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甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后,加热头发热,使需接上的塑料水管的两头熔化,将它们对接、紧压在一起,冷却后,就

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/08 18:35:47
甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后,加热头发热,使需接上的塑料水管的两头熔化,将它们对接、紧压在一起,冷却后,就可以拼成一根水管了.其电路部分如乙图所示,S2为温控开关,S1是手控开关. ND为指示灯,R1是限流电阻.R2和R3均为加热电阻.表是它的技术参数.
产品名称 便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材
型号 20-32MM(配Ф20、Ф25、Ф32模头)
环境温度 -20℃~50℃
相对湿度 45%~95%
额定电压 220V
加热头温度 260±5℃
功率 加热:1000W,保温:250W
安全指标 绝缘电阻不小于1ΜΩ

(1)请说出加热和保温状态下,开关S1和S2所处的状态;
(2)求出R2的电阻值;
(3)若熔化1kgPVC塑料需要吸收106J热量,某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热多长时间?
(4)在设计时,若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种,你认为先哪一种比较合适,请说明理由.
(1)当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电路中电阻最大;当开关S2闭合时,只有R1工作此时电路中电阻最小;
根据P=
U2
R可知,开S1闭合、S2断开时处于保温状态,开关S1、S2闭合时处于加热状态.
(2)加热时,电路为R1的简单电路,则
R1=
U2
P加热=
(220V)2
1000W=48.4Ω;
保温时,R1和R2串联,则
R=
U2
P保温=
(220V)2
250W=193.6Ω,
R2=R-R1=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω.
(3)熔化80gPVC需要的热量:
Q=
106J
1000g×80g=8×104J,
需要的加热时间:
t=
W
P加热=
Q
P加热=
8×104J
1000W=80s.
(4)若指示灯为“3V 0.3A”普通灯泡时,
当其指示时,该支路消耗的电能P=UI=220V×0.3A=66W,
若指示灯为“3V 10mA”的发光二极管时,
当起指示时,该支路消耗的电能P′=UI′=220V×10×10-3A=2.2W,
从节约能源的角度可知应选“3V 10mA”的发光二极管.
答:(1)开S1闭合、S2断开时处于保温状态,开关S1、S2闭合时处于加热状态;
(2)R2的电阻值为145.2Ω;
(3)某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热80s;
(4)指示灯ND应选“3V 10mA”的发光二极管,原因:指示灯正常工作时,消耗的电能少.