Vận dụng (M3)

Hệ thống sưởi được cung cấp năng lượng bởi nguồn điện không đổi thông qua mạch phân áp gồm điện trở bảo vệ và nhiệt điện trở . Mỗi phát biểu sau là đúng hay sai?

Phát biểu	Đúng	Sai
Nếu không có điện trở bảo vệ , khi NTC nóng lên, dòng điện trong mạch sẽ tăng liên tục dẫn đến hỏng cảm biến
Ở một nhiệt độ môi trường cố định, công suất tỏa nhiệt trên NTC sẽ đạt giá trị cực đại khi điện trở của nó có giá trị bằng đúng
Khi nhiệt độ môi trường tăng đột ngột, nhiệt độ cân bằng mới của hệ thống sưởi sẽ bị giảm xuống
Trong quá trình hệ thống đang nóng lên dần tới trạng thái cân bằng, hiệu điện thế ở hai đầu NTC luôn tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua nó

Giải thích đáp án:

Đây là câu hỏi M3.

(a) Phát biểu 1 đúng. Nếu chỉ nối trực tiếp NTC vào nguồn lý tưởng , khi nhiệt độ tăng thì giảm, làm dòng điện tăng lên.

Dòng tăng làm công suất tăng, sinh thêm nhiệt, làm NTC càng nóng và tiếp tục giảm, tạo thành vòng lặp quá nhiệt phá hỏng linh kiện.

(b) Phát biểu 2 đúng. Công suất tỏa nhiệt trên NTC là .

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho mẫu số, sẽ đạt cực đại khi .

(c) Phát biểu 3 sai. Khi nhiệt độ môi trường tăng, chênh lệch nhiệt độ giảm, làm giảm tốc độ truyền nhiệt ra môi trường.

Hệ thống sẽ tích tụ nhiệt năng do tạm thời, làm nhiệt độ đệm sưởi tăng lên cho đến khi thiết lập trạng thái cân bằng mới cao hơn.

(d) Phát biểu 4 sai. Vì NTC là phần tử phi tuyến, khi nó nóng lên thì giá trị điện trở thay đổi liên tục.

Do đó, hiệu điện thế không tỉ lệ thuận bậc nhất với dòng điện (đường đặc trưng I-V không phải là đường thẳng).