半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(如图乙),可以测定某一空间的温度,其中电源电压是12V,定值电阻R 0 的阻值为10Ω。(1)当环境温度为20℃时,电流表的示数是多少?(2)电流表的读数为0.4A时,求当时环境温度是多少?(3)当环境温度为100℃时,电路中半导体电阻的电功率是多少?
解析:
(1)由图甲可知,当温度为20℃时,半导体电阻为50Ω.由图乙不难计算电流表的示数为:
I=
U
=
12V
= 0.2A
R+R0
50Ω+10Ω
(2)当电流表示数为0.4A时,电路的总电阻为:
R总=
= 60Ω
I’
0.2A
此时半导体电阻的电阻值为:
R’=R总-R0=60Ω-10Ω=50Ω
查看图甲可以看发现,当其电阻为50Ω时,其对应温度为20℃。
(3)当温度为100℃时,半导体电阻为10Ω.此时通过半导体的电流是:
I’’=
=0.6A
R’’+R0
10Ω+10Ω
其功率为:
PR=I”2R”=(0.6A)2×10Ω=3.6W
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