"深圳大学-大学物理实验-热敏电阻温度特性研究实验.docx"
本实验报告的主要内容是研究热敏电阻的温度特性,通过实验测量热敏电阻的电阻值随温度的变化,并计算电阻温度系数。实验使用惠更斯电桥来测量热敏电阻的电阻值,并计算电桥的灵敏度。
一、实验目的
1. 了解惠更斯电桥的工作原理
2. 学习测量室温下的电桥灵敏度
3. 测量 NTC 热敏电阻的电阻—温度曲线
4. 计算热敏电阻的灵敏度
二、实验原理
1. 惠更斯电桥的工作原理:电桥是一个四边形,四个电阻 𝑹𝟏、𝑹𝟐、𝑹𝟑和𝑹𝒙组成,在四边形的一对对角 A 和 C 之间连接电源,而在另一对对角 B 和 D 之间接入检流计 𝑮。
2. 电桥灵敏度:S=∆𝑛∆R/3𝑅₃∆𝑛—检流计指针偏转
3. NTC 热敏电阻的电阻—温度关系:𝑹 = 𝑹∞𝒆𝑩/𝑻
4. 热敏电阻的电阻温度系数:𝜶 = 1/𝑹𝑻(𝑑𝑹/𝑑𝑻)
三、实验仪器:
1. 虚拟仿真实验系统
2. 热敏电阻温度特性研究实验—用箱式电桥研究热敏电阻温度特性
3. 实验仪器:自耦调压器、热敏电阻及电炉加热装置、电桥箱
四、实验内容:
(一)测量 NCT 热敏电阻
1. 调节自耦调压器的电压值,使烧杯里的水的温度从 20℃升高到 85℃以上,每隔 5℃测量一次热偶电阻值 𝑹𝑻,记录数据表格 2。
2. 然后把自耦调压器输出电压值调为 0,使水慢慢冷却。同样,降温过程中每隔 5℃测量一次热敏电阻值 𝑹𝑻,最后取升降和温的平均电阻值,并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。
(二)测量电桥的灵敏度
1. 按实验电路图连线,对检流计调零。
2. 把比率臂设为 1,用鼠标调节电阻箱 𝑹𝟑 的阻值(左键增加,右键减小),把 𝑹𝟑 设为室温下的电阻 4 值。
3.打开电压开关 B,通过关闭(右键)或短暂关闭(左键)检流计开关 G,同时调节 𝑹𝟑 的阻值,使电桥平衡,此时 𝑹𝟑 的示数即为热敏电阻在室温下的电阻值。
4. 电桥平衡后,关闭检流计的开关 G,微调电阻箱 𝑹𝟑 的值,使检流计分别偏离平衡位置 1-3 格,记下电阻的变化至表 1,由此计算室温下的电桥灵敏度。
五、数据处理
(一)测量电桥灵敏度
1. 测量电桥灵敏度室温:18.6℃
热敏电阻的阻值:𝑹𝟎 = 4120Ω
电桥灵敏度: 𝑺 = 23.3
(二)测量 NCT 热敏电阻
1. 测量热敏电阻的电阻值随温度的变化,并作出热敏电阻阻值与温度对应关系曲线。
2. 计算热敏电阻的电阻温度系数 𝜶。
(三)计算热敏电阻的电阻温度系数 𝜶
1. 由热敏电阻的电阻值随温度的变化关系式 𝑹 = 𝑹∞𝒆𝑩/𝑻 可得 𝐥𝐧(𝑹) = 𝐥𝐧 (𝑹∞) + 𝑩/𝑻。
2. 代入数据做出曲线表 2 阻值随温度改变的测量数据。
3. 由实验数据可以计算热敏电阻的电阻温度系数 𝜶 = ―𝑩/𝑹𝑻 ∙ 𝑻𝟐。