Question

（2013·吉林）甲圖是用來焊接自來水管的塑料熱熔器.通電后，加熱頭發(fā)熱，使需接上的塑料水管的兩頭熔化，將它們對接、緊壓在一起，冷卻后，就可以拼成一根水管了.其電路部分如圖乙所示，S2為溫控開關(guān)，S1是手控開關(guān). ND為指示燈，R1是限流電阻，R2和R3均為加熱電阻.下表是它的技術(shù)參數(shù).

產(chǎn)品名稱	便攜自動控溫式PPR/PP-R 塑料管材
型號	20-32 MM（配Ф20、Ф25、Ф32模頭）
環(huán)境溫度	-20 ℃～50 ℃
相對濕度	45%～95%
額定電壓	220 V
加熱頭溫度	260 ±5 ℃
功率	加熱：1 000 W，保溫：250 W
安全指標	絕緣電阻不小于1 MΩ

�。�1）請說出加熱和保溫狀態(tài)下，開關(guān)S1和S2所處的狀態(tài).

�。�2）求出R2的電阻值.

�。�3）若熔化1 kg的PVC塑料需要吸收106 J熱量，某次熔接時要需熔化80 g的PVC，則正常情況下至少要加熱多長時間？

�。�4）在設(shè)計時，若指示燈ND可在“3 V　0.3 A”普通燈泡和“3 V　10 mA”的發(fā)光二極管中．任選一種，你認為選哪一種比較合適，請說明理由.

Answer 1

（1）保溫狀態(tài)下，開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，R2與R3串聯(lián)；加熱狀態(tài)下，開關(guān)S1、S2均閉合，思路中只有加熱電阻R3工作.

（2）R3=U2/P1=（220 V）2/1 000 W= 48.4 Ω

R總=U2/P2=（220 V）2/250 W=193.6 Ω

R2= R總－R3=193.6 Ω－48.4 Ω=145.2 Ω

（3）熔化80 g的PVC需要吸收的熱量

Q=106 J×80/1 000=8×104 J

加熱時間

t=W/P1=Q/P1=8×104 J/1 000 W=80 s

（4）若選用普通燈泡，則指示燈電路消耗的功率

P1=UI1=220 V×0.3 A=66 W

若選用發(fā)光二極管，則指示燈電路消耗的功率

P2=UI2=220 V×0.01 A=2.2 W

P1大于P2，故選用發(fā)光二極管較好.