Question

如圖1所示電路某自動恒溫箱原理簡圖．箱內電阻R_l=5kΩ，R₂為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖線如圖2所示，電源電壓為12V．當電壓傳感器的兩接入點a、b間的電壓U_ab小于2V時，傳感器將使開關S接通，使恒溫箱內的電熱絲通電而發熱，從而使箱內溫度升高；當U_ab大于4V時，傳感器將使S斷開，停止加熱．

（1）從圖2中讀出箱內溫度為35℃時的熱敏電阻R₂為______kΩ．
（2）通過計算判定該恒溫箱內的溫度將保持在怎樣的范圍？
（3）若想使此恒溫箱內的溫度變化范圍在第2問的基礎上縮小一些，在傳感器功能和熱敏電阻不變的條件下，可采取怎樣的措施？

Answer 1

（1）由圖2可得，當溫度為35℃其對應的縱坐標為5kΩ；
（2）當R₁兩端電壓為2V時，電路中電流為：
I=

U1

R1

=

2V

5000Ω

=0.0004AA，
R₂兩端的電壓：
U₂=U-U₁=12V-2V=10V，
則熱敏電阻的阻值：
R₂=

U2

I

=

10V

0.0004A

=25000Ω=25kΩ，
由圖2可得，此時溫度為15℃；
當R₁兩端的電壓為4V時，R₂兩端的電壓：
U₂′=U-U₁'=12V-4V=8V；
同理可得此時熱敏電阻的阻值：
R₂′=

U2′

U1′ R1

=

8V

4V 5000Ω

=10000Ω=10kΩ，
由圖2可得此時溫度為55℃
故溫度的變化范圍為15℃到55℃；
（3）由分析知：從圖上可以看出，若恒溫箱的溫度變化降低一些，則需增大R₂的阻值，此時R₂分得的電壓增多；
若保持R₁兩端的電壓變化范圍不變，可以考慮兩種方法：
①在電源電壓不變時，R₂兩端的電壓增大，則R₁兩端的電壓必然減小，若要保持R₁兩端電壓的變化范圍不變，根據串聯分壓的原理，通過增大R₁的電阻，來獲得更多的電壓；
②R₁兩端的電壓不變，而R₂兩端的電壓增大，可通過增大電源電壓來承擔R₂兩端多出的電壓值；
答：（1）25；
（2）溫度變化范圍為15℃～55℃；
（3）增大R₁的阻值或增大電源電壓．