Question

【題目】利用風能和太陽能發電是開發新能源常用的兩種方式．某種路燈裝置如圖甲所示，其電路原理圖如圖乙所示．S2為光控開關，當路面亮度足夠時，觸片與觸點a接觸，發電裝置給蓄電池充電；當路面亮度不足時，觸片與觸點b接觸，路燈亮．S1是時控開關，L1、L2均為LED節能燈，L1為“24V 48W”，平均每天正常工作5h，L2為“24V 24W”，平均每天正常工作10h．D1、D2均為二極管，它們有單向導電性．風力發電機發電功率隨風速變化如下表所示；太陽能電池板的面積為1.5m2 ， 每平方米平均收集的功率為1kW，太陽能電池板光電轉化效率為40%．問：

平均風速（m/s）	2	3	4	5	6
發電功率（W）	100	200	300	400	480

（1）路燈正常工作時電路中的最大電流是多少？

（2）若路燈安裝處某天平均風速為3m/s的時間有4h，平均風速為5m/s的時間有1h，其余時間無風，則風力發電機該天發出的電能是多少？

（3）光照8h獲得的電能可供路燈正常工作多少時間？

Answer 1

【答案】 3A 1.2kWh 10天

【解析】（1）由電路圖可知，當兩LED節能燈并聯時電路中的電流最大， 因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，所以，由P＝UI可得，電路中最大電流：

I＝I1+I2＝ + ＝ + ＝3A（2）根據表格數據可知當平均風速為3m/s時，平均功率為200W，當平均風速為5m/s時，平均功率為400W， 由P＝ 可得，風力發電機該天發出的電能：W總＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝200×10﹣3kW×4h+400×10﹣3kW×1h＝1.2kWh

（3）光照8h獲得的電能： W電＝W太陽能η＝1kW×8h×1.5m2×40%＝4.8kWh，

可供路燈制成工作就是L1每天平均工作5h，L2每天平均工作10h，

則路燈正常工作每天消耗的電能：

W總＝W1+W2＝48×10﹣3kW×5h+24×10﹣3kW×10h＝0.48kWh，

獲得的電能可供路燈正常工作的時間：

t＝ ＝ ＝10，即10天．

答：光照8h獲得的電能可供路燈正常工作10天