Question

【題目】應(yīng)急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具，如圖1所示。應(yīng)急照明燈主要由燈泡（或LED燈珠）、蓄電池、充電器、自動控制電路及相關(guān)部件組成。在照明電源正常情況下，應(yīng)急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時，自動控制電路及相關(guān)部件自動將燈泡（或LED燈珠）與蓄電池斷開不發(fā)光。當(dāng)照明電源突然停電時，應(yīng)急照明燈通過自動控制電路及相關(guān)部件自動把燈泡（或LED燈珠）跟蓄電池接通，從而實現(xiàn)自動應(yīng)急照明。下表為某型號應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：

輸入電壓	充電時間	應(yīng)急照明時間		應(yīng)急照明功率
AC200V	＜24h	＞90min		0.96W×2
應(yīng)急照明光源			蓄電池
種類	數(shù)量	燈泡額定電壓	類別	額定電壓	容量
燈泡	2只	2.4V	Ni﹣Cd	2.4V	1.8Ah

（注：蓄電池的容量Q的計算公式：Q＝It）

（一）在該型號應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實現(xiàn)的最長連續(xù)應(yīng)急照明時間為多少？

（二）小蘭跟老師提出自己要設(shè)計并組裝一只簡易的應(yīng)急照明燈。老師告訴她實驗室現(xiàn)有以下器材：雙孔插座及與之配套的插頭1套、小燈泡（額定電壓：DC3.0～3.4V，額定電流：350mA）4只、電磁繼電器（額定電壓：DC6V；額定電流：0.15A）1套及與之配套的低壓直流電源（輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V）1臺，蓄電池（兩端電壓：6V）1只及與之配套的充電器（輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V）1只，導(dǎo)線（足量），如圖2所示。

（1）請你幫助小蘭在圖上完成簡易應(yīng)急照明的接線。要求如下：

①家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡不發(fā)光；

②當(dāng)家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，使各燈泡均正常發(fā)光，且在一盞小燈泡燈絲燒斷后還應(yīng)該有部分小燈泡能正常工作；

（2）小明看到小蘭連接的電路后，認為可以去掉低壓直流電源，而將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器的輸出端。請你分析這樣做不可行的原因。

Answer 1

【答案】（1）①2.25h②（2）見解析

【解析】

（一）由該型號應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)可知，其所用燈泡的額定電壓為2.4V，其蓄電池兩端的電壓也是2.4V；

由此可知，兩只燈泡應(yīng)并聯(lián)；

單只燈泡正常發(fā)光時的電流：

IL＝＝0.4A，

∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

∴干路中的總電流：

I＝2×IL＝2×0.4A＝0.8A，

即蓄電池對外供電電流為I＝0.8A，

蓄電池充滿電后，可以實現(xiàn)的最長應(yīng)急照明時間：

t＝＝2.25h；

（二）（1）①家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡不發(fā)光，說明銜鐵與下觸點接觸，充電器給蓄電池充電，要注意電磁繼電器的電磁鐵應(yīng)接于低壓直流電源的輸出端；

②當(dāng)家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，說明銜鐵與下觸點接觸，蓄電池要提供電能；小燈泡的額定電壓為3.0～3.4V，且在一盞小燈泡燈絲燒斷后還應(yīng)該有部分小燈泡能正常工作說明四只燈泡兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)；氣壓直流電源與電磁繼電器相連，如下圖所示：

（2）若將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器兩端，當(dāng)家庭電路正常工作時，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵下移，接通蓄電池充電電路，充電器給蓄電池充電；當(dāng)家庭電路停電時，蓄電池與電磁鐵構(gòu)成通路，電磁鐵依然保持磁性，蓄電池?zé)o法為小燈泡供電，小燈泡不能發(fā)光。

答：（一）在該型號應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實現(xiàn)的最長連續(xù)應(yīng)急照明時間為2.25h；

（二）（1）如上圖所示；

（2）若將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器兩端，當(dāng)家庭電路正常工作時，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵下移，接通蓄電池充電電路，充電器給蓄電池充電；當(dāng)家庭電路停電時，蓄電池與電磁鐵構(gòu)成通路，電磁鐵依然保持磁性，蓄電池?zé)o法為小燈泡供電，小燈泡不能發(fā)光。