11.如图7所示为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω,1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V.
(1)根据传感器上的标注,计算传感器的电阻和额定电流.
(2)若电路元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?
(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过了1 Ω,则该传感器就失去作用,实际检测时,将一个恒定的电源加在图中a、b之间(电源电压小于上述所求的电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压,检测记录如下:
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电压表示数U/V |
电流表示数I/A |
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第一次 |
1.48 |
0.16 |
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第二次 |
0.91 |
0.22 |
若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否还能使用?此时a、b间所加的电压是多少?
解析:(1)传感器的电阻R传=U传2/P传=10 Ω,
传感器的额定电流I传=P传/U传=0.9/3 A=0.3 A.
(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流I=I传=0.3 A
此时电源电压最大值Um=U传+U0
U传传感器的额定电压,U0为R0调至最大值R0m=10 Ω时R0两端的电压,即:U0=I传R0m=0.3×10 V=3 V
所以电源电压的最大值Um=U传+U0=6 V.
(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由:U=R′传I1+U1,即:U=0.16×R′传+1.48
根据第二次实验记录数据由:U=R′传I2+U2
即:U=0.22×R′传+0.91
解得:R′传=9.5 Ω,U=3 V.
传感器的电阻变化为
ΔR=R传-R′传=10 Ω-9.5 Ω≤0.5 Ω
此传感器仍然可以使用.
答案:(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)可以使用 U=3 V