电磁继电器工作原理及应用.docx
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电磁继电器工作原理及应用
电磁继电器工作原理及应用
电磁继电器工作原理及应用
湖北省枣阳市兴隆二中 谢江涛
电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路,还可实现远距离操纵和生产自动化,在现代生活中起着越来越重要的作用。
那么,电磁继电器是由那些部分组成的?
它是怎样实现自动控制的呢?
一、电磁继电器的构造
电磁继电器的构造:
如图所示,A是电磁铁,B是衔铁,C是弹簧,D是动触点,E是静触点。
电磁继电器工作电路可分为低压控制电路和高压工作电路组成。
控制电路是由电磁铁A、衔铁B、低压电源E1和开关组成;工作电路是由小灯泡L、电源E2和相当于开关的静触点、动触点组成。
连接好工作电路,在常态时,D、E间未连通,工作电路断开。
用手指将动触点压下,则D、E间因动触点与静触点接触而将工作电路接通,小灯泡L发光。
闭合开关S,衔铁被电磁铁吸下来,动触点同时与两个静触点接触,使D、E间连通。
这时弹簧被拉长,观察到工作电路被接通,
练习:
1.(2010河北)如图是直流电铃的原理图。
关于电铃工作时的说法不正确的是( )
A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁,弹性片发生形变具有弹性势能
C.小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时,电磁铁仍具有磁性
2.(2010天津)如图是一种水位报警器的原理图,当水位到达金属块A时(一般的水能导电),电路中( )
A.绿灯亮 B.红灯亮
C.两灯同时亮 D.两灯都不亮
3.(2010烟台)如图所示的是恒温箱的简易电路图.其工作原理是,接通工作电路后,电热丝加热,箱内温度升高,当箱内温度达到温度计金属丝A所指的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,工作电路 ,电热丝停止加热。
当箱内温度低于金属丝A所指的温度时,控制电路断开,衔铁被 ,工作电路再次工作,电热丝加热,从而保持恒温箱内温度恒定。
答案:
断开(或停止工作) 弹簧拉起
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
湖北省枣阳市兴隆二中 谢江涛
提出问题:
电冰箱、吸尘器等家用电器里都有电磁铁,它们在工作时吸引能力较小;而大型电磁起重机一次却可以吊起几吨钢材,可见不同的电磁铁磁性强弱也不同,那么电磁铁磁性强弱与哪些因素有关呢?
进行猜想:
猜想A:
电磁铁通电时有磁性,断电时没磁性。
猜想B:
电磁铁中一般都插入铁芯,磁性强弱可能与铁芯有无有关
猜想C:
通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强
猜想D:
外形相同的螺线管,线圈匝数越多,它的磁性越强。
实验方法:
本实验采用控制变量法,即在研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时,要保证线圈匝数等其他条件不变,只通过移动变阻器的滑片来改变线圈中的电流大小。
在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,要保证电流的大小、两个螺线管外形等因素相同,通过更换线圈匝数不同的螺线管来分析比较。
实验器材:
电源、电磁铁、100匝、50匝铁芯各一个,滑动变阻器、电流表、开关、导线、大头针。
设计实验:
用漆包线在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,来吸引大头针。
1.怎样判断电磁铁磁性强弱?
电磁铁吸引大头针的数目
2.怎样改变通过电磁铁线圈中电流?
用什么方法来显示?
串联滑动变阻器来改变线圈中电流,用电流表来显示
3.样改变线圈匝数?
用外形相同匝数不同的电磁铁成品做实验
进行实验:
如图为实验中所设计的电路图
1.验证猜想A:
按a、b两图连好电路,当开关闭合后,发现大头针被吸起,当开关断开后,大头针落下。
2.验证猜想B:
按b电路图连结好电路,闭合开关,观察电磁铁吸引大头针的多少,并记录吸引数量。
再次抽去铁钉闭合开关,观察电磁铁吸引大头针的多少
3.验证猜想C:
按b、c电路图连结好电路,闭合开关,滑动变阻器移到适当位置,观察电磁铁吸引大头针的多少,改变滑动变阻器的阻值(阻值改变较大),观察电磁铁吸引大头针数量,并记录结果。
4.验证猜想D:
按d电路图连结好电路,闭合开关,观察两电磁铁吸引大头针的多少,并记录吸引数量。
将实验结果填入表格中:
步骤
保持不变的因素
变化的因素
实验现象
判断
观察
匝数、电流、铁钉
开关断开、闭合
实验
匝数、电流
铁钉有、无
实验
匝数、铁钉
电流
实验
电流、铁钉
匝数
分析论证:
由1现象可知:
电磁铁通电时有磁性,断电时没磁性。
由2现象可知:
电磁铁磁性强弱与铁芯有无有关。
其它条件一定时,电磁铁有铁芯时磁性要强。
由3现象可知:
电磁铁磁性强弱与电流大小有关。
其它条件一定时,通入电磁铁的电流越大电磁铁的磁性越强。
由4现象可知:
电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。
其它条件一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
综上所述,电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关;与铁芯有无有关;与线圈中电流大小有关。
实验点评:
因为这个实验是用控制变量法去探究的,在操作上可能存在不妥之处,有的同学认为电磁铁吸引大头针数目差别不大,因为使用滑动变阻器去改变电流,变化不是很大,导致结果不是很明显。
为了避免这种现象发生,我在实验的过程中经常提醒学生们注意:
当改变线圈匝数的时候,要确实做到了线圈中电流保持不变,由于线圈的电阻很小因而在改变线圈匝数时,电流变化很小需要细心调节;在吸引大头针时,盒子内放置的大头针的量和电磁铁铁芯露出的多少也是要注意的。
同时让学生们思考,除了用吸引大头针数目来显示电磁钱磁性强弱,还有没有其它方法。
学生们都涌跃回答,还可以用来吸细铁末、吸曲别针等等。
在分析实验结果时,让学生根据实验数据大胆发言,自己去总结、去交流。
学生们自己动手实验并总结结论,印象非常深刻,很快就掌握了知识要点,同时也加深了对控制变量法的理解,为以后的运用作了很好的铺垫。
练习:
1.小丽要研究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关.现有线圈匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁,她先后将这两个电磁铁接入下图1的电路中。
闭合开关S后用电磁铁吸引大头针,并移动滑动变阻器的滑片P。
重复了多次实验,记录如下:
50匝的电磁铁
100匝的电磁铁
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.8
1.2
2.0
0.8
1.2
2.0
吸引大头针的最多数目/枚
5
8
10
10
16
25
(1)实验中小丽是通过电磁铁 来判定其磁性强弱的。
(2)分析第1、2、3次的实验记录,会发现 相同时, 磁性越强。
(3)分析第 次的实验记录,会发现电流相同时, 磁性越强。
2.为探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,设计了如下实验:
他用相同的漆包线在相同的铁钉上绕制成两个电磁铁,它们的线圈匝数不同,同时用相同的电源分别通电,小华根据图中所示的实验现象得出结论:
电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强。
(1)小华设计的实验不妥之处是 。
(2)请你写出实验的改进方法 。
答案:
1.
(1)吸引铁钉的多少;
(2)线圈匝数、电流越;(3)1、4或2、5 线圈匝数越多
2.
(1)通过两个电磁铁的电流不相等;
(2)将两个电磁铁串联,使通过两个电磁铁的电流相等。
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