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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