发光二极管是一种发展前景非常好的高亮度节能照明灯具,并在2010年上海世博会上得到了大量的使用.学校电子制作兴趣小组用“2.5V,10mA”的发光二极管制作一个可以调节亮度的手电筒,电源电压是4.5V,电路如图所示:
(1)发光二极管正常发光时消耗的电功率是多少?此时,变阻器连入电路的阻值是多少?
(2)实验发现,3只发光二极管正常发光的亮度与1只“2.5V,0.3A”的小灯泡正常发光时的亮度相当,试计算在正常发光的情况下,小灯泡和发光二极管亮度相当时,小灯泡的电功率是发光二极管电功率的几倍?
解:(1)正常发光时消耗的电功率为PLED=ULEDI=2.5V×0.01A=0.025W,
变阻器两端的电压为U′=U-ULED=4.5V-2.5V=2V,
变阻器接入电路的电阻R===200Ω;
(2)小灯泡的电功率为P灯=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W,
3只发光二极管正常发光电功率为P总=3PLED=3×0.025W=0.075W
所以==10,
即小灯泡的电功率是发光二极管电功率的10倍.
答:(1)发光二极管正常发光时消耗的电功率为0.025W,变阻器连入电路的阻值为200Ω;
(2)小灯泡的电功率是发光二极管电功率的10倍.
(1)根据发光二极管的铭牌可知额定电流和额定电压,根据P=UI求出正常发光时消耗的电功率;再根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,最后利用欧姆定律求出变阻器连入电路的阻值.
(2)根据P=UI求出小灯泡的电功率,然后求出与3只发光二极管正常发光电功率比值即可.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是公式及规律的灵活运用.