(2012?中山)某?萍夹〗M的同學們用PTC元件(即半導體陶瓷材料)制作了一個電加熱保溫杯.常溫下的涼開水放在杯內可加熱至60℃,并利用這種元件的特性設定保溫溫度為60℃.已知所用的PTC元件的阻值R
T隨溫度的變化關系如圖甲,使用時PTC元件如圖乙接入家庭電路中.
請回答下列問題:
(1)當溫度為60℃時,電路中的電流是
22
22
mA,通電1min,PTC元件消耗的電能是
290.4
290.4
J.
(2)PTC元件的最大電功率是
24.2
24.2
W.
(3)保溫杯可以利用PTC元件的特性進行保溫的原理是:當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率(即在相同時間內產生的熱量與散失的熱量相等),溫度保持不變.從圖甲可以看出,①當它的溫度高于60℃時,
PTC元件的電阻R
r增大,由公式P=
可知PTC元件發(fā)熱功率變小,發(fā)熱功率小于散熱功率
PTC元件的電阻R
r增大,由公式P=
可知PTC元件發(fā)熱功率變小,發(fā)熱功率小于散熱功率
,溫度下降;②當溫度低于60℃時,
PTC元件的電阻R
r減小,由公式P=
可知PTC元件發(fā)熱功率變大,發(fā)熱功率大于散熱功率
PTC元件的電阻R
r減小,由公式P=
可知PTC元件發(fā)熱功率變大,發(fā)熱功率大于散熱功率
,溫度上升.因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右.