现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警。
小明在室温下,用电阻箱代替热敏电阻,对报警系统进行调节。已知流过报警器的电流Ic约为10mA时报警器会报警;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻在60℃时阻值为500Ω。
(1)请完成待调节的报警系统原理电路图;
(2)电路中应选用滑动变阻器 (填R1或R2);
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为 Ω;滑动变阻器的滑片应置于 (填a或b)端,不能置于另一端的原因是 。
②将开关向 (填c或d)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
答案:
(1)电路图如上图所示;
(2)R2;
(3)
①500;b;流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏;
②c;报警器开始报警。
解析:
(1)根据题意可知,本实验要求能用电阻箱进行校准,故电阻箱应与热敏电阻并联,利用单刀双掷开关进行控制;它们再与报警器和滑动变阻器串联即可起到报警作用,故连线如下图所示:
(2)由题知,电源电压U=20V,而报警时的电流为10mA,
此时电路中的总电阻:
该热敏电阻在60℃时阻值为500Ω,由电阻的串联规律可知,此时滑动变阻器接入的电阻为1500Ω,故选滑动变阻器R2;
(3)
①因要求热敏电阻的温度达到60℃时报警,此时其电阻为500Ω,故应将电阻箱调节至500Ω;然后由滑动变阻器的最大阻值进行调节,直至报警器报警;
若开始时滑片位于a端,此时电路中的电流
流过报警器的电流超过20mA,报警器可能损坏;
故开始时滑片应在b端,目的是让电流由小到大调节,保证报警器的安全使用;
②将开关接到c端,电阻箱与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可;然后再接入热敏电阻,电路即可正常工作;
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