Question

甲圖是用來焊接自來水管的塑料熱熔器。通電后，加熱頭發熱，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。其電路部分如乙圖所示， S₂為溫控開關，，S₁是手控開關。 ND為指示燈，R₁是限流電阻。R₂和R₃均為加熱電阻。右表是它的技術參數。

（1）請說出加熱和保溫狀態下，開關S₁和S₂所處的狀態；

（2）求出R₂的電阻值；

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

（4）在設計時，若指示燈ND可在“3V 0.3A”普通燈泡和“3V 10mA”的發光二極管中任選項一種，你認為先哪一種比較合適，請說明理由。

產品名稱	便攜自動控溫式PPR/PP-R塑料管材
型號	20-32MM（配Ф20 Ф25 Ф32模頭）
環境溫度	-20℃~50℃
相對濕度	45%~95%
額定電壓	220V
加熱頭溫度	260 ±5℃
功率	加熱：1000W，保溫：250W
安全指標	絕緣電阻不小于1ΜΩ

Answer 1

（1）加熱狀態：S₁

S₂均閉合；保溫狀態：S₁閉合，S₂斷開   （2）R₁=U²/P加熱=（220V）²/1000W=48.4Ω

        R_總= U²/P加熱=（220V）²/250W=193.6Ω

        R₂= R_總-R₁193.6-48.4=145.2Ω

（3）熔化80gPVC需要的熱量為Q=(10⁶J/1000g).80g=8×10⁴

T=W/P加熱=8×10⁴/1000W=80s

（4）選“3V10mA”，更節能