题目内容

16.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示.已知继电器的线圈电阻R0=15Ω,左边电源电压为6V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于l5mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作.
温度t/℃0510152025303540
电阻R/Ω550500445415385355325295265
(1)计算说明该空调的启动温度是多少?
(2)为了节省电能,将空调启动温度设定为25℃,控制电路中需要再串联一个多大的电阻?
(3)改变控制电路的电阻可以给空词设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案.

分析 (1)根据左边电源电压为6V,继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器启动,可计算出此时,继电器的总电阻,再减去线圈电阻,可得到热敏电阻的阻值,最后从表中找出对应温度;
(2)当温度设定为25℃时,从表中找出对应的电阻值,用同样的方法求出总电阻,减去表中对应的阻值,即可得出应串联的电阻大小;
(3)本装置通过调节电阻来改变设定温度,我们也可以考虑通过改变电源电压,实现对其调节的作用

解答 解:(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作.当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制.故电路启动时的总电阻:R总=$\frac{{U}_{总}}{I}$=$\frac{6V}{0.015A}$=400Ω,
此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400Ω-15Ω=385Ω,
对照表格数据可知,此时的启动温度是20℃.
(2)因为电路启动时的总电阻为400Ω,
由表中数据可知,空调启动温度设定为25℃时,热敏电阻的阻值为355Ω,
则电路中还应串联的电阻:R′=R总-R热′-R0=400Ω-355Ω-15Ω=30Ω.
(3)因为本装置启动的电流是一定的,因此,既可通过改变电阻来改变电流,可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制.
答:(1)该空调的启动温度是20℃.
(2)将空调启动温度设定为25℃时,控制电路中需要再串联30Ω的电阻.
(3)可以将左边电源改为可调压电源.

点评 本装置的实质是一个电磁继电器,对电磁继电器工作原理的了解是解题的基础.通过这一装置,重点考查了对电路中电流、电阻变化的分析,既要理解装置的工作过程,同时还要会从表格的数据中获取有用的信息,具有一定的综合性,难度较大.尤其是对新的改进方案的提出,更是需要深入理解本装置的工作实质

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