灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
1⃣️提高灯泡的亮度是两端的电压差起的作用,其理由:
2⃣️比如100W的灯泡,它的灯丝电阻和电源220V是固定的,试想,当电压为240V时,灯泡便白炽化,而白炽化的光其流明度便增大,因为检测光源的标准就是流明度。
3⃣️为何灯泡亮度不首先决定在电流,因为白炽灯泡的钨丝阻值大,其电阻是固定的,电流只有几百毫安,只要电源保证220V供电时,是无法提高电流的,所以灯泡亮度不会提高。(钨丝灯泡发出的红外光照度多才被人们称为暖光)。
4⃣️为何称提高灯泡两端的电压后灯的亮度会提高,因为灯泡照明常因电压不稳忽明忽暗,这是电压提高时增加了电流强度,就像打点滴,瓶子越高水流越快。
5⃣️由此可见12V2A与5v4A的手机充电器相比,便是12V2A的为快充,这是因为电压决定了电流强度,回答本题不可将电压电流因素折衷调和。
谢谢!
灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
♥先说答案,灯泡的亮度与通过灯泡的电流、电压都有关系,因为灯泡如果电压恒定在220V,灯泡电阻值固定不变,那么它的电流值也是恒定的。这是根据部分电路欧姆定律 I=U/R而来的。如果说要改变其中的电压值,那么它的电流值一定增加,至于增加多少可以不考虑;如果灯泡要改变亮度,只要改变电压值就可以改变亮度。老式的白织灯调光控制器的工作原理就是改变灯泡的电压,俗称交流调压器。另外功率一定的白织灯泡,它是有额定电压的,一旦超过额定电压,那么它的额定电流势必也增加,而灯泡的电阻值一定,超过了一定程度灯泡就会烧断钨丝的。
★白织灯在不考虑其他因素的影响下,它(灯泡)近似于是纯电阻元件。不是将电能100%转换成光能,而是将电能的大部分转换成热能,部分热能再转化为光能。我们不看它的最终结果是什么,只看它是不是直接从电能转化为热能,所以电灯泡是纯电阻元件,适合欧姆定律。《欧姆定律的内容:一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比》。
这里涉及到白织灯属于纯电阻器件,那么它的电阻值是一个常量,其电流、电压的伏安特性是一条直线。按照部分电路欧姆定律 I=U/R,公式中部分欧姆定律反映的则是同一时刻、同一段电路中 I、U、R之间的关系。
欧姆定律是电工学中用来表达电路中电压、电流和电阻这三个基本物理量之间的一条定律。在闭合回路中,电源电压是产生电流的条件,而电流的大小不但与电源电压有关,而且它还与电阻的大小有关。应用上式不仅可以计算出电流,也可以计算电压及电阻,即U=IR、R=U/I。只要知道其中的两个量,代入计算公式即可求出第三个量。不过应用欧姆定律计算物理量时,要把所有的电压、电流、电阻用统一的基本单位(V、Ω、A)来表示。
▲日常生活中的白织灯、电炉、电热水器等交流电路,就是纯电阻电路。当交流电路中只有电阻负载元件,而其他电感和容抗两个参数的影响可以忽略不计。纯交流电路中,电压与电流同相位,电压与电流之间的关系,无论用瞬时值、最大值还是有效值,均符合部分电路欧姆定律,但一般情况下计算都用有效值。
纯电阻电路中,电阻元件的功率分为瞬态功率、平均功率或有效功率。由于交流电路中的电压、电流都随时间变化,所以功率也是变化的,每一瞬间电压与电流的乘积称为瞬时功率。由于瞬时功率的计算和测量都很不方便,所以通常都是用瞬时功率在一个周期内的平均值来表示,称为平均功率或有效功率,即 P=UI= I²R=U²/R。
★利用欧姆定律解决问题
♥白炽灯泡属于一种热辐射式光源。它里面由钨丝、经抽真空而制成。一只点亮的白炽灯泡内的钨丝温度很高(近3000℃)。钨丝为纯电阻导体负载,它的电阻率为5.3×10⁻⁸,制造白炽灯时都有额定工作电压(例如车床上用的安全电压24V、36V白炽灯和人们生活中常用220V灯泡),和额定输出功率多少瓦特(例如15W、25W、40W、60W、100W等)。
★根据电功率计算公式W = IUt(W为电功,单位为焦耳;I为电流,单位为安培;U为电压,单位为伏特U;t为时间,单位为秒),而欧姆定律U = IU或 I= U / R,电功率的计算公式还可以演变为W = I²Rt = U²t / R *t,最后演变成R=U²/P
那么一只220V15W的白炽灯泡两端的电阻值代入公式计算,得出它的电阻值R=220²/15 = 3226.6Ω
一只220V100W的灯泡代入公式R=U²/100=484Ω
有了它们的电阻值,求它们的额定工作电流就太简单了,15W灯泡的 I=U/R=220²/3226.7≈0.0683A(安培)。100W 灯泡的 I=220²/484=0.454A(安培)。
当一只额定电压为220V的白炽灯泡接入380V的电压时,其工作电流将迅速增大,导至严重发热而烧断钨丝。下面就100 w灯泡来计算。I=U/R=380/484=0.7851A,
此时它的额定工作电流由正常的上0.4545升到0.7851,增大了v3倍,不烧才怪呢。
知足常乐于上海2021.8.28日
灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
白炽灯的原理是电流的热效应,电流通过灯丝时,电能转化为内能和光能。消耗的电能越多,转化成的内能和光能越多,亮度就越高。这样说显然有点顾此失彼,一个25W的灯泡正常发光一天,肯定比一个100W的灯泡正常发光1秒钟,消耗的电能要多。所以,比较灯泡的亮度,要同时考虑消耗的电能和用电时间。也就是说,灯泡的亮度取决于实际消耗的功率。
由电功率的公式P=UI=U²/R=I²R,电压一定,取决于电流或电阻,电流越大或电阻越小,电功率越大,灯泡越亮;电流一定,取决于电压或电阻,电压越大或电阻越大,电功率越大,灯泡越亮。
灯泡并联,两端电压相等,灯泡串联,电路中电流相等,通过比较灯泡电阻的大小,可以很方便的比较电功率的大小,进而判断灯泡的亮度。举个例子吧!
将“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的两个小灯泡串联,接在3V的电源上,哪个灯较亮?如果将两个灯泡并联,接在3V电源上一会儿即断开,停电期间哪个灯较亮?
两个灯泡的电阻R1=U1/I1=2.5V/0.3A=25/3Ω R2=U2/I2=3.8V/0.3A=38/3Ω
两个灯泡串联时,消耗的功率P1=I²R1 P2=I²R2
∵R1<R2 ∴P1<P2 ∴“3.8V 0.3A”的灯泡较亮。
两个灯泡并联时,消耗的功率P1=U²/R1 P2=U²/R2
∵R1<R2 ∴P1>P2 ∴“2.5V 0.3A”的灯泡较亮。
灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
灯泡的亮度是由电流决定的还是电压决定的?
这就要看具备的条件是什么,是电压不变还是电阻值不变。
在额定电压不变的情况下,功率越大,电流越高,灯泡就会越亮。这是因为功率和电阻值成反比、功率越大、阻值越小、电流就越大。
为什么功率和电阻成反比根据公式计算来了解一下:P=UI=U²/R计算,P表示功率,U表示电压,I表示电流,R表示电阻:
举个例子说,在额定电压220V的电路中、有一个200W的灯泡,它的电阻为200=220×220=48400/R,R=48400/200=242Ω。
如果是400W灯泡,再看看电阻值48400÷400=121Ω。
由此可见,在电压不变的时候,功率越大,其阻值就会越小,而灯泡就会越亮,这是其一。
再看看阻值不变的情况下会怎么样如果阻值不变,那么给灯泡两端施加的电压越高,流过灯泡的电流就会越大,可以通过欧姆定律U=IR计算来说明。
在这个公式当中,如果阻值固定不变,电压和电流就会成正比。比如,电阻固定为40Ω,电压220V,则电流为220÷40=5.5A,电压380V时,380÷40=9.5A。
这就说明,阻值不变时,电流和电压成正比。这时,加在灯泡两端电压越高,电流越大,灯泡也就越亮,这是其二。
但是有一点,电流和电压超过一定数值时,就会烧毁灯泡。
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灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
灯泡发光是因灯泡发热,灯泡发热是灯泡灯𢇁中通过了电流,而电流之所以能产生,有两个条件,一是有电源电压,二是构成了电流通过的回路,即电路接通,没有电压,不会有电流,仅有电在,回路不通,形不成通路,也不可能产生电流,灯泡自然也不会亮。我们现在用的白炽灯,灯丝是钨丝,其熔点在3000度以上,白炽灯工作在2000度时,其热量的不到10%会转化为白炽状态的光能,且显色性能好,光谱连续,使用方便,被广泛应用。
电灯使用中,如果电压高,电流会更大,会更亮,说明灯丝更热,高到一定程度,即热到一定程度,灯丝会烧断,若电压低了,电流就小,热量小,亮度就低。
举个典型例子,如果从国外带回一只110V100w的灯泡接入220V电压会怎样?110v100w灯泡其电阻可计算出为110ⅤX110v÷100W=121Ω,在110v电压情况下电流为110Ⅴ÷121Ω≈0.91A,但将这灯泡错接入220V时,其电流则为220v÷121Ω≈1.82A,灯泡实际工作功率为220Ⅴx1.82A≈400w,一个100w灯泡错接电源而工作在400w状态,瞬间就烧毁了,所以买国外电器一定要弄清楚标定的工作电压,不可大意。
顺便讲一下,电的应用在於电流有三大效应,电流的热效应、电流的化学效应和电流的磁效应,电流的化学效应是电流通过导电液体使之产生化学反应,产生新物质,如电解、电镀、电离等,电流磁效应是在软铁芯周围导线通过电流,铁芯产生磁性,实际应用中的电铃、电磁扬声器等,电流热效应是我们常见常用的,如灯泡、电炉、电烙铁、电热毯、保险丝,我们常用的充电器、路由器、机顶盒乃至手机,工作时都有点热度,我们在家庭线路安装时要选用合乎标准的导线,也是从导线通电的热效应考虑其发热散热状况。
灯泡的亮度究竟由通过它的电流决定还是由其两端电位差(电压)决定?
同一种类发光灯泡的亮度是由功率决定的。功率=V*I也就是电压乘电流。用电发光器的电阻是一个定值,电压升降会影响功率的变化同时也会影响电流的增减,流量(I)=电压(V)/电阻(R)。电阻不变电压的升降同时影响电流的升降,也就影响功率的增减,从而达到灯泡亮度的增减。所以同一功率的同种类发光电器决定亮度的是电压。
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