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图甲为一种太阳能路灯,图乙为该路灯筒化的工作电路图.S1为光控开关,白天与触点d接触,太阳能电池板给蓄电池充电,晚上与触点c接触,给路灯供电.S2为时控开关,晚上12点前与触点a

题目详情
图甲为一种太阳能路灯,图乙为该路灯筒化的工作电路图.S1为光控开关,白天与触点d接触,太阳能电池板给蓄电池充电,晚上与触点c接触,给路灯供电.S2为时控开关,晚上12点前与触点a接触,L1正常发光,12点后与触点b接触,L2正常发光. L1为“20V,40W”的节能灯,L2为“20V,20W”的节能灯,两盏灯平均每天各工作5小时.
(1)路灯L1正常工作时的工作电流为多大?
(2)两盏路灯正常工作一天,共消耗多少度电?
(3)已知该太阳能电池板每小时平均收集太阳能3.6×106J,若太阳光照射20小时能使两盏路灯正常6工作天,求太阳能电池板光电转化效率为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)根据路灯L1的符号“20V,40W”,由P=UI得:
I=
P
U
=
40W
20V
=2A;
(2)∵P=
W
t
,P1=40W=0.04kW;P2=20W=0.02kW;
∴路灯正常工作一天消耗的电能:
W1=P1t=0.04kW×5h=0.2kW•h,
W2=P2t=0.02kW×5h=0.1kW•h,
W=W1+W2=0.2kW•h+0.1kW•h=0.3kW•h;
(3)∵若太阳光照射20小时收集的太阳能为:
W=3.6×106J×20=7.2×107J,
两盏路灯正常工作6天消耗的电能为:
W=nW=6×0.3kW•h=1.8kW•h=6.48×106J,
则太阳能电池板的光电转化效率为:
η=
W
W
×100%=
6.48×106J
7.2×106J
×100%=9%.
答:(1)路灯L1正常工作时的工作电流为2A;
(2)两盏路灯正常工作一天,共消耗0.3度电;
(3)太阳能电池板光电转化效率为9%.
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