PTC是一種新型的半導體陶瓷材料,它的發熱效率較高.PTC有一個人為設定的溫度,當它的溫度低於設定溫度時,其電...
問題詳情:
PTC是一種新型的半導體陶瓷材料,它的發熱效率較高.PTC有一個人為設定的溫度,當它的溫度低於設定溫度時,其電阻值會隨它的溫度升高而變小;當它的溫度高於設定溫度時,其電阻值隨它的溫度升高而變大.如圖(a)所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料.它的工作電路如圖(b)所示,R0是定值電阻,其阻值不受溫度的影響.RT是PTC的電阻,RT的電阻值與溫度的關係如圖(c)所示.該電熱水壺在RT設定溫度狀態工作時,電路中的電流為5A.
(1)電熱水壺RT的設定溫度是多少?
(2)R0的阻值為多少?
(3)當RT的溫度為130℃時,電路中RT的實際功率為多少?
【回答】
解:(1)由題意可知,在圖象中PTC的人為設定溫度為100℃;
(2)當RT在設定溫度狀態工作時,由圖*可知Rr=34Ω,R0、RT串聯,
∵I=,
∴電路中的總電阻:
R總===44Ω,
∵串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
R0的阻值:
R0=R總﹣RT=44Ω﹣34Ω=10Ω;
(3)當RT的溫度為130℃時,由圖象可知,此時RT的阻值為100Ω,
電路中的總電阻:
R′總=R0+R′T=10Ω+100Ω=110Ω,
電路中的電流:
I′===2A,
RT兩端的電壓:
U'=I′×R′T=2A×100Ω=200V,
RT的實際功率:
P′=U′TI′=200V×2A=400W.
答:(1)電熱水壺RT的設定溫度是100℃;
(2)R0的阻值為10Ω;
(3)當RT的溫度為130℃時,電路中RT的實際功率為400W.
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是根據題意和圖象得出PTC在人為設定的溫度狀態下工作時的電阻,電學題可以一題多解,可以嘗試多種解法
知識點:焦耳定律
題型:計算題
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