”燈的電流大，因而簡(jiǎn)單的串聯(lián)是不行的。根據(jù)并聯(lián)的電流規(guī)律，用一電阻與“40W”的燈并聯(lián)，將“100W”的燈置于干路，使得“110W”燈的電流比“40W”燈的電流大。所以答案為D。
（二）從電壓的角度看，正常發(fā)光時(shí)“110W”燈的電阻比“40W”燈的電阻小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓按電阻分配的特點(diǎn)知“40W”的燈分得的電壓大于“110W”的燈，所以用一電阻與“40W”的燈并聯(lián)，使并聯(lián)部分的電阻降低到與“110W”燈的電阻相同。所以答案為D。
例3 有一只“12V 8W”的燈L0和8只“12V 4W”的燈泡L，要把它們接在24V的電路上且都能正常發(fā)光，請(qǐng)畫出電路圖。
分析 （一）電源電壓為燈額定電壓的2倍，可設(shè)想將燈兩兩串聯(lián)，再并聯(lián)起來(lái)。將八只“12V 4W”的燈泡L兩兩串聯(lián)，再并聯(lián)起來(lái)，這樣一來(lái)多了L0無(wú)法接入。L0、L的電阻分別為18Ω、36Ω。欲使其均能正常發(fā)光，可將兩盞燈L并聯(lián)獲得18Ω的電阻，再與燈L0串聯(lián)，即可都分得12V的電壓。答案如圖3所示。
（二）正常發(fā)光時(shí)，I0=2I，所以可將兩盞燈L并聯(lián)再與燈L0串聯(lián)，再通過(guò)計(jì)算可發(fā)現(xiàn)燈都恰好分得12V的電壓，答案如圖3所示。
例4 如圖4所示的三盞燈L1、L2、L3是如何連接的？
分析 （一）可以依據(jù)串聯(lián)電路中各用電器相互影響，并聯(lián)電路中各用電器相互獨(dú)立來(lái)考慮。任意去掉兩盞燈（如L1、L3）剩下的燈（L2）能發(fā)光，說(shuō)明各燈相互獨(dú)立，互不影響，所以它們是并聯(lián)的。
（二）由圖4所示可知A、C接在電源的正極上，B、D接在電源的負(fù)極上。三盞燈分別接在AB、BC、CD之間，即三燈分別接在電源兩極上，所以它們是并聯(lián)的。
