版创新高三一轮复习系列浙江专版通用技术讲义选.docx
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版创新高三一轮复习系列浙江专版通用技术讲义选
第四章 电子控制系统的执行部件
[考试标准]
考试内容
考试要求
考试属性
已考点
继电器的作用和类型
①继电器的作用
②电磁继电器
a
a
加试
未考
直流继电器的构造、规格和工作原理
①常见的直流继电器的构造和工作原理
②直流电磁继电器的使用
a
c
加试
2016年10月选考（第17题）
一、继电器的作用和类型
1.含义
继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
2.作用
继电器是控制系统中一种重要的元件，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
概括为“以低控高”“以小控大”。
（1）传递信号：
用触点的转换、接通或断开电路以传递控制信号。
（2）功率放大：
使继电器动作的功率通常是很小的，而被其触点所控制电路的功率要大的多，从而达到功率放大的目的。
3.原理
用低电压、小电流来控制大电流、高电压的自动开关。
如上图所示：
此继电器的4脚和5脚是线圈，1脚和2脚是常闭开关，1脚和3脚是常开开关点。
当继电器的4脚和5脚接电，有电流流过，线圈就会产生磁力，开关片被吸下。
此时1和3就连通，1和2断开。
4.优缺点
（1）优点：
工作可靠、体积小、结构简单、制作方便、灵敏度高、继电器输入输出电路隔离，抗干扰能力强。
（2）缺点：
寿命短、触点易碳化、接触不良、不宜应用于大功率负载电路。
5.分类
（1）按原理分：
电磁继电器、干簧继电器、时间继电器、压力继电器、热继电器等。
（2）按执行部件分：
有触点继电器、无触点继电器。
二、直流继电器的构造、规格和工作原理
1.组成：
电磁继电器一般由电磁铁和一组或几组带触点的簧片组成。
2.构造
3.电路符号
4.电磁继电器的工作原理和特性
（1）电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力的作用下，克服返回弹簧的拉力，被吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。
当线圈断电后，电磁的吸引力也随之消失，衔铁就会在返回弹簧的作用下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
（2）对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点称为常开触点；处于接通状态的静触点称为常闭触点。
三、晶闸管
1.含义：
晶闸管是晶体闸流管的简称，是一种可控制的硅整流器件，也称为可控硅。
2.构造：
晶闸管由三个PN结，四层半导体组成，分别引出阳极a，控制极g和阴极k。
3.符号
4.工作原理
晶闸管相当于由一个PNP和NPN三极管构成，根据三极管原理分析晶闸管电流大小，发现当控制极发出较大电流后，晶闸管在加载正向电压后便导通，当此时控制极断开，由于电路存在正反馈，电路依然维持导通状态。
（1）反向阻断
现象：
开关S断开，灯泡不亮；开关S闭合，灯泡不亮。
（2）正向阻断
现象：
开关S断开，灯泡不亮。
（3）触发导通
现象：
开关S闭合，灯泡亮。
（4）导通后控制极失控
现象：
开关S断开，灯泡亮。
【例1】 （2016·8月温州模考）如图所示为预防近视测光指示器的电路。
根据规定，阅读写字时，环境光线照度应不低于100lx（勒克斯）的标准照度，该电路可通过光敏电阻RG检测到的环境光线照度来控制指示灯LED1及LED2的亮灭状态。
请完成第
（1）～
（2）题。
（1）该电路不需要用到的电子元件是（ ）
解析 A为电位器（可调电阻），分配电压用；B为光敏电阻；C为三极管，D为湿敏电阻。
答案 D
（2）该电路中V1、V2工作于开关状态，当外界光照强度小于标准照度时，以下LED1、LED2的状态中正确的是（ ）
A.LED1不发光、LED2不发光
B.LED1不发光、LED2发光
C.LED1发光、LED2不发光
D.LED1发光、LED2发光
解析 当外界强度小于标准照度时，光敏电阻的阻值增大，处于低电位状态，V1截止，V2导通，故LED1不发光，LED2发光。
答案 B
[变式1] 一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。
A为浮子，在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B，它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。
C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）；D1、D2为弹簧，E1、E2为衔铁，F1、F2为电磁铁线圈；K1为最高水位限位开关，K2为最低水位限位开关，K3、K4、K5均为由电磁铁衔铁带动的触头开关.电磁铁F1通电时，K4接通，断电时，K3接通，电磁铁F2断电时，K5接通，S1、S2为开关。
请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。
答案 闭合开关S1、S2（此时开关K3、K5处于接通状态），电泵运转，开始注水。
随着蓄水池中水位的逐渐升高，浮子A带动金属触头B上移，当升到最高水位时，K1闭合，接通电磁铁线圈F1，衔铁E1被吸下来，使开关K3断开，切断电泵的电源，停止抽水。
与此同时K4接通，由于K4与K1为并联，所以当水位下降使K1断开时，电磁铁线圈F1仍处于接通状态，电泵保持停止状态。
当水位下降到最低点时，开关K2闭合，接通电磁铁线圈F2，衔铁E2被吸下来，使开关K5断开，切断电磁铁线圈F1的电源，衔铁E1释放，使开关K3闭合，接通电泵的电源，再次注水。
如此循环往复，实现自动注水。
【例2】 （2016·10月浙江选考）如图所示是小明设计的水位控制系统，当水位低于b点时水泵M抽水，水位达到a点时停止抽水。
555集成电路6脚电位升至2/3Vcc时，3脚输出低电平，2脚电位低至1/3Vcc时3脚输出高电平，请完成以下任务：
（1）555集成电路管脚识别正确的是________（在下列选项中选择正确的选项，将序号填写在“________”处）；
（2）测试电路时发现当555集成电路的3脚输出高电平时，继电器J不工作，合理的调节措施是________（在①减小R1和R2的阻值；②减小R3的阻值；③减小R4的阻值；④减小R5的阻值中选择合适的选项，将序号填写在“________”处）；
（3）小明设计的控制电路中，忘记设置水泵工作状态指示灯，请你在虚线框内选择合适的端子连接发光二极管V3和电阻R6，使得水泵M抽水时V3发光，不抽水时V3不发光；
（4）系统工作一段时间后，三极管V1损坏，小明准备用手头仅有的PNP型三极管替代原来的三极管，请你在虚线框内选择合适的端子重新连接电路。
要求保持系统原有的功能，继电器线圈接在集电极上。
答案
（1）②
（2）④
（3）
（4）
[变式2] （2015·9月浙江模考）如图所示为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章车辆。
下列说法中，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
解析 只有线圈回路闭合，才能触发继电器动作，光控开关和压力开关是串联的，所以，只有当光控开关和压力开关同时闭合时，才能触发继电器动作。
答案 C
【易混易错】
1.继电器
（1）原理：
用低电压、小电流来控制大电流、高电压的自动开关。
（2）工作过程
此继电器的4脚和5脚是线圈，1脚和2脚是常闭开关，1脚和3脚是常开开关点。
当继电器的4脚和5脚接电，有电流流过，线圈就会产生磁力，开关片被吸下。
此时1和3就连通，1和2断开。
2.直流电磁继电器
（1）原理图
（2）工作过程
S1闭合
控制电路有电流，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使开关S的触点闭合，高压工作电路接通。
S1断开
控制电路中电流消失，电磁铁失去磁性，弹簧收缩，将衔铁拉回，开关S的触点断开，使高压工作电路无电流通过。
1.如图是自动调温式电熨斗，下列说法不正确的是（ ）
A.正常工作时上下触点是接触的
B.双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C.原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
解析 正常工作时，通电电热丝能发热，所以上、下触点应是接触的，A正确。
双金属片上下金属片的膨胀系数不同，温度升高时，上层形变大，双金属片向下发生弯曲，使电路断开，B正确。
原来温度上升到80℃时，断开电源，现在要求60℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮，即应使调温旋钮上调一些，C错误。
由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，温度要高一点，由C的分析可知，应使调温旋钮下移一些，D正确。
答案 C
2.如图所示为一种温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度升高至（ ）
A.74℃时，电灯亮报警B.72℃时，电铃报警
C.66℃时，电铃报警D.74℃时，电铃报警
答案 D
3.如图所示是直流继电器线圈的控制电路图，电路中二极管V2的作用是（ ）
A.整流B.限压
C.保护继电器线圈JD.保护三极管V1
答案 D
4.如图是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是（ ）
A.该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠一般水的导电性，且水位必须到达A
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D.当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极
答案 D
5.用电磁继电器控制电路的主要目的是（ ）
A.节约用电B.保护用电器
C.避免危险D.操作简单
解析 电磁继电器在电路中的功能是控制和隔离。
用电隔离，给人们带来方便和安全。
答案 C
6.如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路。
下列说法正确的是（ ）
A.连有电动机的电路是低压控制电路
B.电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C.电磁继电器线圈通电后常闭开关闭合
D.电磁继电器线圈电源与电动机工作电源共用同一个电源
答案 B
7.如图所示的某电磁继电器接线图，其中是常闭触点的是（ ）
A.①②B.③④
C.③⑤D.⑦⑨
解析 要了解电磁继电器的接线图，①②是连线圈，③⑤、④⑥是常闭触点，⑦⑨、⑧⑩是常开触点。
答案 C
8.如图是小强同学在研究性学习的活动中为某仓库设计的一种防盗报警器。
其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内，观察电路可知，这个报警器的工作原理是（填选项）：
有人踩踏板时电磁铁____①____磁性，电铃电路工作，____②____；无人踩踏板时电磁铁____③____磁性，灯泡电路工作，____④____。
（选项：
A、有 B、无 C、灯亮安全 D、铃响报警）
答案：
①A ②D ③B ④C
9.某同学设计了一个自动路灯控制系统，能实现天黑自动亮灯功能，但在实际测试时却发现其功能变成了天亮灯亮，天黑灯灭。
请帮这位同学找出问题所在，并进行修正。
分析填空
（1）光敏电阻的特性是光照越强，电阻越________。
三极管在此处相当于一个________。
（2）当天亮时，光敏电阻阻值极小，三极管的基极端输入________信号，三极管处于________，二极管亮。
（3）当天黑时，光敏电阻阻值变________，三极管基极输入________信号，三极管处于截止状态，灯不亮。
（4）结论：
由于光敏电阻位置的错误导致提供给三极管不恰当的输入信号，只需将________和________交换位置即可。
（5）画出修改后的电路图。
答案
（1）小 开关
（2）高电平信号 饱和状态
（3）大 低电平信号
（4）光敏电阻 电阻
（5）修改后的电路如图：
1.电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如下图所示。
当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强。
电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点________接触，电铃________，电梯________。
已知压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如下图所示。
（ ）
A.触点A 不报警 运行
B.触点B 不报警 不运行
C.触点A 报警 不运行
D.触点B 报警 不运行
解析 电梯超载时，压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电梯不工作。
答案 D
2.如图所示为王明同学利用电磁铁原理设计制作的水位自动报警装置。
水位感应器A和B都是碳棒，碳棒B放置在水底，当水位到达A所在位置时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，此时工作电路中的蜂鸣器发出报警声。
此控制系统难以对较深水位进行报警，是因为（ ）
A.电磁铁的磁性太弱B.水的导电性能不强
C.工作电路电压太低D.蜂鸣器的音质不佳
解析 两碳棒较远时，水的电阻值大，继电器控制电路的电流较小，线圈产生的磁力不够，不能使继电器动作。
答案 B
3.以下不属于继电器的常见触点类型的是（ ）
A.常开触点B.常闭触点
C.转换触点D.三通触点
答案 D
4.如图所示是一种光控开关电路，该电路当光敏电阻R2上的光照达到某一值时，三极管导通，继电器动作，但实际对该电路进行安装调试时发现，光照达到某一值时继电器没有动作，造成该现象不可能的原因是（ ）
A.R1阻值太大B.R3阻值太大
C.三极管损坏（开路）D.继电器线圈断路
答案 B
5.王明在使用电磁继电器时，看到说明书上写着“线圈额定直流电压6V，被控制电压220V，电流1A”。
这说明（ ）
A.额定工作电压为220V，负荷工作电压为6V，负荷工作电流超过1A
B.额定工作电压为6V，负荷工作电压为220V，负荷工作电流超过1A
C.额定工作电压为220V，负荷工作电压为6V，负荷工作电流不超过1A
D.额定工作电压为6V，负荷工作电压为220V，负荷工作电流不超过1A
解析 继电器的线圈电压为额定工作电压，控制电压、电流为负载工作电压和电流。
答案 D
6.如图是一种监测洪水水位的自动报警器原理图，可以通过调整A点的高度来设定警报水位。
当水位没有达到A时，________灯亮；当水位达到A时，________灯亮。
（ ）
A.绿灯亮；两灯同时亮
B.绿灯亮；红灯亮
C.红灯亮；两灯同时亮
D.红灯亮；绿灯亮
答案 B
7.如图所示JN6201集成电路鸡蛋温度孵化器执行部分电路图，关于该电路分析，下列说法正确的是（ ）
A.JN6201控制信号为高电平时继电器动作，开始加热
B.V2为加热提示灯
C.为克服加热器在停止工作后余热对温度控制的干扰，可以将上限温度调低一点
D.JN6201控制信号由低电平变为高电平时，继电器马上返回
答案 C
8.如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路，间接地控制高压工作电路。
下列说法正确的是（ ）
A.连有电动机的电路是低压控制电路
B.电磁继电器实际是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C.利用电磁继电器主要是为了节约用电
D.利用电磁继电器主要是为了操作方便
答案 B
9.如图所示是一个继电器控制电路，下列关于该电路分析正确的是（ ）
A.当Vi为高电平时，三极管V截止，继电器J不吸合
B.当Vi为低电平时，三极管V截止，继电器J吸合
C.当Vi为高电平时，三极管V导通，继电器J吸合
D.当Vi为低电平时，三极管V导通，继电器J不吸合
答案 C
10.在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
A.灯亮，电铃响B.灯亮，电铃不响
C.灯不亮，电铃不响D.灯不亮，电铃响
答案 D
11.如图所示，当工作电路发生故障而断开时，铃响报警。
故障排除后工作电路接通时绿灯和白灯亮，铃不响，则图中（ ）
A.a为电铃B.b为电铃
C.c为电铃D.a为绿灯
答案 A
12.如图为副驾驶座上的安全带简易提醒系统，当有人入座而未系安全带时，指示灯亮。
其中RP为压力传感器，当有压力时阻值变小；K为触点开关，系好安全带时开关闭合。
则合理的电路是（ ）
答案 D
13.某电磁继电器外壳标注的参数如图所示，下列说法中，错误的是（ ）
A.这是一只直流电磁继电器
B.通过线圈的工作电压为12V
C.允许负载通过的最大电流是30A
D.允许负载的最大功率为240W
解析 NO：
30A/240VAC/14VDC含义是额定负载，在交流240V或者直流14V的情况下，产品在通过30A的电流时还能保证其使用。
DC12V指的是线圈工作电压。
答案 D
14.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
15.光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其应用之一。
（1）如图所示为其模拟电路，其中A为光电管，B为________，C为照明电路，D为路灯；
（2）白天，光电管在可见光照射下有电子逸出，从光电管阴极逸出的电子被加速到达阳极，使电路接通，电磁铁中的强电流将衔铁吸下，照明电路断开，灯泡________（亮或不亮）；
（3）夜晚，________________________________________________________。
这样就日出路灯熄，日落路灯亮。
答案
（1）电磁继电器
（2）不亮 （3）光电管无电子逸出，电路断开，弹簧将衔铁拉上，照明电路接通，灯泡亮
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