试管探头法演示气体热膨胀自控恒温箱

【制作方法】

1．简易恒温控制温度计：取一根内径3毫米、长8厘米的细玻璃管，在距一端5厘米的地方弯折如图11．7－2的形状。取一个内径约18毫米的试管，配上带孔的胶塞。将细玻璃管弯曲部分短的一端插入胶塞内，并将一根粗缝衣针也插进胶塞，伸入试管内部，针尾焊有引线，作为接触电极。取一根直径2毫米、长120毫米的铜丝作为控制电极，并在钢丝中部适当位置卡一挡片，在挡片上焊一条电极引线。

在试管内注入约1／3的水银塞紧胶塞，用火漆封严，倒立过来，用窄铁皮将试管和玻璃管固定在底板上。再把控制电极插入细玻璃管内，如图11．7－2所示。

2．恒温控制电路：主要由恒温控制温度计、晶体管放大器、灵敏继电器、电热器等组成，电路如图11．7－3所示。其中继电器选用JQX－4F型的，直流电阻100欧，额定电压6伏，吸合电流40微安，它的触点可以通过3安电流。加热器RL可用100瓦灯泡（或电炉、电熨斗），晶体三极管的p值要大于50，集电极发射极反向电压要大于25伏，二极管反向电压也要大于25伏，电源变压器，可用初级220伏、次级12伏的电铃变压器。其它元件如图11．7－3所示。

【使用方法】

1．电路说明：晶体三极管等组成一个简单的开关电路。当周围温度在控制温度以下时，恒温控制温度计断开，三极管的基极处于高电位，三极管导通，继电器J0有较大电流通过而吸合（它的常升触点J01闭合），使加热器RL与电源接通，周围温度升高。当温度升至控制温度时，恒温控制温度计接通，三极管的基极电位等于零，二极管截止，继电器J0几乎没有电流，J01断开，加热器RL停止工作，周围温度下降。这样就达到了控制温度的目的。

2．调试：把电流表串联在三极管的集电极回路中。先不接恒温控制温度计，接通电源后调节电位器R₂，使集电极电流稍大于J01的吸合电流，这时继电器应该吸合，触点J0l闭合，加热器电源接通。然后用导线把三极管的基极和发射极短接，这时集电极电流应该很小，继电器释放，触点J01断开，加热器电源切断。

接上恒温控制温度计，把整套恒温控制装置放在已经做好的恒温箱内，接通电源，如果各部件工作正常，恒温箱内达到了预定的控制温度，调试也就成功了。否则适当调整电极铜丝插入细玻璃管的深度，直到实现要控制的温度为止。

编者提示：本自制教具可辅以“热膨胀、热传递”部分的物理实验教学。

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