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(2012全国初中应用物理知识竞赛复赛)应急照明灯是在正常照明电源发生故障时,能持续照明而不间断工作的一类灯具, 如图6 所示。应急照明灯主要由灯泡(或LED灯珠)、蓄电池、充电器、自动控制电路及相关部件组成。在照明电源正常情况下,应急照明灯通过充电器给蓄电池充电,此时,自动控制电路及相关部件自动将灯泡 (或LED灯珠)与蓄电池断开不发光。当照明电路突然停电时,应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡(或LED灯珠)跟蓄电池接通,从而实现自动应急照明。下表为某型号应急照明灯的主要技术数据:
输入电压 | 充电时间 | 应急照明时间 | 应急照明功率 | ||||
AC 220V | <24h | >90min | 0.96W×2 | ||||
应急照明光源 | 蓄电池 | ||||||
种类 | 数量 | 灯泡额定电压 | 类别 | 额定电压 | 容量 | ||
灯泡 | 2只 | 2.4V | Ni-Cd | 2.4V | 1.8Ah | ||
1.在该型号应急照明灯刚投入使用阶段,待蓄电池充满电后,可以实现的最长连续应急照明时间为多少?
2.小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯。老师告诉她实验室现有以下器材:双孔*座及与之配套的*头1套、小灯泡〈额定电压: DC3.0~3.4V,额定电流:350mA) 4只、电磁继电器(额定电压:DC6V;额定电流:0.15A)1套及与之配套的低压直流电源(输入电压:AC220V,输出电压:DC6V) 1台、蓄电池(两端电压:6V) 1只及与之配套的充电器(输入电压:AC220V,输出电压:DC6.3V)1只、导线(足量).如图7所示。
(1)请你帮助小兰在图7上完成简易应急照明灯的接线。要求如下:
17 ①家庭电路正常工作时,充电器自动给蓄电池充电,各灯泡均不发光;
17 2②当家庭电路停电时,蓄电池自动给各灯泡供电,使各灯泡均正常发光,且在一盏小灯*灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作;72教学网
(2)小明看到小兰的连接电路后,认为可以去掉低压直流电源,而将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器的输出端。请分析这样做不可行的原因。
【回答】
解析:
(1).由该型号应急照明灯的主要技术数据可知,其所用灯泡的额定电压为2.4V,其蓄电池两端的电压也是2.4V;由此可知,两只灯泡应并联。……2分
单只灯泡正常发光时的电流:……2分
干路中的总电流:………1分
即蓄电池对外供电电流为:I=0.8A …………1分
蓄电池充满电后,可以实现的最长应急照明时间:…2分
(2).简易应急照明灯的接线如图答2所示。…………6分
说明:上述电路图的6分具分布如下:
①电磁继电器的电磁铁应接于低压直流电源的输出端。…2分
②充电器给蓄电池充电时应注意蓄电池的正负极。……2分
③为了保*各小灯泡正常工作,应如图连接。……2分
若四个小灯泡接成先并联后再串联,扣1分。
(2)若将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器两端,当家庭电路正常工作时,电磁铁有磁*,吸引衔铁下移,接通蓄电池充电电路,充电器给蓄电池充电;……2分
当家庭电路停电时,蓄电池与电磁铁构成通路,电磁铁依然保持磁*,蓄电池无法为小灯泡供电,小灯泡不能发光。……………2分
知识点:物理竞赛
题型:综合题