Question

8．如圖所示為某興趣小組為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示．已知繼電器的線圈電阻R₀=100Ω，左邊電源電壓為6V恒定不變．當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調(diào)電路正常工作．

溫度t/℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
電阻R/Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

（1）請(qǐng)說(shuō)明該自動(dòng)控制裝置的工作原理．
（2）計(jì)算說(shuō)明該空調(diào)的啟動(dòng)溫度是多少？
（3）為了節(jié)省電能，將空調(diào)啟動(dòng)溫度設(shè)定為30℃，控制電路中需要串聯(lián)多大的電阻？

Answer 1

分析 （1）由題意可知，這一自動(dòng)控制裝置的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)電磁繼電器，根據(jù)電磁繼電器的基本工作原理，結(jié)合在此處的運(yùn)用可描述其原理；
（2）根據(jù)左邊電源電壓為6V，繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時(shí)，繼電器啟動(dòng)，可計(jì)算出此時(shí)繼電器的總電阻，再減去線圈電阻，可得到熱敏電阻的阻值，最后從表中找出對(duì)應(yīng)溫度；
（3）當(dāng)溫度設(shè)定為30℃時(shí)，從表中找出對(duì)應(yīng)的電阻值，用同樣的方法求出總電阻，減去表中對(duì)應(yīng)的阻值，即可得出應(yīng)串聯(lián)的電阻大�。�

解答 解：
（1）隨室內(nèi)溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，當(dāng)電流達(dá)到15mA時(shí)，銜鐵被吸合，右側(cè)空調(diào)電路連通，空調(diào)開(kāi)始工作．當(dāng)溫度下降時(shí)，控制電路電阻增大，電流減小，減小到一定值，使空調(diào)電路斷開(kāi)，這樣就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制．
（2）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$得電路啟動(dòng)時(shí)的總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.015}$=400Ω，
此時(shí)熱敏電阻的阻值：R_熱=R_總-R₀=400Ω-10Ω=390Ω，
對(duì)照表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)的啟動(dòng)溫度是25℃．
（3）因?yàn)殡娐穯��?dòng)時(shí)的總電阻為400Ω，
由表中數(shù)據(jù)可知，空調(diào)啟動(dòng)溫度設(shè)定為30℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為360Ω，
則電路中還應(yīng)串聯(lián)的電阻：R′=R_熱=R_總-R_熱′-R₀=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω．
答：（1）工作原理同上；
（2）該空調(diào)的啟動(dòng)溫度是25℃．
（3）將空調(diào)啟動(dòng)溫度設(shè)定為30℃時(shí)，控制電路中需要再串聯(lián)30Ω的電阻．

點(diǎn)評(píng) 本裝置的實(shí)質(zhì)是一個(gè)電磁繼電器，對(duì)電磁繼電器工作原理的了解是解題的基礎(chǔ)．通過(guò)這一裝置，重點(diǎn)考查了對(duì)電路中電流、電阻變化的分析，既要理解裝置的工作過(guò)程，同時(shí)還要會(huì)從表格的數(shù)據(jù)中獲取有用的信息，具有一定的綜合性，難度較大．