问题标题:
如图所示,小型交流发电机的电动势为E=20V,内阻不计,它通过一个阻值R=6Ω的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端.在变压器的输出端并联着24只规格都是“6V,0.25W"彩色小灯泡,每只灯泡
问题描述:

如图所示,小型交流发电机的电动势为E=20V,内阻不计,它通过一个阻值R=6Ω的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端.在变压器的输出端并联着24只规格都是“6V,0.25W"彩色小灯泡,每只灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:

(1)原线圈中的电流;

(2)降压变压器初级、次级线圈的匝数比;

(3)若只使用18盏彩色小灯泡,通过计算说明这时每盏小灯泡的工作状态如何?(设小灯泡的电阻不随温度变化)

黄建科回答:
  设输入端的电压U   输入端的功率=输出端功率=24只*0.25=6W   I=P/U=6/U   电阻上的压降Ur=IR=36/U   所以:E=U+Ur=U+36/U=20   U=18V   I=6/18=1/3=0.33A(原线圈中的电流)   N:N'=U:U'=18:6=3:1(变压器初级、次级线圈的匝数比)   (3)若只使用18盏彩色小灯泡   R1=U^/P=36/0.25=9欧姆   R=9/18=0.5欧姆   设此时输出电压为U'   输入电压U=3U'   电阻上的压降Ur=E-U=20-3U'   I=Ur/r=(20-3U')/6   输入功率P=IU=3U'*(20-3U')/6=输出功率P'=U'^2/R=U'^2/0.5=2U'^2   3U'*(20-3U')/6=2U'^2   解得:U'=6.15V   每个灯实际功率P=U'^2/R1=0.26W   所以,小灯泡两端电压为6.15V,超过了额定电压,故不能正常工作,其实际功率为0.26W
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