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小明发现他家的电源插排上有多個指示灯如图14甲所示。小明将电源插排拆开后发现每个指示灯实际上是一个发光二极管,每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V嘚电源上
他通过查阅资料得知,发光二极管的结构与普通二极管相似由一个PN结构成,具有单向导电性当在发光二极管上加正向电压時,发光二极管导通并发光;当加反向电压时发光二极管截止(电阻可视为无穷大)且不发光。如果将发光二极管D和电阻只接在如图14乙所示嘚正弦交流电路中只有在交流电压正半周期时,发光二极管导通在负半周期时不导通。并可以证明:若用UD表示发光二极管导通时其两端的电压当所加的交流电压为U时,电阻R上的电压为 实际上交流电压值是变化的其瞬时可达到的最大值约为。
查表可知发光二极管正常發光时其两端的电压约为2V通过它的电流约为10mA,
计算时忽略发光二极管发光过程中消耗功率的变化
(1)为了保证发光二极管的安全,需要串聯一个多大阻值的定值电阻?
(3)如果我国有一亿个家庭每天使用带有一个发光二极管指示灯的插排每天工
作24小时,那么我国每年(按365天计算)要損耗多少度电?