Câu 9. Một bóng đèn có ghi 6V – 3W được mắc vào nguồn điện 6V. Hãy tính điện trở định mức của đèn, cường độ dòng điện qua đèn, nhiệt lượng mà đèn tỏa ra trong 5 phút. Nếu mắc bóng này vào nguồn 9V thì...

Cho bóng đèn có thông số: 6V – 3W, mắc vào nguồn điện 6V. 1. Tính điện trở định mức của đèn: Công suất định mức: P = 3W Hiệu điện thế định mức: U = 6V Dùng công thức công suất điện: \[ P = \frac{U^2}{R} \implies R = \frac{U^2}{P} = \frac{6^2}{3} = \frac{36}{3} = 12\, \Omega \] Vậy điện trở định mức của đèn là 12Ω. 2. Tính cường độ dòng điện qua đèn: \[ I = \frac{U}{R} = \frac{6}{12} = 0,5\, A \] 3. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong 5 phút: Công suất P = 3W có nghĩa là đèn tỏa ra 3J năng lượng mỗi giây. Thời gian t = 5 phút = 5 × 60 = 300 giây. Nhiệt lượng tỏa ra: \[ Q = P \times t = 3 \times 300 = 900\, J \] 4. Nếu mắc bóng đèn này vào nguồn điện 9V thì điều gì xảy ra? Điện trở đèn là 12Ω, khi mắc vào 9V: Cường độ dòng điện: \[ I' = \frac{9}{12} = 0,75\, A \] Công suất tiêu thụ mới: \[ P' = U \times I' = 9 \times 0,75 = 6,75\, W \] Công suất này lớn hơn công suất định mức (3W) hơn 2 lần, làm đèn sáng quá tải, có thể làm bóng đèn bị cháy, hỏng hoặc nóng quá gây nguy hiểm. **Giải thích dựa vào kiến thức công suất và an toàn điện:** - Bóng đèn được thiết kế hoạt động ổn định ở hiệu điện thế và công suất định mức. Khi tăng hiệu điện thế, công suất tăng theo bình phương điện áp (P = U^2 / R), làm bóng nóng lên nhanh và vượt quá khả năng chịu đựng. - Do đó, khi mắc bóng đèn định mức 6V – 3W vào nguồn 9V, bóng đèn sẽ bị quá tải, dễ gây hỏng hóc và nguy hiểm khi sử dụng. --- **Tóm tắt kết quả:** - Điện trở định mức: R = 12Ω - Cường độ dòng điện khi hoạt động định mức: I = 0,5A - Nhiệt lượng tỏa ra trong 5 phút: Q = 900J - Khi mắc vào 9V, đèn bị quá tải, công suất tăng lên 6,75W, có thể làm đèn bị cháy hỏng.