Question

（2012?烟台）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下表所示．已知继电器的线圈电阻R₀=10Ω，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15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．

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

（1）请说明该自动控制装置的工作原理．
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调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．

Answer 1

分析：（1）由题意可知，这一自动控制装置的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理；
（2）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；
（3）当温度设定为30℃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；
（4）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）答：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．
（2）电路启动时的总电阻：R_总=

U

I

=

6V

0.015A

=400Ω，
此时热敏电阻的阻值：R_热=R_总-R₀=400Ω-10Ω=390Ω，
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃．
答：该空调的启动温度是25℃．
（3）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30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，
则电路中还应串联的电阻：R′=R_热=R_总-R_热′-R₀=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω．
答：将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻．
（4）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：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．