Загальна інформація
Застосування
Резистори
Застосування PTC-резистора дає змогу звести до мінімуму небезпеку через перегрівання. Кожен знає попередження про перегрівання смартфона, яке можна реалізувати саме через PTC-резистор. Цим елементом можна втілити й попередження про загрозу морозу.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Треба знати, як в електричному колі вимірюють дві величини - силу струму й напругу.
Принцип
На простому електричному колі демонструють вплив температури на PTC-резистор.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Після виконання досліду учні мають уміти правильно відтворювати температурну залежність PTC-резистора.
Завдання
Демонструють застосування PTC-резистора.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
Складання та виконання
Складання (1/2)
Рисунок 1
1. Дослід:
Склади дослід відповідно до рисунка 1.
Встанови діапазони вимірювання - і - .
Виконання (1/2)
Увімкни блок живлення і встанови напругу - .
Спостерігай за лампою розжарювання і за приладом для вимірювання сили струму приблизно 1 хвилину.
Торкнися PTC-резистора пальцями і спостерігай за лампою розжарювання, а також за амперметром.
Після цього вимкни блок живлення і запиши спостереження.
Складання (2/2)
Рисунок 2
2. Дослід:
Заміни модуль з лампою розжарювання на модуль з'єднувальний, прямий.
Виконання (2/2)
Зменш напругу на блоці живлення до .
Вибери діапазон вимірювання - і увімкни блок живлення.
Запиши виміряні значення напруги і сили струму.
Нагрівай PTC-резистор повітродувкою і записуй виміряні значення сили струму через проміжки 5 секунд протягом приблизно 30 секунд.
Вимкни повітродувку і далі знімай виміряні значення сили струму з проміжками 5 секунд протягом приблизно 1/2 хвилини.
Запиши виміряні значення.
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження (1/2)
Після вмикання блока живлення лампа розжарювання спершу світиться дуже яскраво, а амперметр показує значення приблизно . Хоча напруга не змінюється, яскравість лампи розжарювання зменшується, і сила струму спадає приблизно до . При дотику до PTC-резистора сила струму і яскравість лампи розжарювання знову зростають.
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | |
| 22,0 | 18,0 | 16,0 | 15,0 | 14,6 | 14,3 | 14,0 | |
| 91 | 111 | 125 | 133 | 137 | 140 | 143 |
Спостереження (2/2)
Було знято, наприклад, такі результати вимірювань при охолодженні залежно від часу:
| 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | |
| 14,5 | 15,7 | 16,0 | 17,0 | 17,5 | 18,0 | |
| 138 | 127 | 125 | 118 | 114 | 111 |
Опрацювання результатів (1/2)
Яскравість лампи розжарювання і сила струму зменшуються, бо PTC-резистор нагрівається через протікання струму і завдяки цьому значення його опору зростає. Якщо нагрітий PTC-резистор охолодити, то значення його опору знову стає меншим.
Опрацювання результатів (2/2)
Подання залежності значень опору PTC-резистора від часу під час нагрівання й охолодження дає змогу побачити, що нагрівання призводить до зростання, а охолодження - до зменшення значення його опору.
Така поведінка пояснюється тим, що рух вільних носіїв заряду в PTC-резисторі зі зростанням температури дедалі сильніше гальмують чимраз сильніші коливання вузлів ґратки. Через це PTC-резистори називають також холодними провідниками.