darblapas

Pretestības temperatūras koeficients

200 pierādījumi ka zeme nav rotējoša bumba REUPLOAD (Decembris 2018).

Anonim

Pretestības temperatūras koeficients

Pamataprīkojums


jautājums 1

Tā ir izplatīta parādība, lai vielas elektriskā pretestība mainītos, mainoties temperatūras izmaiņām. Paskaidrojiet, kā jūs eksperimentāli demonstrētu šo efektu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Vienkārši ir parādīt vielas izturību pret temperatūru. Esmu ieinteresēts uzzināt, kā jūs varētu uzzināt šo izmaiņu kvantitatīvo novērtējumu. Tas ir, kā jūs plānojat eksperimentu, lai "pievienotu skaitli", lai izturība mainītos ar temperatūru "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Šis jautājums ir lielisks sākumpunkts klases eksperimentam. Šo efektu var pierādīt, vairākos veidos.

2. jautājums

Elektronikas instruktors vēlas demonstrēt saviem skolēniem elektrisko pretestību, kas mainās ar temperatūru. Lai to izdarītu, viņš izvēlas oglekļa rezistoru, kas ir aptuveni 3 cm garš un 5 milimetri diametrs, melns krāsā, ar vadu katrā galā un savieno to ar ommetru. Ikreiz, kad viņš sajūt rezistoru starp viņa pirkstiem, ommets uzreiz reaģē, parādot ievērojami samazinātu pretestību.

Kas ir nepareizi ar šo eksperimentu?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja pretestības izmaiņas patiešām ir saistītas ar temperatūras izmaiņām rezistorā, tam nevajadzētu būt tūlītējai .

Piezīmes:

Man jāatzīstas, ka šī jautājuma radīšana bija pieredze no manas izglītības. Tas tiešām notika! Es joprojām atceros, ka skatos uz demonstrāciju, satraukti, ka pretestība tik ātri un tik ļoti mainīsies, kad instruktors sapratīs rezistoru. Es arī atceros vieglu apvainojumu, ko instruktors uzdeva man, mēģinot pateikt manu neskaidrību: "Kāds ir jautājums? Pārāk sarežģīts jums? "Lūdzu, nekad neliecieties pret saviem skolēniem.

Daži skolēni var uzskatīt, ka eksperiments ir kļūdains, jo viņi paredz, ka pretestība pieaugs ar paaugstinātu temperatūru, nevis samazināsies. Tas tomēr padara pamatīgu pieņēmumu par temperatūras izraisītu pretestības izmaiņu dabu, kas zinātnē ir slikta. Ļaujiet eksperimentālajiem pierādījumiem pastāstīt, kā šī parādība darbojas, nepasakot to, kas tam būtu jādara!

Apspriediet ar saviem skolēniem, kā viņi domā, ka šajā eksperimentā ir reāls pretestības izmaiņu mehānisms, un kā viņi varētu modificēt eksperimentu, lai izolētu temperatūru kā vienīgo mainīgo mainīgo.

3. jautājums

Ja mēs elektrisko zāģi iekļūtu ļoti garajā pagarinātājā, un pēc tam pievienojiet cita vadu galu barošanas ligzdā, mēs novērojam pazemināto zāģa darbības līmeni, salīdzinot ar tā darbību, kad tas tieši pievienots tajā pašā traukā (bez pagarinātāja).

Noskaidrojiet, vai zāģa sniegums kļūst labāks vai sliktāks, palielinoties apkārtējās vides temperatūrai, un izskaidrojiet savu atbildi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Zāles darbība pasliktinās, kad apkārtējās vides temperatūra palielinās.

Piezīmes:

Apspriediet problēmas būtību, atsaucoties uz Ohma likumu. Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot ietekmi saskaņā ar Ohma likumu un vadu spēju piegādāt elektroenerģiju pie zāģa motora.

4. jautājums

Vadītāja elektrisko pretestību jebkurā temperatūrā var aprēķināt ar šādu vienādojumu:

R T = R r + R r αT - R r αT r

Kur

R T = Vadītāja pretestība temperatūrā T

R r = Vadītāja pretestība standarttemperatūrā T r

α = pretestības temperatūras koeficients standarttemperatūrā T r

Vienkāršojiet šo vienādojumu, izmantojot faktorings.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

R T = R r (1 + α (T-T r ))

Pārbaudes jautājums: grafikā ar temperatūru (T) kā neatkarīgo mainīgo un pretestību (R T ) kā atkarīgo mainīgo (ti, divu asu grafiku ar horizontālo T un vertikāli R), ir iegūtais gabals lineārs? Kāpēc vai kāpēc ne? Kā var teikt, vienkārši aplūkojot vienādojumu, pirms faktiski uzzīmējot grafiku?

Piezīmes:

Tikai algebras treniņš šeit!

5. jautājums

Uzrakstiet vienādojuma risinājumu attiecībā uz vadītāja temperatūru (T), ņemot vērā tā pretestību šajā temperatūrā (R T ), tās pretestību standarta standarttemperatūrā (R r T r ) un tās pretestības temperatūras koeficientu tajā pašā atskaites temperatūra (α @ T r ).

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

T =
R T


R r

- 1


α

+ T r

Piezīmes:

Kursā skolēni var atrast šo vienādojumu kādā mācību grāmatā, taču šī jautājuma mērķis ir panākt, lai tie veiktu algebrisko manipulāciju, lai iegūtu šo vienādojumu no cita.

6. jautājums

Precīzijas stiepes brūces rezistori bieži ir izgatavoti no īpašas metāla sakausējuma, ko sauc par mangānu . Kas tas ir par šo sakausējumu, kas padara to vēlams izmantot precīzi rezistoru konstrukcijā?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Manganīna sakausējuma α vērtība ir gandrīz nulle.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kāda vara vai dzelzs stieples ražota stiepes sveķu pretestība, ja tā tiek pakļauta temperatūras izmaiņām.

Vēsturiska piezīme: Otrā pasaules kara laikā sabiedroto spēki plaši izmantoja analogos datorus, lai vadītu šāvienu šāvienu un bumbām. Atšķirībā no ciparu datoriem, kas veic matemātiskas operācijas, izmantojot ieslēgšanas / izslēgšanas signālus, un tādējādi tie ir neaizskarami pret kļūdām, ko izraisa nelielas komponenta vērtības izmaiņas, elektroniskie analogie datori raksturo fizikālos mainīgos lielumus nepārtrauktu spriegumu un strāvas formā un ir atkarīgi no tā komponenta precizitātes rezistori, lai iegūtu precīzus rezultātus. Es atceros, ka, lasot vienu no novatoriskajiem inženieriem šajā jomā, tiek aprakstīti lieli precizitātes ieguvumi, galvenokārt pateicoties rezistoru konstrukcijas uzlabojumiem. Bez būtiskiem rezistoru precizitātes un stabilitātes uzlabojumiem kara laika laikmeta analogie datori būtu pakļauti būtiskām neprecizitātēm. No visām lietām, zemais rezistors bija ietekmīgs elements sabiedroto kara spēku!

7. jautājums

Vara stieples garums (α = 0, 004041 pie 20 o C) ir 5 omu pretestība pie 20 grādiem pēc Celsija. Aprēķiniet tās pretestību, ja temperatūra paaugstināsies līdz 50 grādiem pēc Celsija.

Tagad ņem šo aprēķināto pretestību un jauno temperatūru 50 o C un aprēķina, kādai jābūt stiepes pretestībai, ja tā atdziest līdz 20 o C. Lai to apstrādātu kā atsevišķu problēmu, strādājot ar visiem aprēķiniem, un ne tikai teiksim "5 omi", jo tu zini sākotnējos nosacījumus!

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

R 50 o C = 5, 606 Ω

Ja jums ir atbilde par otro aprēķinu, R 20 o C = 4, 927 Ω, jūs pieļāvāt kopīgu kļūdu, kas mācību grāmatās ne vienmēr tiek brīdināta! Izmēģiniet matemātiku vēlreiz. Ja jums ir pareizi atbildēt par 5 Ω, veicot otro aprēķinu, mēģiniet noskaidrot, kāpēc kāds var aprēķināt 4 927 Ω, ņemot temperatūru no 50 o C līdz 20 o C.

Piezīmes:

Viena lieta, kas studentiem jāapgūst, ir tas, ka viņi vienkārši nevar izmantot pretestības temperatūras formulu, kā tas parasti tiek dota, ja "atsauces" (sākuma) temperatūra nav tāda pati kā temperatūra, kurā α ir norādīts!

8. jautājums

Aprēķina katra parauga pretestību, ņemot vērā to pretestību standarttemperatūrā (R r T r ) un to pašreizējo temperatūru (T):

• paraugs 1: varš; R r = 200 Ω @ T r = 20 o C; T = 45 o C; R T =
• paraugs 2: varš; R r = 10 kΩ @ T r = 20 o C; T = 5 o C; R T =
• paraugs 3: alumīnijs; R r = 1, 250 Ω @ T r = 20 o C; T = 100 o C; R T =
• paraugs 4: dzelzs; R r = 35, 4 Ω @ T r = 20 o C; T = -40 o C; R T =
• paraugs 5: niķelis; R r = 525 Ω @ T r = 20 o C; T = 70 o C; R T =
• paraugs 6: zelts; R r = 25 kΩ @ T r = 20 o C; T = 65 o C; R T =
• paraugs 7: volframs; R r = 2.2 kΩ @ T r = 20 o C; T = -10 ° C; R T =
• paraugs 8: varš; R r = 350 Ω @ T r = 10 o C; T = 35 o C; R T =
• paraugs 9: varš; R r = 1, 5 kΩ @ T r = -25 o C; T = -5 o C; R T =
• paraugs 10: sudrabs; R r = 3, 5 MΩ @ T r = 45 o C; T = 10 o C; R T =
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

• paraugs 1: R T = 220, 2 Ω
• paraugs 2: R T = 9, 394 kΩ
• paraugs 3: R T = 1, 681 kΩ
• paraugs 4: R T = 23, 35 Ω
• Paraugs 5: R T = 679 Ω
• Paraugs 6: R T = 29, 18 kΩ
• Paraugs 7: R T = 1, 909 kΩ
• Paraugs 8: R T = 386, 8 Ω
• Paraugs 9: R T = 1, 648 kΩ
• Paraugs 10: R T = 3, 073 MΩ

Piezīmes:

Studentiem var rasties grūtības iegūt pareizas atbildes pēdējiem trim eksemplāriem (8, 9 un 10). Galvenais, lai pareizi veiktu aprēķinus, ir pieņemtā temperatūra, pie kuras katram metāla tipam tiek norādīts α skaitlis. Šī atsauces temperatūra var nebūt tāda pati kā norādītajā standarttemperatūrā!

Šeit ir manas aprēķinos izmantotās α vērtības, visas ar atsauces temperatūru 20 o C:

• Vara = 0, 004041
• alumīnijs = 0.004308
• Dzelzs = 0.005671
• niķelis = 0, 005866
• Zelts = 0, 003715
• volframs = 0, 004403
• sudrabs = 0, 003819

Jūsu skolēnu avoti var nedaudz atšķirties no šiem skaitļiem.

9. jautājums

# 10 AWG alumīnija stieņa spole ir 500 pēdas garš. Ja apkārtējās vides temperatūra ir 80 o F, kāda ir tā elektriskā pretestība no gala līdz galam? Izskaidrojiet visus aprēķinus, kas vajadzīgi, lai atrisinātu šo problēmu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

0.7899 Ω

Piezīmes:

Lai atrisinātu šo problēmu, ir jāintegrē vairāki jēdzieni: aprēķina stieņa pretestību, ņemot vērā tā metāla tipu, garumu un gabarītu; pārveidojot dažādas temperatūras vienības; un aprēķinot temperatūras izmaiņu pretestību.

10. jautājums

Kvēlspuldzei ir 5, 7 Ω kvēldiega pretestība istabas temperatūrā (20 ° C), bet tikai 225 mA, ja to darbina ar 12 voltu līdzstrāvas avotu. Ņemot vērā, ka kvēldiegs ir izgatavots no volframa metāla, aprēķina tā temperatūru F grādos, kad to darbina ar 12 VDC avotu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

T = 3, 484 o F

Piezīmes:

Lai atrisinātu šo problēmu, nepieciešams integrēt vairākus jēdzienus: Ohmas likums, pārveidojot dažādas temperatūras vienības un aprēķinot temperatūru no pretestības maiņas.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →