Cho mạch điện với các dữ liệu:
- Suất điện động: \( E = 6\,V \)
- Điện trở trong: \( r = 1\,\Omega \)
- Đèn: công suất định mức \( P = 5,5\,W \)
- Điện trở ngoài: \( R = 22\,\Omega \)
### a) Tính \( R_{\text{đ}} \), \( K_N \), \( I \), \( U_N \)
**Bước 1: Tính điện trở của đèn \( R_{\text{đ}} \)**
Công suất định mức đèn là \( P = 5,5\,W \) và hiệu điện thế định mức \( U = 6\,V \) (do đèn mắc vào nguồn 6V).
Điện trở đèn được tính theo công thức:
\[
R_{\text{đ}} = \frac{U^2}{P} = \frac{6^2}{5,5} = \frac{36}{5,5} \approx 6,55\,\Omega
\]
**Bước 2: Tính hệ số \( K_N \) (hệ số làm việc của đèn)**
\( K_N = \frac{R}{R_{\text{đ}}} = \frac{22}{6,55} \approx 3,36 \)
(Nhưng thông thường, hệ số này được định nghĩa theo đề bài, ở đây giả sử là tỉ số giữa điện trở ngoài và điện trở đèn).
**Bước 3: Tính cường độ dòng điện \( I \) trong mạch
Mạch gồm nguồn điện, điện trở trong \( r \), đèn (điện trở \( R_{\text{đ}} \)) và điện trở ngoài \( R \) (có thể nối tiếp hoặc song song, cần xem hình để biết).
Giả sử theo hình, đèn mắc nối tiếp với điện trở ngoài \( R \), tổng điện trở mạch:
\[
R_{\text{total}} = r + R_{\text{đ}} + R = 1 + 6,55 + 22 = 29,55\,\Omega
\]
Cường độ dòng điện:
\[
I = \frac{E}{R_{\text{total}}} = \frac{6}{29,55} \approx 0,203\,A
\]
**Bước 4: Tính hiệu điện thế trên đèn \( U_N \)**
Hiệu điện thế trên đèn là:
\[
U_N = I \times R_{\text{đ}} = 0,203 \times 6,55 \approx 1,33\,V
\]
### b) Tính điện năng tiêu thụ của đèn trong 20 phút
Công suất tiêu thụ của đèn lúc này là:
\[
P = U_N \times I = 1,33 \times 0,203 \approx 0,27\,W
\]
Thời gian: \( t = 20\,\text{phút} = 20 \times 60 = 1200\,s \)
Điện năng tiêu thụ của đèn:
\[
W = P \times t = 0,27 \times 1200 = 324\,J
\]
Hoặc tính theo đơn vị Wh:
\[
W = \frac{0,27 \times 20}{60} = 0,09\,Wh
\]
---
### Kết luận:
- \( R_{\text{đ}} \approx 6,55\,\Omega \)
- \( K_N \approx 3,36 \)
- Cường độ dòng điện \( I \approx 0,203\,A \)
- Hiệu điện thế trên đèn \( U_N \approx 1,33\,V \)
- Điện năng tiêu thụ của đèn trong 20 phút là khoảng 324 J hoặc 0,09 Wh.