剖析电磁继电器

随着科学技术的进步与发展,机械自动化程度越来越高,电磁继电器作为利用电磁铁控制工作电路通断的一种开关,在其中扮演了很重要的角色:若工作电路是有危险的高压电路,可通过电磁继电器实现利用低电压、弱电流控制高电压、强电流的电路;若工作场所温度高或环境不好,可通过电磁继电器实现远距离操纵和自动控制.电磁继电器的这一作用在日常生活中有着广泛的应用.

一、电磁继电器的构造和工作原理

构造:如图甲是电磁继电器的结构示意图,电磁继电器的主要部件是电磁铁A、衔铁B、复位弹簧C、触点D(动)、E(静).电磁铁的作用是吸引衔铁,使电路接通.在电磁铁断电时,衔铁在弹簧的作用下自动断开.

电磁继电器的工作原理并不复杂,它主要是利用电磁感应原理工作的,它的核心是电磁铁.如上图乙所示,低压控制电路闭合开关时,使电磁铁A通电而具有磁性,吸引衔铁B,把衔铁吸下来,使动触点D和静触点E接触,将高压工作电路闭合.当电磁铁断电时失去磁性,衔铁在复位弹簧的作用下脱离电磁铁,使动触点D和静触点E分离,切断工作电路.用触点的连接来控制工作电路的通断,其作用相当于开关.

二、电磁继电器在生活生产中的应用举例

电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断来间接控制高电压、强电流电路的一种装置.它的原理是一定的,但在自动控制系统中,纷繁多变,它与我们生产、生活有紧密而广泛的联系,是物理知识向生活的回归.下面,列举几例来简要说明电磁继电器在自动控制系统中的应用.

例1如图所示的自动控制电路中,当开关S断开时,工作电路的情况是().

A.灯亮,电动机转起来,电铃响

B.灯亮,电动机转起来,电铃不响

C.灯不亮,电动机不转,电铃响

D.灯亮,电动机不转,电铃响

解析由图可以看出,这是用一个电磁继电器同时控制两个工作电路的自动控制装置.控制电路由电源、开关S和电磁铁组成.工作电路有两个,共用一个电源.开关S断开时,电磁铁中无电流,没有磁性,弹簧把衔铁拉起,电灯和电动机组成的并联电路连通,电灯亮、电动机转动;电铃电路断开,电铃不响;开关S闭合时,电磁铁通电有磁性,吸下衔铁,使电铃电路连通,铃响.电灯和电动机电路断开,灯不亮,电动机不转.B正确.

例2如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图,要使它的电磁铁对衔铁的吸引力大些,以下做法可行的是().

A.增加电源B的电压

B.增加电磁铁线圈的圈数

C.增加电源A的电压

D.去掉电磁铁线圈中的铁芯

解析电磁铁是电磁继电器中最重要的部件,电磁铁磁性的强弱与电流的强弱、线圈匝数的多少有关,所以增加电磁铁线圈的圈数可以增强电磁铁的磁性;增大电源A的电压可以增大电路上的电流,也能使电磁铁的磁性增强.而工作电路电源B的电压与控制电路无关,线圈中的铁芯拿掉后会减弱电磁铁的磁性.故本题选择B、C两项.

例3小明同学在学习了电磁继电器后,为某仓库设计了一个自动防盗报警装置.如图,当盗贼踏上踏板时,值班室里的警铃就会响起来,试说明理由.

解析电磁继电器实质上是一个由电磁铁控制工作电路通断的开关.小明设计的自动防盗报警装置在无人踩踏板时,控制电路中的上踏板与下面的静触点分离(相当于开关断开),电磁铁无磁性,弹簧通过杠杆把衔铁拉上去,使警铃电路的触点开关断开,警铃电路断开,警铃不响;当盗贼踏上踏板时,控制电路中的上踏板与下面的静触点接触(相当于闭合开关),电磁铁通电具有磁性,把衔铁吸下来,使警铃电路的触点开关闭合,警铃电路连通,警铃通电工作,铃响报警.

例4下图是一种防汛报警器的原理图,S是触点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有浮子A,请你说明这种报警器的工作原理.

解析由图可以看出,水面上升时,浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮,顶起金属板.当水面上升达到警戒水位时,使触点开关S闭合,电磁铁电路连通,电磁铁通电有磁性,吸下衔铁,使报警电路的触点开关闭合,灯亮发出防汛警报.

点评电磁继电器是自动控制电路装置中的重要部件.弄清它的工作原理和使用方法十分必要.分析有关电磁继电器应用问题时要理解以下几点:①电磁继电器是利用电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失的特性工作的;②利用电磁继电器控制工作电路通断是电磁铁的磁性和弹簧的弹性共同作用使衔铁被吸下和拉起;③电磁继电器中的电磁铁是控制电路的用电器,电磁继电器中的动、静触点是工作电路的开关,控制电路和工作电路通过电磁继电器有机地联系起来.解答此类问题的顺序为:控制电路开关(有些问题中开关是隐性的,受光或温度或水位自动控制)状态电磁铁有无磁性衔铁动作触点开关状态工作电路状态.