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面试题:两个灯串联,问哪个比较亮?

 长沙7喜 2021-11-18

下面是电子工程师遇到的一个面试题:

两个灯串联,问哪个比较亮?

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原图的两个电阻位置其实是两个灯。

这个图特别简单, 就一个交流电源, 还有两个灯泡串联在电路里。

看着特别人畜无害, 我们每个电子工程科的学生在大二都做烂了这样的题。对吧?我也是这么想的, 但其实这个题里有不少的坑:

坑1:我们习惯于做DC电源的电灯题,AC电源怎么整?100V的AC是啥意思? 图片还是 图片要不要知道电压的频率?

坑2:为什么用电阻做灯的模型?为什么不是电容/电感?为什么不是一个二极管?

其实这些都是面试官会问我的内容。

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问1:100V的AC源标定是什么意思?
答:我们可以认为是RMS ('均方根') 标定, 也就是交流电压中可以直接使用的那一部分电压, 一般是 图片 除以图片

问2:为什么用电阻来做电灯的模型?
答:因为我假设这是白炽灯,也就是最普遍的一种灯泡。这种灯泡的本质就是中间的钨丝是电阻,靠吸收电能发光发热。

问3: 那它们的电阻是多少?
答:
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问4:它们谁亮?
答:
串联电流 图片
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第一个灯泡比第二个灯泡亮10倍。

问5: 上面的答案是不是有点反常识?明明第二个灯泡标定是1000W,也就是本应该更亮。这儿为什么是第一个灯泡更亮呢?
答: 因为按照标定数值,两个灯泡在给定标定的100V电压的时候会达到标定功率。在这个电路图里,因为它俩是串联,所以没有一个灯泡的两端电压达到了100V。
也就是说,它俩的实际功率都不会到额定功率。不管它俩的额定数值是怎样的,以及给到的实际电压是怎样的,不变的属性是它们自己的电阻。
串联的时候,因为通过两个灯泡的电流是一定的,所以在已知电阻的情况下可以马上求得灯泡的实际功率。在这里,绝大多数电能都转化成了内能,所以发出的光大抵就是它们消耗的电能。
如果想让它俩达到额定功率,则需将这两个灯泡按并联连接,从而让它们的两端电压达到100V。
本文来自知乎用户@fChen

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