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(浙*第12界科学竞赛题)某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图*所示。“控制电路”中热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示,电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0,电源U1电压恒定,浴霸共安装有2只标有“220V、550W”的灯泡,当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合。求:
(1)工作电路闭合时,通过电路的总电流。
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
(3)若电源U1电压恒定为12V,则将此装置安放在浴室内,浴室内温度可控制在什么范围?
【回答】
解:(1)电路的总电流:I=P/U=1100W/220V=5A。
(2) 40℃时R1的电阻为170Ω,继电器电路断开的电流为I=50mA,控制电路的电源电压U1最小值为:U1=IR=0.05A×200Ω=10V。
(3)继电器电路中的电流小于等于I1=40mA时,处于加热状态:R=U/I1==300Ω。
此时R1= R- R0=300Ω-30Ω=270Ω。
查图得:R1的电阻为270Ω时对应的温度为23℃。
继电器电路中的电流等于I2=50mA时,工作电路断开,温度最高:
R’=U/I2==240Ω。此时R1= R’- R0=240Ω-30Ω=210Ω。
查图得:R1的电阻为210Ω时对应的温度为32℃。
浴室内温度的控制范围是23℃~32℃。
知识点:电与磁单元测试
题型:计算题
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