1

Ćwiczenie 54

Temat: Termostat.

Termostat jest to przyrząd, w którym jest utrzymywana stała temperatura. Celem ćwiczenia

jest sprawdzenie układu termostatującego.

I. Budowa i zasada działania termostatu (model).

W naczyniu z wodą, ustawionym na mieszadle magnetycznym zanurzona jest grzałka

elektryczna oraz dwa termometry:
- termometr stykowy,
- termometr laboratoryjny 0

o

C-100

o

C z dokładnością do 0.1

o

C.

Grzałka elektryczna połączona jest z tyrystorowym regulatorem mocy.
Schemat blokowy układu przedstawia rysunek.

W chwili włączenia układu do sieci grzałka zaczyna podgrzewać wodę w termostacie.

Jeżeli temperatura wody osiągnie żądaną wartość, nastawioną na termometrze stykowym,
następuje zamknięcie obwodu termometru i odłączenie układu regulatora mocy, czyli
wyłączenie grzałki (neonówka kontrolna gaśnie). Przy obniżeniu temperatury poniżej
nastawionej wartości obwód termometru zostaje otwarty i następuje włączenie zasilania
grzałki (neonówka kontrolna zapala się). W układzie istnieje zatem ujemne sprzężenie
zwrotne między efektem działania układu (efektem jest podwyższenie temperatury) a układem
zasilającym, który powoduje podgrzewanie. Gdyby sprzężenia zwrotnego nie było,
temperatura wody stale podnosiłaby się aż do wrzenia.

II. Budowa i działanie termostatu stykowego.

Termostat stykowy nastawialny zbudowany jest z termometru rtęciowego, który

umieszczony jest w cieczy wewnątrz termostatu. Górna część termostatu posiada podziałkę
odpowiadającą podziałce dolnej. Na tle skali górnej umieszczony jest nagwintowany pręt, na
którym znajduje się przesuwana poprzeczka. Na części tej znajdują się bolce, do których
doprowadzone są dwa przewody. Jeden połączony jest na stałe ze zbiornikiem rtęci w dolnej
części termometru, drugi przechodzi przez przesuwalną poprzeczkę do kapilary. Po
podniesieniu się słupa rtęci i zetknięciu z przewodem następuje zwarcie obwodu
elektrycznego, który powoduje wyłączenie grzałki. Żądaną temperaturę nastawiamy w ten
sposób, aby górna krawędź poprzeczki pokrywała się ze skalą żądanej temperatury. Gałkę po
ustawieniu należy unieruchomić za pomocą śruby.

UKŁAD

REGULOWANY

UKŁAD

REGULUJĄCY

2

III. Wykonanie doświadczenia.

Kolejność czynności:

1. Połączyć grzałkę i termometr stykowy z odpowiednimi gniazdami regulatora mocy RM-5.
2. Pokrętło regulacji mocy grzałki ustawić w położeniu 10.
3. Włączyć mieszadło magnetyczne.
4. Nastawić na termometrze stykowym temperaturę 75

o

C.

5. Włączyć regulator mocy do sieci.
6. Wyznaczyć przedział temperatury, jaki utrzymuje termostat dla kolejnych położeń pokrętła

regulacji mocy grzałki, począwszy od położenia 10 aż do 2.

UWAGA: Odczyt temperatur na termometrze laboratoryjnym przeprowadzamy po

dwukrotnym zadziałaniu regulatora mocy grzałki.

7. Dla każdej wartości mocy grzałki pomiar temperatury powtórzyć dwukrotnie.
8. Wyłączyć układ z sieci.


Wyniki pomiarów zestawić w tabeli:

Położenie

pokrętła

regulacji

10

9

8

7

6

5

4

3

2

Moc grzałki

P[W]

495

440

370

262,5 187,5

125

75

33,7

15

t

max

[

o

C]

t

min

[

o

C]

∆t [

o

C]

∆t

śr

[

o

C]

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Tabelkę pomiarów.
2. Wykres zależności ∆t

śr

=f(P) na papierze milimetrowym. Podać najmniejszy przedział

temperatur ∆t, jaki utrzymuje termostat.

3. Wnioski.