2db izzót szeretnék működtetni egy 9V os elemről. 2db-3.5V, 200mA izzó Vagy 2db-2.5V 300mA izzó volna a megfelelőbb? Valamint mekkora ellenállás kell, ha kell egyáltalán hogy sorba köthessem az elemet és a két azonos izzót ?

Bármelyik verziót is használod nagyon optimistán max. 1 óra alatt lemerül (de inkább fél se).

Tippem: ellenállás se kell elé (sorba), egyszerűen a belső ellenállása miatt (lám mégis van "előtét"!) nem tud az izzó kiégni....

2 darab 3,5 V-os 200 mA-es izzó soros kapcsolása esetén a szükséges ellenállás mértéke:

R = (Utap - Ufogyaszto1 + Ufogyaszto2) / Ifogyaszto1 = (9V - 3,5 V - 3,5 V) / 0,2 A = 2 V / 0,2 A = 10 Ohm

az ellenállás szükséges terhelhetősége:

Pell = (Utap - Uizzo1 + Uizzo2) * Iizzo = (9V - 3,5 V + 3,5 V) * 0,2 A = 2 V * 0,2 A = 0,4 W

az izzok tápfelvétele:

Pizzo = Uizzo1 + Uizzo2 / Iizzo = (3,5 V + 3,5 V) * 0,2 A = 7 V * 0,2 A = 1,4 W

összes tápfelvétel:

Ptot = Pell + Pizzo = 0,4 W + 1,4 W = 1,8 W

hatásfok:

Pizzo / Ptot * 100 = 1,4 W / 1,8 W * 100 = 77,77 %

2 darab 2,5 V-os 300 mA-es izzó soros kapcsolása esetén a szükséges ellenállás mértéke:

R = (Utap - Uizzo1 + Uizzo2) / Iizzo = (9V - 2,5 V - 2,5 V) / 0,3 A = 4 V / 0,3 A = 13,34 Ohm

az ellenállás szükséges terhelhetősége:

Pell = (Utap - Uizzo1 + Uizzo2) * Iizzo = (9V - 2,5 V - 2,5 V) * 0,3 A = 4 V * 0,3 A = 1,2 W

az izzok tápfelvétele:

Pizzo = Uizzo1 + Uizzo2 / Iizzo = (2,5 V + 2,5 V) * 0,3 A = 5 V * 0,3 A = 1,5 W

összes tápfelvétel:

Ptot = Pell + Pizzo = 1,2 W + 1,5 W = 2,7 W

hatásfok:

Pizzo / Ptot * 100 = 1,5 W / 2,7 W * 100 = 55,56 %

A helyes választ attól függően lehet megadni hogy ez a megoldás egy gyakorlati megoldás lenne-e, tehát meg akarod valósítani valamilyen cél érdekében, vagy egy "iskolai" feladat.

Mindkét esetre megkaptad a helyes választ, de az első verzió esetén ez a megvalósítás nem javasolt. A jobb megoldáshoz tudni kellene mi a cél.

A második verzióval meg az a baj, hogy ha a feladatot más oldja meg helyetted akkor nem szakember leszel hanem műszaki zombi, aki határozott meggyőződéssel tud sok kárt okozni.

9 V-os elemet nem célszerű ekkora áramokkal tartósan terhelni, mert elég hamar lemerül. Rövid időre kipróbálni azért lehet. A megfelelőbb a 2 db 3,5 V-os 0,2 A-es izzó lenne, mert ezek árama kisebb, kevésbé terhelik az elemet és feszültségük összege jobban megközelíti az elem feszültségét, így kisebb lesz a soros ellenálláson keletkező veszteség. 2-es számítása, ha ez egy iskolai példa volt, akkor megfelelő. A gyakorlatban viszont figyelembe kellene venni az elem belső ellenállását is. A terhelés rákapcsolásakor az elem kapocsfeszültsége a belső ellenálláson eső feszültséggel csökken, így az izzókkal sorosan kapcsolandó ellenállás:

R=(Ut–I·Rb–Uf)/I

Kérdés, mekkora a 9 V-os elem belső ellenállása? Utánanéztem, típustól függően nagyjából Rb=2…20 Ω. Volt itthon egy használt 9 V-os elem, üresjárási feszültsége 8,25 V, 100 Ω-mal terhelve az áram 75 mA volt.

Ennek alapján a belső ellenállása: Rb=Uü/I–R=8,25/0,075–100=10 Ω

Új korában biztos kevesebb volt, vegyük Rb=5 Ω-ra. Ekkor a két sorosan kapcsolt 3,5 V-os 0,2 A-es izzóhoz szükséges ellenállás:

R=(Ut–I·Rb–Uf)/I=(9–0,2·5–2·3,5)/0,2=5 Ω

Az ellenálláson keletkező veszteség: Pv=I²·R=0,2²·5=0,2 W

Ez a számítás közelebb áll a valósághoz, de pontosan kiszámolni, nem is igazán lehet. A 9 V-os elem feszültsége szinte soha nem 9 V, új korában több, egy bizonyos használati idő után kevesebb, a használat során növekszik a belső ellenállás. Előfordulhat, hogy a kívánt áram el sem érhető, például, ha a fenti példában a belső ellenállás nagyobb, mint 10 Ω, vagy az elem feszültsége változatlan belső ellenállás mellett 8 V alá csökken, akkor az ellenállásra negatív érték adódik.

Ez a megoldás nem éppen a legjobb, a 9 V-os elemeknek a 0,2-0,3 A terhelés túl sok, hamar lemerülnek. Nem tudni mi a célod ezzel, világítás vagy csak egy kísérlet? Ha ragaszkodsz a 9 V-os elemhez, akkor inkább két LED és a velük sorosan kapcsolt ellenállás jobb lenne. A LED-ek áramát 10-20 mA-re beállítva sokkal tovább működne, mint izzólámpákkal. Ha meg az izzólámpákhoz ragaszkodsz, akkor a 9 V-ot 6 db sorosan kapcsolt ceruzaelemmel állítsd elő, azok jóval nagyobb árammal terhelhetők.

Méé nem ezzel kezdted!

Akkor, ha már ragaszkodsz az izzóhoz, akkor fogj egy telefontöltőt, köss sorba 2 db 2,5V-os izzót, aztán tápláld meg és lőn világosság.

Én inkább 3.5V-ost választanék, még úgy is elég nagy lesz a fényerő.