Question

如圖1電磁繼電器和熱敏電阻R₁等組成了恒溫箱控制電路，R₁處于恒溫箱內(nèi)．電源電壓U=6v，繼電器線圈的電阻可不計(jì)．圖2為熱敏電阻的R₁-t圖象，且已知在50～150℃范圍內(nèi)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是：R₁?t=常數(shù)；電阻R₂是可變電阻．當(dāng)線圈中的電流達(dá)到20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．已知此時(shí)可變電阻R₂=225Ω，恒溫箱保持60℃恒溫．圖中的“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源．
（1）60℃時(shí)，熱敏電阻R₁的阻值是多少？
（2）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端？
（3）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R₂的阻值應(yīng)調(diào)為多少？

Answer 1

分析：（1）要求R₁的阻值，由電路圖可知，R₁R₂串聯(lián)后接在6V的電源上．電源電壓已知，此時(shí)電路中的電流也知道，可用電源電壓與電流求出總電阻，然后減去R₂，即可解得R₁．
（2）恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端，主要是由熱敏電阻隨溫度的變化趨勢來決定的．
（3）要求電阻R₂此時(shí)的阻值應(yīng)調(diào)為多少，首先要知道此時(shí)熱敏電阻R₁的阻值是多少．而R₁?t=常數(shù)是一個(gè)非常關(guān)鍵的突破口．

解答：解：（1）60℃時(shí)，控制電路I=20mA=0.02A
R_總=

U

I

=

6

20×10-3

Ω=300Ω
R₁=R_總-R₂=300Ω-225Ω=75Ω
答：熱敏電阻R₁的阻值是75Ω．

（2）由圖2可知，當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值隨之減小，電路中的電流增大，當(dāng)電流達(dá)到20mA時(shí)，電磁鐵能夠吸引下銜鐵，使動(dòng)觸點(diǎn)與C、D所在的電路接通．若把加熱器接在此電路中，會(huì)使恒溫箱內(nèi)的溫度持續(xù)升高．相應(yīng)的，熱敏電阻的阻值繼續(xù)減小，電流持續(xù)增大，電磁鐵的磁性繼續(xù)增強(qiáng)，使CD這個(gè)電路始終接通，加熱器永遠(yuǎn)工作．達(dá)不到控制溫度的目的．所以，要把恒溫箱的加熱器應(yīng)接在A、B端．

（3）設(shè)100℃熱敏電阻的阻值為R₁′
∵R₁?t=常數(shù)
∴75×60=R₁′×100
解得 R₁′=45Ω
R_總=

U

I

=

6

20×10-3

Ω=300Ω
R₂′=R_總′-R₁′=300Ω-45Ω=255Ω
答：要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R₂的阻值應(yīng)調(diào)為255Ω．

點(diǎn)評(píng)：在此題中，理解R₁?t=常數(shù)這個(gè)條件是關(guān)鍵．這個(gè)條件，既在確定加熱器接在哪個(gè)電路中時(shí)要用到，又在求使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R₂的阻值應(yīng)調(diào)為多少時(shí)用到．這也是此題難點(diǎn)．