Question

熱敏電阻在溫控技術中廣泛應用.如甲圖所示是小凡設計的檢測學校鍋爐溫度的電路圖，圖中的電壓表量程為0~3V；定值電阻R₀的阻值為100 Ω，R_t是熱敏電阻，其電阻隨溫度變化如圖乙所示.將熱敏電阻置于鍋爐內，通過讀取電壓表的示數就可以間接知道鍋爐內水的溫度.

（1）當水溫達到100℃時，要求電壓表的示數達到最大值，則電源電壓應是多大？

（2）小凡想將電壓表的表盤示數改為溫度示數，則溫度示數為40℃應標在電壓表的多少刻度處？

(3)在上問條件下，熱敏電阻R_t的電功率是多大？

                          

Answer 1

【思路分析】

求解	題干信息	所用公式
（1)電源電壓	電壓表的示數達到最大值 電壓表量程為0~3V 定值電阻R0的阻值為100 Ω	U=IR
（2）溫度示數為40℃應標在電壓表的多少刻度處	溫度示數為40℃ 定值電阻R0的阻值為100 Ω U=6V	I=U/R R=R0+Rt
（3）熱敏電阻Rt的電功率	電路中的電流I’，Rt敏電阻Rt	P= I2 R

解：（1）由圖乙可知，當水溫t=100℃時，熱敏電阻R_t=100Ω，此時電壓表示數為U_V=3V，則電路中電流為I=U_V/ R₀=3V/100Ω=0.03A

電源電壓為U=I（R₀+R_t）=0.03A×（100Ω+100Ω）=6V……………（1分）

    （2）當水溫t’=40℃時，熱敏電阻Rt’=200Ω，則電路的總電阻為

R=R₀+R_t=100Ω+200Ω=300Ω…………………………………………（1分）

電路中電流為I’=U/R=6V/300Ω=0.02A………………  （1分）

      電壓表示數為U’_V = I’ R₀=0.02A×100Ω=2V……………………（1分）

所以溫度示數為40℃應標在電壓表的2V刻度處.

（3）此時熱敏電阻R_t的電功率

      P= I’² R_t=(0.02A)²×200Ω=0.8W……………………………………（1分）