自動扶梯如何調速？

河北省石家莊市第二中學　馬鳴宇

自動扶梯如何調速？

河北省石家莊市第二中學馬鳴宇

去年有段時間，電梯事故頻繁發生，讓大家對電梯心生畏懼，在商場乘坐自動扶手電梯時，也都十分小心。在小心的同時，我發現了一個奇怪的現象：電梯上面有人時，電梯的運行速度較快，而電梯上面沒人時，運行速度則較慢。電梯是如何實現這一功能的呢？

我去和同學們探討，但他們也不知道原因，于是我們一起向物理老師請教，老師告訴我們：扶手電梯這一看似神奇的功能，其實就是應用了我們現在正在學習的電磁繼電器。我們都很好奇，電磁繼電器是如何控制電梯從而實現這一功能的呢？

提出問題：你能用電磁繼電器設計一個電路來說明電梯的運行狀況嗎？

做出猜想：電磁繼電器是利用電磁鐵控制電路的開關。在電梯電路中，人的作用相當于控制電路的開關，控制電路接通后，電磁鐵產生磁性吸引銜鐵，使工作電路由電阻較大的支路轉換到電阻較小的支路，進而使通過電動機的電流變大，電動機轉速變大。

設計實驗：設計實驗電路圖如圖1所示，使連接上、下觸點的支路電阻不同（R1＞R2）。人相當于控制電路的開關S，人站在扶梯上時，相當于S閉合，電磁鐵有磁性吸引銜鐵，R2電路接通，電阻變小，電路中的電流變大，電動機轉速加快。

進行實驗：1.按圖連接電路，開關S斷開（相當于電梯上無人），控制電路斷開，電磁鐵沒有磁性，R1電路接通，由于R1電阻較大，電路中電流較小，電動機轉速較慢。

2.開關S閉合（相當于人站在電梯上），R2電路接通，由于R2電阻較小，通過電動機的電流變大，電動機轉速加快。

實驗結論：利用電磁繼電器可以控制電梯的轉速。

實驗評估：我們為自己設計的電路感到高興，于是拿給老師看，老師肯定了我們的實驗成果，但老師說實際上自動扶手電梯的電路比我們設計的要復雜，它還用到了壓敏電阻，但原理基本相似。

聽了老師的話，我們又上網查閱了自動扶手電梯的電路，如圖2所示，比我們設計的要復雜。在控制電路中有一個壓敏電阻R1，該電阻會隨它所承受的壓力的變大而減小。當沒有人站在扶梯上時，壓敏電阻的阻值較大，電磁鐵的磁性較弱，不能將上面的銜鐵吸引下來，R2電路接通，通過電動機的電流較小，電動機轉速較慢。當有人站在扶梯上時，R1的阻值減小，電磁鐵的磁性增強，將銜鐵吸下來，通過電動機的電流增大，電動機的轉速加快。

物理知識無處不在，我們學到的那些還遠遠不能滿足時代進步的要求，所以我們一定要好好學習物理，將來為人類的美好生活貢獻自己的力量。

圖1

圖2