問題詳情:
(2012全國初中應用物理知識競賽複賽)應急照明燈是在正常照明電源發生故障時,能持續照明而不間斷工作的一類燈具, 如圖6 所示。應急照明燈主要由燈泡(或LED燈珠)、蓄電池、充電器、自動控制電路及相關部件組成。在照明電源正常情況下,應急照明燈通過充電器給蓄電池充電,此時,自動控制電路及相關部件自動將燈泡 (或LED燈珠)與蓄電池斷開不發光。當照明電路突然停電時,應急照明燈通過自動控制電路及相關部件自動把燈泡(或LED燈珠)跟蓄電池接通,從而實現自動應急照明。下表為某型號應急照明燈的主要技術數據:
輸入電壓 | 充電時間 | 應急照明時間 | 應急照明功率 | ||||
AC 220V | <24h | >90min | 0.96W×2 | ||||
應急照明光源 | 蓄電池 | ||||||
種類 | 數量 | 燈泡額定電壓 | 類別 | 額定電壓 | 容量 | ||
燈泡 | 2只 | 2.4V | Ni-Cd | 2.4V | 1.8Ah | ||
1.在該型號應急照明燈剛投入使用階段,待蓄電池充滿電後,可以實現的最長連續應急照明時間為多少?
2.小蘭跟老師提出自己要設計並組裝一隻簡易的應急照明燈。老師告訴她實驗室現有以下器材:雙孔*座及與之配套的*頭1套、小燈泡〈額定電壓: DC3.0~3.4V,額定電流:350mA) 4只、電磁繼電器(額定電壓:DC6V;額定電流:0.15A)1套及與之配套的低壓直流電源(輸入電壓:AC220V,輸出電壓:DC6V) 1台、蓄電池(兩端電壓:6V) 1只及與之配套的充電器(輸入電壓:AC220V,輸出電壓:DC6.3V)1只、導線(足量).如圖7所示。
(1)請你幫助小蘭在圖7上完成簡易應急照明燈的接線。要求如下:
17 ①家庭電路正常工作時,充電器自動給蓄電池充電,各燈泡均不發光;
17 2②當家庭電路停電時,蓄電池自動給各燈泡供電,使各燈泡均正常發光,且在一盞小燈*燈絲燒斷後還應該有部分小燈泡能正常工作;72教學網
(2)小明看到小蘭的連接電路後,認為可以去掉低壓直流電源,而將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器的輸出端。請分析這樣做不可行的原因。
【回答】
解析:
(1).由該型號應急照明燈的主要技術數據可知,其所用燈泡的額定電壓為2.4V,其蓄電池兩端的電壓也是2.4V;由此可知,兩隻燈泡應並聯。……2分
單隻燈泡正常發光時的電流:……2分
幹路中的總電流:………1分
即蓄電池對外供電電流為:I=0.8A …………1分
蓄電池充滿電後,可以實現的最長應急照明時間:…2分
(2).簡易應急照明燈的接線如圖答2所示。…………6分
説明:上述電路圖的6分具分佈如下:
①電磁繼電器的電磁鐵應接於低壓直流電源的輸出端。…2分
②充電器給蓄電池充電時應注意蓄電池的正負極。……2分
③為了保*各小燈泡正常工作,應如圖連接。……2分
若四個小燈泡接成先並聯後再串聯,扣1分。
(2)若將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器兩端,當家庭電路正常工作時,電磁鐵有磁*,吸引銜鐵下移,接通蓄電池充電電路,充電器給蓄電池充電;……2分
當家庭電路停電時,蓄電池與電磁鐵構成通路,電磁鐵依然保持磁*,蓄電池無法為小燈泡供電,小燈泡不能發光。……………2分
知識點:物理競賽
題型:綜合題