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楼梯照明背后的谜团

一处照明两个开关?

在家里、学校、公司、道路等地,我们有很多照明设施。照明使用的灯泡、荧光灯、LED灯等都需要有电流通过才能发光。

照明设施都有控制电流流通和切断的“开关”,由照明装置、电线、电源和开关共同组成电路。

一般的电灯和房屋内的照明只要有一个开关来控制“打开/关闭”就可以了,可是有时候一处照明需要安装两个开关。

比如说“楼梯的照明”。

当照明设施在楼梯正中央时,想在上楼梯前打开开关,上完楼梯后关闭开关,就需要在一楼和二楼都装上开关才能更加便利。大家不觉得这个装置非常不可思议吗?

这种情况下开关是如何连接的呢?

照明背后隐藏的“组合问题”

请大家看电路图。

照明结构图

并不是在一根电线上连两个开关,而是按照下页图中所示的那样排布电线来制作电路。

在这个照明设施中电流的流通路径一共有多少条?这属于“组合”问题。

两个开关组合来点亮电灯

一楼的开关可以“向上推”和“向下推”,二楼的开关也可以“向上推”和“向下推”,因此每个开关都有两种流通方式,那么组合在一起,2×2就产生了4条可能的路径。

接下来,我们来考虑什么情况下照明设备会被点亮。

当两个开关都向上推时就是A中的情况。这种状态下将二楼的开关向下推电路就不再连通了,因此照明设备就会熄灭,也就是B中的状态。

在A状态下,将一楼的开关向下推会变成C中的状态,这时电路也会被切断,照明设施就会熄灭。跟A中相反,若将一、二楼的开关都向下推,电路就会连通起来点亮照明设备。

总的来说,开关的方向组合起来可以有四条电路,组合起来后照明设备点亮和熄灭的情况各有两种。将神秘的照明之谜理解为“组合问题”就容易多了。

数学常会隐藏在日常生活中——同时为你的生活提供帮助。 /zuVfE+hJIdShU+jTBVRa7luM7bFQEcdPfHamubNMWEC3GOmIbkGcqARkq/yr/Iq

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