学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示。传感器上标有“3V 10”的字样(传感器可看作一个电阻),滑动变阻器上标有“10 1A”的字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。则:
⑴ 该传感器正常工作的电流是多少?此时5秒内电流做功多少?
⑵ 若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在、之间所加的电源电压最大值是多少?
⑶ 根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1,则该传感器就失去了作用。实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中、之间(该电源电压小上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节来改变电路的电流和两端的电压,检测记录如下:
通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时、间所加的电压是多少?
解:(1)传感器的电阻为:
,
传感器的额定电流为:
;
(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流:
I=I传=0.3A,
此时电源电压最大值:
Um=U传+U0,
U传为传感器的额定电压,U0为R0调至最大值R0m=10Ω时,R0两端的电压,即,
U0=I传R0m=0.3A×10Ω=3V,
电源电压最大值:
Um=U传+U0=3V+3V=6V;
(3)设实际检测时,加在a、b间的电压为U,传感器的实际电阻为R'传.
根据第一次实验记录数据有:
U=I1R'传+U1=0.16A×R'传+1.49V①
根据第二次实验记录数据有:
U=I2R'传+U2=0.22A×R'传+0.91V②
由①、②两式解得:
传感器的电阻变化为:R传﹣R'传=10Ω﹣9.67Ω=0.33Ω<1Ω,
所以,此传感器仍可使用.
故:
(1)该传感器的电阻和额定电流各是10Ω,0.3A;
(2)在a、b之间所加的电源电压最大值6V;
(3)传感器仍可使用,电压为3V.
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