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热熔胶在室温下为固体,加热到一定程度时变为较强黏性的液体,冷却后,将物体牢牢地粘在一起,如图甲是热熔胶枪的外形,其内部有2只相同的PTC加热元件,电路如图乙.单只PTC元件的电
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热熔胶在室温下为固体,加热到一定程度时变为较强黏性的液体,冷却后,将物体牢牢地粘在一起,如图甲是热熔胶枪的外形,其内部有2只相同的PTC加热元件,电路如图乙.单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示.扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关S同时倒向A、B,枪口冒出胶液,松开扳机S同时倒向B、C.
(1)松开扳机时为预热状态,当温度为80℃时,电路中的电流是多少?
(2)当温度为180℃时,胶液有最佳粘性,若熔化1kg胶需要吸收6.0×105J热量,已知一根胶条的质量为40g,而加热时间为400s,试计算热熔胶枪的加热效率?
(3)试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理.
(1)松开扳机时为预热状态,当温度为80℃时,电路中的电流是多少?
(2)当温度为180℃时,胶液有最佳粘性,若熔化1kg胶需要吸收6.0×105J热量,已知一根胶条的质量为40g,而加热时间为400s,试计算热熔胶枪的加热效率?
(3)试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理.
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答案和解析
(1)由图丙可知,80℃时,PTC电阻为880Ω,
此时两只PTC串联,电路中电流为I=
=
=0.125A.
(2)加热到180℃时单只PTC电阻为1210Ω,两只电阻并联,总电阻为605Ω,加热功率为:
P=
=
=80W,
加热400s产生的热量:Q总=W=Pt=80W×400s=32000J
熔化一根胶条要吸热Q=6×105J/kg×40×10-3kg=24000J,
热熔胶枪加热的效率η=
×100%=
×100%=75%.
(3)由图可知,当PTC的温度达到180℃时,如果温度升高,则电阻变大.由P=
知,在电源电压一定时,若电阻变大,则发热功率减小,升温速度减慢.反之,温度降低,电阻减小,发热功率增大,会快速升温,这样它的温度会在180℃附近稳定下来.
答:(1)电路中的电流为0.125A.
(2)热熔胶枪加热的效率为75%.
(3)道理同上.
此时两只PTC串联,电路中电流为I=
U |
R |
U |
R1+R2 |
(2)加热到180℃时单只PTC电阻为1210Ω,两只电阻并联,总电阻为605Ω,加热功率为:
P=
U2 |
R |
(220V)2 |
605Ω |
加热400s产生的热量:Q总=W=Pt=80W×400s=32000J
熔化一根胶条要吸热Q=6×105J/kg×40×10-3kg=24000J,
热熔胶枪加热的效率η=
Q吸 |
Q总 |
24000J |
32000J |
(3)由图可知,当PTC的温度达到180℃时,如果温度升高,则电阻变大.由P=
U2 |
R |
答:(1)电路中的电流为0.125A.
(2)热熔胶枪加热的效率为75%.
(3)道理同上.
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