Question

如圖所示為檢測某傳感器的電路圖。傳感器上標有“3 V、0.9 W”的字樣（傳感器可看做一個純電阻），滑動變阻器R，上標有“10Ω、1 A”的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V。

（1）根據傳感器上的標注，計算該傳感器的電阻和額定電流。
（2）若電路各元件均完好，檢測時，為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？
（3）根據技術資料可知，如果傳感器的電阻變化超過1Ω，則該傳感器就失去了作用。實際檢測時，將一個電壓恒定的電源加在圖中a、b之間（該電源電壓小于上述所求電壓的最大值），閉合開關S，通過調節R₀。來改變電路中的電流和R₀兩端的電壓。檢測記錄如下：

若不計檢測電路對傳感器電阻的影響，通過計算分析，你認為這個傳感器是否仍可使用？此時a、b間所加的電壓是多少？

Answer 1

解：（1）傳感器的電阻R_傳＝U²_傳/P_傳＝3²/0.9Ω=10Ω
傳感器的額定電流I_傳＝P_傳/U_傳＝0.9/3A＝0.3A
（2）要求電路各部分安全，則要求電路的最大電流I=I_傳＝0.3 A
此時電源電壓量大值U_m＝U_傳+U₀
U傳為傳感器的額定電壓，U₀為R₀調至最大值R_0m=10Ω時R₀兩端的電壓，即
U₀＝I_傳R_0m＝0.3×10 V＝3 V
∴電源電壓最大值U_m＝U_傳+U₀＝3 V+3 V＝6 V
（3）設實際檢測時加在a、b間的電壓為U，傳感器的實際電阻為R_傳'
根據第一次實驗記錄數據有：U＝I₁R_傳'＋U₁，即：U＝0.16×R_傳'＋1.48
根據第二次實驗記錄數據有：U＝I₂R_傳'+U₂，即：U＝0.22×R_傳'＋0.91
解得：R_傳'＝9.5Ω，U＝3 V
傳感器的電阻變化為ΔR＝R_傳一R_傳'＝l0Ω一9.5Ω<0.5Ω
∴此傳感器仍可使用