Question

節能是這個時代的主旋律。小明要測量一盞節能燈的額定功率，小明利用如圖1所示的照明電路，將標有“220V 60W”的白熾燈L₁和標有“220V 4W~40W”的節能燈L₂正確接入電路中，當開關S₁、S₂都閉合時，兩盞燈都正常發光，且在2 000s內，標有1 800revs/kW?h電能表轉了71轉。求：

（1）節能燈的額定功率是多少？

（2）當開關S₁、S₂都斷開時，小明將如圖2所示電路插入照明電路的插座內。超導限流器是一種短路故障電流限制裝置，它的電阻R隨電流I變化關系如圖3所示，L為用電器。（3）為使用電器L短路后電路仍能保持穩定狀態，超導電阻R應滿足什么條件?（4）在R滿足條件時，有人把超 圖1導限流器稱為“不斷電保險絲”，請你說明理由。

　　　　　　　

Answer 1

解：（1）兩盞燈在2 000s內消耗的電能是W=71×3.6×10⁶ J/1800

        兩盞燈的功率是P=W/t=71×3.6×10⁶ J/(1800×2000s)=71W

        節能燈的額定功率為71 W－60 W=11W

       節能燈的電阻為R=U²/P=(220V)²/11W=4400Ω

      （2）L被短路后，為使電路保持穩定狀態，限流器電阻不能為0，此時I≥20A，所以R=U/I≤220V/20A=11Ω，所以R≤11Ω

 （3）當電路電流小于某一電流值（20A）時，限流器電阻為0，電路正常工作；當電路短路時，限流器電阻為一定值，電路電流減小，處于穩定狀態，電路中仍有電流，電路沒有被切斷。