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电磁继电器电路设计-电磁继电器故障判断-自动控制电路元件的选择详细信息
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第15讲 电磁继电器与自动控制

电磁继电器故障判断  

突破点1  电磁阀的构造和原理 

例题1【5☆】如图是某家用燃气热水器结构原理图,微动开关K与活塞相连,活塞与水管相通.淋浴时,打开淋浴阀,根据________的原理,喷头有水喷出;再根据________________________的规律,活塞应向__________(左、右)移动,由________把燃气阀打开,同时电子点火,燃气进入灶头燃烧,有热水流出;洗完后,关闭淋浴阀,热水器熄火.
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解析:认真读图可以看出,打开淋浴阀有水流出,是因为喷头与进水管形成了一个连通器.水流动时,流速越大压强越小,因此,活塞右向运动,使电路连通.电路工作使电磁铁具有磁性,打开燃气阀,并使点火器点火.
答案:连通器;流体压强越大的位置,压强越小;右,电磁铁.
点拨:观察原理图应把握一定的顺序,一般按工作过程,依次观察和分析各部分的结构与工作原理.

突破点2  自动控制电路元件的选择 

例题2【5☆】小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图甲所示,图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线.
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(1)当温度较低时,电磁铁的磁性较______,触点开关________(选填“接通”或“断开”).
(2)电磁继电器中的电源电压U=6V,其线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA,电磁继电器的衔铁被吸合.若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时,恒温箱温度可达到________℃.当可变电阻器R2的电阻变大时,恒温箱设定的温度将变________(选填“高”或“低”).
(3)如果要使恒温箱内预设的温度可调范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下几种,你选择________(填序号).
①0~100Ω ②0~200Ω
③0~1000Ω ④0~1500Ω
解析:(1)由图乙可知,当恒温箱内温度较低时,热敏电阻的阻值变大,直流电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,衔铁在弹簧的作用下被抬起,使得触点开关接通,电热器开始加热;
(2)当电流等于30mA时,合0.03A,总电阻R= U/I= 6V/0.03A=200Ω,由于是串联电路,所以恒温箱的电阻R1=R-R2=200Ω-150Ω=50Ω,对应图乙找出恒温箱温度为90℃;
当可变电阻器R2的电阻变大时,电磁继电器的衔铁被吸合时的电流不变,恒温箱的电阻变小,根据图乙得出恒温箱设定的温度将变高;
(3)当设定温度为150℃时,热敏电阻R1的阻值为30Ω.根据欧姆定律,电流I=30mA时电磁继电器的衔铁被吸合,所以总电阻R= U/I= 6V/0.03A=200Ω,所以R2=200Ω-30Ω=170Ω,选项C较合适.
答案:(1)弱,接通;(2)90,高;(3)②.
点拨:本题难度较大,既需要从电磁铁的性质上进行分析,还要对电磁继电器的原理进行分析.能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键.

突破点3  电磁继电器电路设计 

例题3【4☆】当夏天大气压偏低的时候,养鱼专业户需要给鱼塘增氧,以防止鱼缺氧死亡.小明同学设计了一个自动增氧系统,他把实验室的水银气压计进行改装,在气压计左边顶端密封一根铜导线,右边开口处也固定一根铜导线,如图所示.气压计左边的水银面上方为真空,当左边水银面下降时,右边水银面将上升.如果外界大气压低于74cm高水银柱所产生的压强时,水银柱将两边的铜导线接通,使得电磁继电器的控制电路形成通路,电磁铁将衔铁吸下,工作电路接通,增氧泵(里面是交流电动机)就自动工作.
(1)气压计右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标心_______cm处.请同时在图中画出.
(2)请按照题意要求,直接在图中连接好电路.
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解析:由题图可知,
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当左边水银面下降1cm,右边水银面上升1cm时,两边水银面高度差是74 cm,故右边的铜导线端点应在右边标尺的11 cm处(图中水银面高度差是76 cm,右边水银面已在标尺10 cm处,只要右边水银面再升高1 cm就能使水银面高度差变为74 cm).压计右边水银面随着大气压升高而下降,随大气压下降而升高,实现水银面与铜导线断开接触--随气压变化而通断的“开关”.
答案:11.如上图。
点拨:本题考查的是综合知识题,学生们在学习物理的同时应该学会把知识综合运用。

突破点4  电磁继电器故障判断 

例题4【4☆】如图所示是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电路中始终有电流,但电铃只响一声就不再响了,原因是(  )
A、电磁铁始终没有磁性
B、衔铁没有向下运动
C、衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D、电池正、负极接反了
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解析:当开关闭合后,电路中有电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,衔铁被吸下的同时,打击铃碗,发出声音.此时电路始终接通,电磁铁始终吸引衔铁,衔铁不会回弹,所以钉锤不能在重复打击铃碗.
答案:C。
点拨:电铃是利用电流的磁效应制成的,电磁铁对衔铁的吸引力是钉锤敲击铃碗的动力。
创新能力挑战

1.【4☆】如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图.光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆.下列有关说法正确的是(  ) 
A、只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄 
B、机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄 
C、只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄 
D、若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用 
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2、【5☆】PTC热敏电阻是一种新型的半导体陶瓷材料,图1是某种PTC材料的R-T图象.某校为了节约空调用电特设计了如图2所示的热敏电阻和电磁继电器组成的控制电路.请回答下列问题:
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(1)请分析为什么空调电路应该接在A、B端,而不能接在C、D端?
(2)若已知电磁继电器的线圈的电阻为10Ω(视为纯电阻),左边电源电压为6V,由测定得当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边电路断开.若要求当室温28℃时,空调停止工作,结合图1的R-T图象求出此时控制电路中的电阻箱应调到多大阻值?

 

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