(a) 兩個燈泡,分別標註為100 W,220 V和10 W,220 V,並聯連線到220 V電源。計算電路中的總電流。(b) 兩個電阻X和Y,阻值分別為2Ω和3Ω,先並聯連線,再串聯連線。兩種情況下,電源電壓均為5 V。(i) 繪製電路圖以顯示每種情況下電阻的組合。(ii) 計算電阻串聯組合中3Ω電阻兩端的電壓。
(a) 已知
第一個燈泡的功率,$P_1$ = 100W,第一個燈泡的電壓,$V_1$ = 220V
第二個燈泡的功率,$P_2$ = 10W,第二個燈泡的電壓,$V_2$ = 220V
求解:電路中的總電流,$I$。
解答
兩個燈泡兩端的電壓相同,均為220V。
我們知道,
$P=V\times I$,其中 P = 功率,V = 電壓,I = 電流。
根據電流 $I$,可以表示為:
$I=\frac{P}{V}$
現在,
將燈泡的已知值代入上式,我們得到:
100W燈泡的電流 = $I_1=\frac{{P}_{1}}{V}$ = $\frac{100}{220}A$
10W燈泡的電流 = $I_2=\frac{{P}_{2}}{V}$ = $\frac{10}{220}A$
因此,電路中的總電流為
$I=I_1+I_2$
$I=\frac{100}{220}+\frac{10}{220}$
$I=\frac{100+10}{220}$
$I=\frac{110}{220}$
$I=0.5A$
(b) (i) 每種情況下電阻組合的電路圖
(ii) 已知
X 的電阻 = $R_1$ = $2\Omega$
電壓,$V$ = 6V (原文此處應為5V,此處已更正)
求解:串聯電阻組合中3Ω電阻兩端的電壓。
解答
我們知道,串聯組合中的等效電阻(或總電阻)為
$R_{eq}=R_1+R_2$
代入 $R_1$ 和 $R_2$ 的值,我們得到:
$R_{eq}=2+3$
$R_{eq}=5\Omega$
我們知道電流為:
$I=\frac {V}{R}$
這裡,
$I=\frac {V}{R_{eq}}$
所以,代入已知值,我們得到:
$I=\frac {5}{5}$
$I=1A$
因此,電路中的電流為1A。
現在,
為了找到3Ω電阻兩端的電壓,我們使用電壓公式:
$V=I\times {R}$
代入所需的值,我們得到:
$V=1\times {3}$
$V=3V$
因此,3Ω電阻兩端的電壓為3伏特。