Question

如圖所示為某興趣小組為學校辦公樓空調夏季降溫設計的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關系如下表所示。已知繼電器的線圈電阻，左邊電源電壓為6V恒定不變。當繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調電路正常工作。

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）請說明該自動控制裝置的工作原理。

（2）計算說明該空調的啟動溫度是多少？

（3）為了節(jié)省電能，將空調啟動溫度設定為30℃，控制電路中需要串聯多大的電阻？

（4）改變控制電路的電阻可以給空調設定不同的啟動溫度，除此之外，請你再提出一種方便可行的調節(jié)方案。

 

Answer 1

【答案】

⑴隨室內溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，當電流達到15mA時，銜鐵被吸合，右側空調電路電阻增大，電流減小，空調開始工作。當溫度下降時，控制電路電阻增大，電流減小，減小到一定值，使空調電路斷開，這樣就實現了自動控制。

（2）該空調的啟動溫度是25℃

（3）將空調啟動溫度設定為30℃時，控制電路中需要再串聯30Ω的電阻

（4）本裝置通過調節(jié)電阻來改變設定溫度，我們也可以考慮通過改變電源電壓，實現對其調節(jié)的作用．

【解析】

試題分析：（1）答：隨室內溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，當電流達到15mA時，銜鐵被吸合，右側空調電路連通，空調開始工作．當溫度下降時，控制電路電阻增大，電流減小，減小到一定值，使空調電路斷開，這樣就實現了自動控制．

（2）電路啟動時的總電阻：

此時熱敏電阻的阻值：R_熱=R_總-R₀=400Ω-10Ω=390Ω，

對照表格數據可知，此時的啟動溫度是25℃．

答：該空調的啟動溫度是25℃．

（3）因為電路啟動時的總電阻為400Ω，

由表中數據可知，空調啟動溫度設定為30℃時，熱敏電阻的阻值為360Ω，

則電路中還應串聯的電阻：R′=R_熱=R_總-R_熱′-R₀=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω．

答：將空調啟動溫度設定為30℃時，控制電路中需要再串聯30Ω的電阻．

（4）因為本裝置啟動的電流是一定的，因此，既可通過改變電阻來改變電流，可以通過將左邊電源改為可調壓電源來實現對其控制．

答：可以將左邊電源改為可調壓電源．

考點：歐姆定律

點評：（1）由題意可知，這一自動控制裝置的基本結構是一個電磁繼電器，根據電磁繼電器的基本工作原理，結合在此處的運用可描述其原理；

（2）根據左邊電源電壓為6V，繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器啟動，可計算出此時，繼電器的總電阻，再減去線圈電阻，可得到熱敏電阻的阻值，最后從表中找出對應溫度；

（3）當溫度設定為30℃時，從表中找出對應的電阻值，用同樣的方法求出總電阻，減去表中對應的阻值，即可得出應串聯的電阻大��；

（4）本裝置通過調節(jié)電阻來改變設定溫度，我們也可以考慮通過改變電源電壓，實現對其調節(jié)的作用．