有一种半导体,其电阻的大小随温度的变化而明显改变,利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻.利用热敏电阻可以用来测量温度的变化,且反应快,精度高.
李明同学想用热敏电阻设计一个电路,来检测他家蔬菜大棚内温度的变化.于是,他买来了一个热敏电阻,该热敏电阻的阻值随温度变化的图象如图所示.他又到实验室给老师借来了一块电流表、一个开关和6V的电源.请你利用这些器材帮他设计一个能直接观察大棚气温变化的电路.
(1)请你在方框中画出你设计的电路图.
(2)若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度,这样电流表就改造成了气温表.若电流表选用0-0.6A的量程,请你计算说明改造成的气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度对应?该气温表能测量的最高温度是多少?
(3)当大棚内的温度为28℃时,该电路消耗的功率是多少?
答案:
分析:(1)电流表与被测用电器串联,因此用导线将各元件依次连接起来即可;
(2)从图象中读出0℃时,热敏电阻对应的阻值,然后根据I=求出此时的电流值,即为气温表的0℃;
先确定电流表达到满刻度时,电路中的电流,然后根据R=求出此时的电阻,并从图象中读出对应的温度;
(3)从图象中读出当大棚内的温度为28℃时,热敏电阻的阻值,然后利用I=求出电路中的电流,再利用P=UI求出电路消耗的功率.
解答:解:(1)用导线将电源、开关电流表以及热敏电阻串联起来即可.如图所示
(2)由图象可知:0℃时,热敏电阻的阻值为250Ω,
此时,电路的电流是:,
所以气温表的0℃应与电流表刻度盘的0.024A的刻度对应;
当电流表达到满刻度时,电路中的电流为0.6A,即电路中的电阻:R===10Ω;
由图象可知,热敏电阻的阻值为10Ω时,气温是80℃,因此,气温表能测量的最高温度是80℃.
答:改造成的气温表的0℃应与电流表刻度盘的0.024A的刻度对应;该气温表能测量的最高温度是80℃.
(3)当大棚的温度为28℃时,热敏电阻的阻值为100Ω,电路中的电流:I===0.06A;
电路消耗的功率为:P=UI=6V×0.06A=0.36W.
答:当大棚内的温度为28℃时,该电路消耗的功率是0.36W.