Encienda diferentes tipos de lámparas en un solo circuito

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Como tarea, tengo que diseñar un circuito (en forma de diagrama de circuito) para alimentar de manera óptima tres lámparas (de manera que reciban la corriente y el voltaje exactos que necesitan) con cualquier número de baterías de 1.5 V y cualquier número de resistencias arbitrarias.

Las tres lámparas son: 0.15A / 8V, 0.20A / 5V y 0.12A / 4V. El circuito diseñado debe ser óptimo en el sentido de que el consumo de energía para alimentar las tres lámparas debe ser lo más pequeño posible.

Actualmente, mi mejor (y única) apuesta es esta:

+---[3]---[42Ω]---+   [3]=0.12A/4V
|                 |
+---[2]---[20Ω]---+   [2]=0.20A/5V
|                 |
+---[1]---[6.7Ω]--+   [1]=0.15A/8V
|                 |
+-- 6 batteries --+

No se pueden publicar imágenes todavía, por lo tanto, esta mierda sh ** . batteries 9V indica la posición del 6 baterías de 1.5V que ascienden a 9V. (Como nota al margen, los valores de la resistencia se redondean a 2 dígitos significativos, y podrían ser matemáticamente \ $ 41 \ frac {2} {3} \ Omega \ $, \ $ 20 \ Omega \ $ y \ $ 6 \ frac {2} { 3} \ Omega \ $. Además, se supone que la coma es un punto decimal.)

¿Hay una solución mejor que esta (con un consumo de 4,23 W) y, de ser así, cómo llegaría a esa solución?

    
pregunta tomsmeding

1 respuesta

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Sí, hay varias soluciones que tienen menos consumo de energía que el circuito paralelo común de 4.23 W. Dado que se trata de un ejercicio , debe explorar la situación para desarrollar su comprensión. Intenta trabajar en estas cosas:

  1. ¿Cuál es el consumo mínimo de energía de cualquier circuito para las tres lámparas que usan baterías de cualquier voltaje?
  2. ¿Qué conjunto de conexiones de circuito le daría ese consumo?
  3. Si pudiera usar cualquier número de baterías de 1 V (en lugar de 1,5 V), ¿podría construir el circuito del paso 2? ¿Qué aspecto tendría?
  4. Manteniendo todo igual, excepto la cantidad de baterías, ¿cuál sería el consumo mínimo de energía del circuito si tuviera que usar baterías de 1.5V en lugar de baterías de 1V?
  5. ¿Es ese consumo mejor que 4.23W?
  6. Ahora explore otros arreglos de lámparas después de pensar en estas cosas:

    • cualquier potencia consumida por una resistencia que agregues se desperdicia

    • una lámpara en sí misma tiene una resistencia y puede servir como resistencia

    • si una lámpara sirve como resistencia, ahorra la energía que la resistencia habría utilizado

respondido por el mgkrebbs

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