自動化裝置的“心臟”——電磁繼電器

譚建華

在我們的日常生活中，有很多的自動化裝置，給我們的生活帶來了極大的便利.如室內(nèi)溫度自動控制器，無論是寒冬還是酷暑，都可以讓我們生活在適宜的環(huán)境里;再如夏季河堤漲水的時(shí)候，我們可以利用水位自動報(bào)警器，讓值守人員更加及時(shí)輕松地發(fā)現(xiàn)水位預(yù)警……在這些看似神奇的自動控制系統(tǒng)中，有一個(gè)起著關(guān)鍵性作用的部件，就是同學(xué)們在物理課中學(xué)到的電磁繼電器.它是現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)中普遍使用的電器元件，被廣泛應(yīng)用于自動控制和遠(yuǎn)距離操控設(shè)備中.

一、電磁繼電器的原理

電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的，在電路中起著自動控制電路的作用，它由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點(diǎn)等組成，其實(shí)質(zhì)就是一種利用較小的電流、較低的電壓控制較大電流、較高電壓的“自動開關(guān)”.它一般由兩個(gè)系統(tǒng)組成，即小電流、低電壓的控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和大電流、高電壓的工作系統(tǒng)（又稱輸出回路）.當(dāng)控制系統(tǒng)的線圈中有電流通過時(shí)，線圈產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵，銜鐵通過杠桿的作用，帶動簧片動作，使其動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接通，工作系統(tǒng)形成通路開始工作：當(dāng)控制系統(tǒng)的線圈中沒有電流時(shí)，線圈磁性消失，銜鐵在彈簧彈力的作用下復(fù)位，使動、靜觸點(diǎn)斷開.工作系統(tǒng)停止工作，需要說明的是，對于電磁繼電器的“動觸點(diǎn)”和“靜觸點(diǎn)”的區(qū)分，一般我們認(rèn)為與電磁繼電器的銜鐵相連接的觸點(diǎn)為動觸點(diǎn)，而與工作電路相連接的觸點(diǎn)為靜觸點(diǎn)，

例1 如圖1所示，R0是一個(gè)光敏電阻，它的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，R是電阻箱（已調(diào)至合適阻值），它們和繼電器組成了自動控制電路來控制路燈，白天燈熄，夜晚燈亮，則給路燈供電的電源應(yīng)接在____（填“a、b”或“b、c”）兩端;如果將電阻箱R的阻值調(diào)小一些，則晚上路燈比原來____（填“早一些”或“遲一些”）亮.

解析：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，所以白天光敏電阻的阻值小，電路中的電流大，電磁鐵將被吸住，動觸點(diǎn)與c端接通;晚上光線暗，光敏電阻的阻值大，電路中的電流小，所以動觸點(diǎn)與a端接通.所以要達(dá)到晚上燈亮，白天燈滅，則給路燈供電的電源應(yīng)接在a、b兩端，如果將電阻箱R的阻值調(diào)小，在同樣光照強(qiáng)度下，電流變大，電磁鐵的磁性變強(qiáng)，吸引力變大，路燈將在晚上遲一些被點(diǎn)亮.

答案：a 、b遲一些

二、電磁繼電器的應(yīng)

電磁繼電器是自動控制電路裝置（如冰箱、汽車、電梯等）和通信領(lǐng)域中的重要部件.此外，在交通、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防汛抗災(zāi)等方面也發(fā)揮著重要的作用.

例2 小華姥姥家住農(nóng)村，為了安裝自來水系統(tǒng)，在二層樓頂上安裝了一個(gè)較大的塑料蓄水罐.每次姥姥都是等蓄水罐里的水用完了才發(fā)現(xiàn)需要開閘加水了，而加水過程中總是需要人守著，否則會出現(xiàn)“水漫金山”的情況.小華看在眼里，想在心里：能否設(shè)計(jì)一個(gè)簡單裝置，當(dāng)水深低于某個(gè)值或達(dá)到某個(gè)值時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警聲，提示需要加水或水快加滿了呢？如圖2所示，是小華和學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)們一起設(shè)計(jì)的一種水位自動報(bào)警器的原理圖.下列有關(guān)該報(bào)警器工作情況的敘述中，你認(rèn)為錯(cuò)誤的是（ ）.

A.該報(bào)警器綠燈是報(bào)警燈

B.該報(bào)警器的紅、綠燈不會同時(shí)亮

C.水位達(dá)到A處前，電磁鐵沒有磁性

D.報(bào)警器工作時(shí)，必須依靠水的導(dǎo)電性，且水位必須到達(dá)A處

解析：由圖2可知，當(dāng)水位到達(dá)A處時(shí)，由于水的導(dǎo)電性，控制電路接通，電磁鐵獲得磁性，向下吸引銜鐵，使動觸點(diǎn)與上方控制綠燈的靜觸點(diǎn)斷開，與下方控制紅燈的靜觸點(diǎn)接通，故綠燈熄滅，紅燈亮，由此可知，該報(bào)警器紅燈是報(bào)警燈，故A錯(cuò)誤;紅燈和綠燈不能同時(shí)亮，故B正確;水位達(dá)到A處前，電磁鐵沒有磁性，銜鐵在彈簧的作用下一直與上方控制綠燈的靜觸點(diǎn)接通，只有綠燈亮，故C正確;報(bào)警器工作時(shí)，必須依靠水的導(dǎo)電性，且水位必須到達(dá)A處控制電路才是通路，故D正確，選A.