热敏电阻在温控技术中广泛应用.如甲图所示是小凡设计的检测学校锅炉温度的电路图,图中的电压表量程为0~3V;定值电阻R0的阻值为100 Ω,Rt是热敏电阻,其电阻随温度变化如图乙所示.将热敏电阻置于锅炉内,通过读取电压表的示数就可以间接知道锅炉内水的温度.
(1)当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值,则电源电压应是多大?
(2)小凡想将电压表的表盘示数改为温度示数,则温度示数为40℃应标在电压表的多少刻度处?
(3)在上问条件下,热敏电阻Rt的电功率是多大?
热敏电阻在温控技术中广泛应用.如甲图所示是小凡设计的检测学校锅炉温度的电路图,图中的电压表量程为0~3V;定值电阻R0的阻值为100 Ω,Rt是热敏电阻,其电阻随温度变化如图乙所示.将热敏电阻置于锅炉内,通过读取电压表的示数就可以间接知道锅炉内水的温度.
(1)当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值,则电源电压应是多大?
(2)小凡想将电压表的表盘示数改为温度示数,则温度示数为40℃应标在电压表的多少刻度处?
(3)在上问条件下,热敏电阻Rt的电功率是多大?
【思路分析】
求解 | 题干信息 | 所用公式 |
(1)电源电压 | 电压表的示数达到最大值 电压表量程为0~3V 定值电阻R0的阻值为100 Ω | U=IR |
(2)温度示数为40℃应标在电压表的多少刻度处 | 温度示数为40℃ 定值电阻R0的阻值为100 Ω U=6V | I=U/R R=R0+Rt |
(3)热敏电阻Rt的电功率 | 电路中的电流I’,Rt敏电阻Rt | P= I2 R |
解:(1)由图乙可知,当水温t=100℃时,热敏电阻Rt=100Ω,此时电压表示数为UV=3V,则电路中电流为I=UV/ R0=3V/100Ω=0.03A
电源电压为U=I(R0+Rt)=0.03A×(100Ω+100Ω)=6V……………(1分)
(2)当水温t’=40℃时,热敏电阻Rt’=200Ω,则电路的总电阻为
R=R0+Rt=100Ω+200Ω=300Ω…………………………………………(1分)
电路中电流为I’=U/R=6V/300Ω=0.02A……………… (1分)
电压表示数为U’V = I’ R0=0.02A×100Ω=2V……………………(1分)
所以温度示数为40℃应标在电压表的2V刻度处.
(3)此时热敏电阻Rt的电功率
P= I’2 Rt=(0.02A)2×200Ω=0.8W……………………………………(1分)