我們在一些事情上受到啟發(fā)后,應(yīng)該馬上記錄下來,寫一篇心得體會,這樣我們可以養(yǎng)成良好的總結(jié)方法。我們?nèi)绾尾拍軐懙靡黄獌?yōu)質(zhì)的心得體會呢?接下來我就給大家介紹一下如何才能寫好一篇心得體會吧,我們一起來看一看吧。
推薦物理競賽講座心得體會如何寫一
關(guān)鍵詞:熱敏電阻、非平衡直流電橋、電阻溫度特性
1、引言
熱敏電阻是根據(jù)半導體材料的電導率與溫度有很強的依賴關(guān)系而制成的一種器件,其電阻溫度系數(shù)一般為(-0.003~+0.6)℃-1。因此,熱敏電阻一般可以分為:
ⅰ、負電阻溫度系數(shù)(簡稱ntc)的熱敏電阻元件
常由一些過渡金屬氧化物(主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物)在一定的燒結(jié)條件下形成的半導體金屬氧化物作為基本材料制成的,近年還有單晶半導體等材料制成。國產(chǎn)的主要是指mf91~mf96型半導體熱敏電阻。由于組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內(nèi)基本已全部電離,即載流子濃度基本上與溫度無關(guān),因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關(guān)系,隨著溫度的升高,遷移率增加,電阻率下降。大多應(yīng)用于測溫控溫技術(shù),還可以制成流量計、功率計等。
ⅱ、正電阻溫度系數(shù)(簡稱ptc)的熱敏電阻元件
常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素采用陶瓷工藝,高溫燒制而成。這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴于載流子濃度,而遷移率隨溫度的變化相對可以忽略。載流子數(shù)目隨溫度的升高呈指數(shù)增加,載流子數(shù)目越多,電阻率越校應(yīng)用廣泛,除測溫、控溫,在電子線路中作溫度補償外,還制成各類加熱器,如電吹風等。
2、實驗裝置及原理
【實驗裝置】
fqj—ⅱ型教學用非平衡直流電橋,fqj非平衡電橋加熱實驗裝置(加熱爐內(nèi)置mf51型半導體熱敏電阻(2.7kω)以及控溫用的溫度傳感器),連接線若干。
【實驗原理】
根據(jù)半導體理論,一般半導體材料的電阻率 和絕對溫度 之間的關(guān)系為
(1—1)
式中a與b對于同一種半導體材料為常量,其數(shù)值與材料的物理性質(zhì)有關(guān)。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據(jù)電阻定律寫為
(1—2)
式中 為兩電極間距離, 為熱敏電阻的橫截面, 。
對某一特定電阻而言, 與b均為常數(shù),用實驗方法可以測定。為了便于數(shù)據(jù)處理,將上式兩邊取對數(shù),則有
(1—3)
上式表明 與 呈線性關(guān)系,在實驗中只要測得各個溫度 以及對應(yīng)的電阻 的值,
以 為橫坐標, 為縱坐標作圖,則得到的圖線應(yīng)為直線,可用圖解法、計算法或最小二乘法求出參數(shù) a、b的值。
熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 下式給出
(1—4)
從上述方法求得的b值和室溫代入式(1—4),就可以算出室溫時的電阻溫度系數(shù)。
熱敏電阻 在不同溫度時的電阻值,可由非平衡直流電橋測得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示,b、d之間為一負載電阻 ,只要測出 ,就可以得到 值。
當負載電阻 → ,即電橋輸出處于開
路狀態(tài)時, =0,僅有電壓輸出,用 表示,當 時,電橋輸出 =0,即電橋處于平衡狀態(tài)。為了測量的準確性,在測量之前,電橋必須預調(diào)平衡,這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關(guān)。
若r1、r2、r3固定,r4為待測電阻,r4 = rx,則當r4→r4+△r時,因電橋不平衡而產(chǎn)生的電壓輸出為:
(1—5)
在測量mf51型熱敏電阻時,非平衡直流電橋所采用的是立式電橋 , ,且 ,則
(1—6)
式中r和 均為預調(diào)平衡后的電阻值,測得電壓輸出后,通過式(1—6)運算可得△r,從而求的 =r4+△r。
3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究
根據(jù)表一中mf51型半導體熱敏電阻(2.7kω)之電阻~溫度特性研究橋式電路,并設(shè)計各臂電阻r和 的值,以確保電壓輸出不會溢出(本實驗 =1000.0ω, =4323.0ω)。
根據(jù)橋式,預調(diào)平衡,將“功能轉(zhuǎn)換”開關(guān)旋至“電壓“位置,按下g、b開關(guān),打開實驗加熱裝置升溫,每隔2℃測1個值,并將測量數(shù)據(jù)列表(表二)。
表一 mf51型半導體熱敏電阻(2.7kω)之電阻~溫度特性
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
電阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡電橋電壓輸出形式(立式)測量mf51型熱敏電阻的數(shù)據(jù)
i 9 10
溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
熱力學t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1
根據(jù)表二所得的數(shù)據(jù)作出 ~ 圖,如右圖所示。運用最小二乘法計算所得的線性方程為 ,即mf51型半導體熱敏電阻(2.7kω)的電阻~溫度特性的數(shù)學表達式為 。
4、實驗結(jié)果誤差
通過實驗所得的mf51型半導體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數(shù)學表達式為 。根據(jù)所得表達式計算出熱敏電阻的電阻~溫度特性的測量值,與表一所給出的參考值有較好的一致性,如下表所示:
表三 實驗結(jié)果比較
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
參考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
測量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相對誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
從上述結(jié)果來看,基本在實驗誤差范圍之內(nèi)。但我們可以清楚的發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,電阻值變小,但是相對誤差卻在變大,這主要是由內(nèi)熱效應(yīng)而引起的。
5、內(nèi)熱效應(yīng)的影響
在實驗過程中,由于利用非平衡電橋測量熱敏電阻時總有一定的工作電流通過,熱敏電阻的電阻值大,體積小,熱容量小,因此焦耳熱將迅速使熱敏電阻產(chǎn)生穩(wěn)定的高于外界溫度的附加內(nèi)熱溫升,這就是所謂的內(nèi)熱效應(yīng)。在準確測量熱敏電阻的溫度特性時,必須考慮內(nèi)熱效應(yīng)的影響。本實驗不作進一步的研究和探討。
6、實驗小結(jié)
通過實驗,我們很明顯的可以發(fā)現(xiàn)熱敏電阻的阻值對溫度的變化是非常敏感的,而且隨著溫度上升,其電阻值呈指數(shù)關(guān)系下降。因而可以利用電阻—溫度特性制成各類傳感器,可使微小的溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓纬纱蟮男盘栞敵?,特別適于高精度測量。又由于元件的體積小,形狀和封裝材料選擇性廣,特別適于高溫、高濕、振動及熱沖擊等環(huán)境下作溫濕度傳感器,可應(yīng)用與各種生產(chǎn)作業(yè),開發(fā)潛力非常大。
參考文獻:
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[2] 楊述武,楊介信,陳國英。普通物理實驗(二、電磁學部分)[m] 北京:高等教育出版社
[3] 《大學物理實驗》編寫組。 大學物理實驗[m] 廈門:廈門大學出版社
[4] 陸申龍,曹正東。 熱敏電阻的電阻溫度特性實驗教與學[j]
推薦物理競賽講座心得體會如何寫二
教材分析
本節(jié)教材是在學生初步了解電路和電路的連接的基礎(chǔ)上來認識電流的概念,會正確使用電流表,探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電流的特點。對電流表的使用教材以電流表說明書的形式出現(xiàn),學生可對照電流表的實物結(jié)合說明書來了解電流表的使用,有利于學生的自學,使學生養(yǎng)成在測量儀器使用前閱讀說明書的好習慣。
通過教材中的“動手做”,來培養(yǎng)學生的動手操作能力,掌握電流表的使用,為后面的探究串、并聯(lián)電路電流的特點做準備。教材突出了過程與方法、更加注重合作交流等學習方式,讓學持經(jīng)歷探究串、并聯(lián)電路電流特點的實驗過程,自主探究得出結(jié)論。
學情分析
學生在學習了電路的基礎(chǔ)上來學習電流,在平時的生活中學生們可能就聽說過電流,但那種認識是膚淺的,是模糊的,在頭腦中沒有構(gòu)成知識體系,現(xiàn)在來真正的學習這些內(nèi)容,他們會懷有極大的興趣。學習的過程中學生通過動手操作,滿足他們好動手操作的愿望。在學習中使用電學中的重要的測量儀器——電流表學習也會有新鮮感,可讓學生通過閱讀說明書來進行自學電流表和電壓表的使用,使學生獲得成功的喜悅。
教學目標
1、知道電流的單位,會正確使用電流表。
2、通過探究,知道串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律。
3、通過關(guān)于“電路短路造成的危害”的教育,培養(yǎng)學生的安全意識。
教學重難點及突破
重點
串、并聯(lián)電路的電流特點。
難點
電流表的使用。
重、難點突破
讓學生經(jīng)歷“探究串、并聯(lián)電路的電流特點”的過程,通過探究進行理解來突破重點,
通過閱讀說明書,討論交流和實際操作等形式來突破難點。
教學準備
教師準備
多媒體課件、電流表仿真課件、電流表、干電池若干、小燈泡、導線若干。
學生準備
電流表、小燈泡、干電池若干、導線若干。
教學設(shè)計
第一課時
一、觀察圖片、實驗,引入新課
1、播放一組圖片:手電筒的光亮和汽車前燈的光亮對比
2、演示實驗:用一節(jié)和三節(jié)干電池分別供電的一個小燈泡的發(fā)光情況對比。
提問:同學們看到了什么現(xiàn)象?這些現(xiàn)象說明了什么?
學生:燈發(fā)光的亮暗不同,電路中有了電流,流過它們的電流變化了。
說明:圖片及演示實驗是學生在學習和生活中常見的現(xiàn)象,這樣引入新課,體現(xiàn)了從生活到物理的教學理念。
二、進行新課
(一)認識電流
教師:我們已經(jīng)知道電流是由電荷的定向移動形成的,關(guān)于電流你還想知道哪些問題?
學生討論回答:怎樣來描述電流?電流的單位是什么?怎樣能測量電流的大?。俊?/p>
教師介紹:物理學中用每秒通過導體某一橫截面的電荷多少來表示電流的大小。用i表示,單位是安培,簡稱安,符號是a。
指出不同的用電器工作時,電流的大小一般不同。打出幻燈片:常見的電流,使學生對電流的大小有個初步的印象。
(二)電流的測量
1、觀察認識電流表
教師:電路中電流的大小需用電流表測量,大家桌上擺的儀表就是電流表,請學生認真觀察自己手中的電流表,看看都觀察到了什么?
學生觀察后交流:①表上有一個標記符號a;②標有“—”、“0、6”和“3”三個接線柱,“0、6”和“3”是“+”接線柱;標有“+”號、“0、6”和“3”三個接線柱,“0、6”和“3”是“—”接線柱。因為電流有方向,“+”和“—”接線柱告訴我們:電流應(yīng)該從哪個接線柱流進電流表或流出電流表。③電流表表盤上有兩種刻度。表明有0~0、6a和0~3a兩個量程,分度值分別為0、02a和0、1a。
教師補充電流表的符號。
說明:認識電流表是正確使用電流表的前提。從觀察開始來讓學生接觸一個新的儀表,比直接講解怎樣把電流表連入電路要來得緩和,學生在心理上不會感到突然,可以減輕學生學習壓力。讓學生認識上有充分的準備,又可以為后面的教學作好鋪墊。
2、電流表的使用
教師:請同學們認真閱讀電流表的說明書,來了解一下如何使用電流表測電流。
學生閱讀教材中的電流表說明書,結(jié)合實物來了解如何使用電流表測電路中的電流。
學生敘述電流表的使用方法:
①實驗前要檢查指針是否對準零刻度線,如有偏差,需調(diào)零。
②電流表要串聯(lián)在被測電路中。
③必須使電流從“+”接線柱流進電流表,從“—”接線柱流出來。
④被測電流不要超過電流表的量程??梢杂迷囉|法確定量程的選擇。注意:絕不允許將電流表直接接在電源的兩極上!
教師演示試觸現(xiàn)象,學生觀察電流表指針擺動情況。
說明:使學生理解為什么要試觸,清楚違反以上規(guī)則造成的危害,對此有一個較深刻的認識。
進行讀數(shù)練習(用電流表仿真課件演示),教師演示,學生讀數(shù)并說明是如何讀數(shù)的。
(三)用電流表測量電流
“動手做”活動:測量通過燈泡的電流值。
教師強調(diào):
(1)要遵守科學規(guī)則,即電流表連接電路時要遵循電流表的使用規(guī)則。
(2)連接電路時,開關(guān)是斷開的,檢查無誤后再閉合開關(guān)。
學生先畫出電路圖,再根據(jù)電路圖把電流表連入電路,測量電流。
交流、評價
1、請學生反思自己本節(jié)課的學習情況,談?wù)勈斋@和體會。
2、教師進一步強調(diào)本節(jié)課的重點、難點。
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