Question

如圖所示為某興趣小組為學校辦公樓空調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R=10Ω，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/℃		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）為了節省電能，將空調啟動溫度設定為30℃，控制電路中需要再串聯多大的電阻？
（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方案．

Answer 1

【答案】分析：（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小；
（4）本裝置通過調節電阻來改變設定溫度，我們也可以考慮通過改變電源電壓，實現對其調節的作用．
解答：解：
（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：R_總===400Ω，
此時熱敏電阻的阻值：R_熱=R_總-R=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′-R=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．
點評：本裝置的實質是一個電磁繼電器，對電磁繼電器工作原理的了解是解題的基礎．通過這一裝置，重點考查了對電路中電流、電阻變化的分析，既要理解裝置的工作過程，同時還要會從表格的數據中獲取有用的信息，具有一定的綜合性，難度較大．尤其是對新的改進方案的提出，更是需要深入理解本裝置的工作實質．