Технические характеристики лампы

Поэтому, когда лампа имеет спецификацию$24\text{ V}$,$5.0\text{ W}$, значит ли это, что требуется по крайней мере$5.0\text{ W}$работать? Может ли он по-прежнему потреблять больше энергии? Или тогда не получится?

Это означает: При подключении такой лампы к напряжению$24\text{ V}$, то он будет потреблять$5.0\text{ W}$и светит как указано. Когда вы подключаете его к более высокому напряжению, он будет потреблять больше энергии и светить ярче. Но, наверное, скоро сгорит.

При подключении к рекомендуемому напряжению$U=24\text{ V}$, то эта лампа будет потреблять ток$I=\frac{P}{U}=\frac{5.0\text{ W}}{24\text{ V}}=0.208\text{ A}$.

Если, например, источник питания имеет ток$8.0\text{ A}$и разность потенциалов$24\text{ V}$, ...

Это означает, что блок питания способен обеспечить максимальный ток$8.0\text{ A}$. Это не означает, что он всегда будет обеспечивать ток$8.0\text{ A}$независимо от того, какие потребители к нему подключены. Если вы подключите к источнику питания только мелких потребителей (или вообще не потребите- лей ), то он будет выдавать меньший ток (или вообще не будет).

Но если бы мы имели$30$лампы, например, каждая лампа получит$6.4\text{ W}$?

Нет. При подключении$30$лампы параллельно$24\text{ V}$источник питания, то каждая лампа по-прежнему будет потреблять ток$0.208\text{ A}$(как рассчитано выше) и потребляют мощность$5.0\text{ W}$. Все$30$лампы вместе потребляют общий ток$I = 30\cdot 0.208\text{ A}=6.25\text{ A}$и потребляют суммарную мощность$P=30\cdot 5.0\text{ W}=150\text{ W}$.

Утверждение, подобное этому, источник питания имеет ток 8,0 А и разность потенциалов 24 В , обычно означает, что это источник (приблизительно постоянного) напряжения с разностью потенциалов на выходной клемме 24 В и возможностью питания до макс. из 8А.
Это означает, что все, что подключено к клеммам, будет иметь напряжение 24 В и ток, проходящий через него, определяемый его сопротивлением.

Так, если лампочка имела рабочее сопротивление 24 Ом.$\Omega$через него проходит ток силой 1А.
Параллельное соединение двух таких ламп будет означать, что через каждую лампочку будет проходить 1 А, а источник напряжения будет выдавать 2 А.
Максимальное количество лампочек, которые могут быть подключены и исправно работают, равно восьми.

Ваша лампа 24 В, 5,0 Вт с напряжением 24 В будет потреблять ток 5/24.$\approx$0,2А от источника 24В.

Таким образом, выходное напряжение источника питания фиксировано, а заданный ток является максимальным током, который мог бы обеспечить источник питания, если бы это потребовалось.

Но если бы у нас было, например, 30 ламп, каждая лампа получила бы 6,4 Вт?
Нет, каждая лампочка будет потреблять 2 А, а общий ток, потребляемый от источника, будет 30$\times$0,2$\approx$6А.

Если вы хотите, чтобы лампы работали на более высокой мощности и, таким образом, сокращали срок их службы, вам нужно подавать на них большее напряжение.

Лампы имеют более-менее постоянное сопротивление. Вы можете рассчитать его (номинальное) сопротивление по напряжению и номинальной мощности как$R_\star = U_\star^2/P_\star$. Обратите внимание, что я использую индекс$\star$для указания номинальных (номинальных) значений, которые не обязательно равны фактическим значениям, для которых я буду использовать нижний индекс$o$. Вы можете смело предположить сопротивление$R_\star$постоянно.

Если подключить лампу к источнику постоянного напряжения $U_o$, рабочий ток через лампу будет$I_o = U_o/R_\star$а рабочая мощность$P_o = U_o I_o = U_o^2/R_\star^2$. Обратите внимание, что источники постоянного напряжения имеют максимальный номинальный ток, что означает, что они будут генерировать требуемое напряжение до тех пор, пока требуемый ток меньше его максимального тока. Если требуется больший ток, напряжение падает так, чтобы рабочий ток не превышал максимальный номинальный ток.

(Фактическая) рабочая мощность$P_o$не соответствует номинальной мощности$P_\star$, но это зависит от рабочего напряжения и тока. Электроэнергия преобразуется в свет и тепло в лампе, а чем больше электроэнергии, тем больше света и тепла. Номинальная мощность говорит вам, какая будет рабочая мощность, если вы подключите лампу на номинальное напряжение.

Может ли он по-прежнему потреблять больше энергии? Или тогда не получится?

Лампа может потреблять больше электроэнергии, но это приводит к большему нагреву, и лампа выйдет из строя гораздо раньше, чем если бы она работала на номинальной или ниже номинальной мощности.

Но если бы у нас было, например, 30 ламп, каждая лампа получила бы 6,4 Вт?

Чтобы ответить на этот вопрос, просто нарисуйте цепь с резисторами, а затем рассчитайте рабочую мощность. А$24 \text{ V}$,$5 \text{ W}$лампа имеет номинальное сопротивление$R_\star = 115.2 \text{ }\Omega$. Давайте обсудим два примера:$N = 30$и$N = 60$лампы, включенные параллельно$U_s = 24 \text{ V}$и$I_\text{max} = 8 \text{ A}$источник постоянного напряжения.

Пример 1: 30 ламп параллельно

Общее сопротивление равно$R_\text{tot} = R_\star/N = 3.84 \text{ }\Omega$и требуемый ток$U_s / R_\text{tot} = 6.25 \text{ A}$. Поскольку запрошенный ток меньше максимального тока, т.е.$6.25 \text{ A} < 8 \text{ A}$, рабочее напряжение и ток на клеммах питания$U_o = 24 \text{ V}$и$I_o = 6.25 \text{ A}$а общая выходная мощность$P_o = U_o I_o = 150 \text{ W}$. Общая мощность делится на$N = 30$равняется ветвям, что означает, что каждая ветвь получает$5 \text{ W}$. Это ожидаемо, так как каждая лампа подключена к$24 \text{ V}$и блок питания работает в своих пределах.

Пример 2: 60 ламп параллельно

Общее сопротивление равно$1.92 \text{ }\Omega$и требуемый ток$12.5 \text{ A}$. Поскольку блок питания не может генерировать более$8 \text{ A}$он будет насыщаться при максимальном токе$I_o = 8 \text{ A}$и его выходное напряжение упадет до$U_o = I_\text{max} R_\text{tot} = 15.36 \text{ V}$. Суммарная выходная мощность теперь$P_o = 122.88 \text{ W}$и каждая лампа получает только$2.048 \text{ W}$. Рабочая мощность для каждой лампы ниже номинальной мощности из-за ограничений источника питания.