Question

（2010?澄海區模擬）發光二極管是一種發展前景非常好的照明燈具，電子制作興趣組的同學用“2.5V  10mA”的高亮度發光二極管連接成如圖電路．
（1）若電源電壓為3V，為使發光二極管正常發光，電阻R₀的阻值應為多少？
（2）實驗發現，4只“2.5V  10mA”的高亮度發光二極管與1只“2.5V  0.3A”的小燈泡正常發光時亮度相同，照明時若用4只高亮度發光二極管取代“2.5V  0.3A”的小燈泡，正常發光1h可節約多少電能？

Answer 1

分析：（1）根據串聯電路處處電流相等和歐姆定律進行分析，即根據二極管的標志確定電路中的電流，再利用R=

U

I

即可求出電阻的大小；
（2）根據W=Pt=UIt分別計算出消耗的電能，然后求出節約的電能．

解答：解：（1）二極管正常發光，兩端電壓U₁=2.5V，通過電流I₁=10mA=0.01A，
因為電阻R與發光二極管串聯，
所以R₀兩端電壓U₀=U-U₁=3V-2.5V=0.5V，I₀=I₁=10mA=0.01A   
R₀的阻值為：R₀=

U0

I0

=

0.5V

0.01A

=50Ω；
（2）∵4只發光二極管的總功率P_總=4P₁=4×2.5V×0.01A=0.1W，
1h消耗的電能為W₁=P_總t=0.1W×3600s=360J；
燈泡的功率P₀=U_燈I_燈=2.5V×0.3A=0.75W
1只燈泡1h消耗的電能W₂=P₀t=0.75W×3600s=2700J；
∴W_節=W₁-W₂=2700J-360J=2340J．                  
答：（1）電阻R₀的阻值50Ω．（2）用發光二極管代替小燈泡，1h可節約電能2340J．

點評：會熟練應用歐姆定律進行計算，會運用電功的公式進行計算．