Question

將一個標有“24 V、48 W’的電燈接在電動勢E="36" V，內阻r＝2 Ω的直流電源下使用，今有“2Ω、50W”的定值電阻R若干只可供選用，請設計兩種電路使電燈正常發光（要求使用定值電阻數最少）：
（1）定值電阻與電燈串聯作分壓電阻使用（寫出設計根據，畫出電路圖）
（2）定值電阻與電燈并聯作分流電阻使用（寫出設計根據，畫出電路圖）
（3）在你設計的兩種電路中，哪種方法較好？說明理由。

Answer 1

電燈額定電流I₀=P₀/U₀=2A．電阻R₀=U₀²/P₀=12Ω．定值電阻R的額定電流I＝=5A。
（1） R_總＝ε/I₀＝36/2=18Ω，
R_串=R_總一 R₀－r＝18－12＝4Ω=2R（2分）  （圖2分）

（2）R_并＝=＝6Ω="3R" （2分）    （圖2分）

（3）第1種方法：電源消耗總功率 P₁＝I₁ε=2×36＝72W
效率η_l＝P₀/P₁=48/72＝67％。（1分）
第2種方法：電源消耗總功率P₂=I_總ε=6×36＝216 W，效率η₂＝P₀/P₂=48/216＝22％。（1分）
第1種方法好：節能．效率高（1分）

略