电磁铁、电磁继电器

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电磁铁把电流变化转成磁性变化，继电器再把这种变化转成触点动作。分析自动控制，始终把控制电路与工作电路分开追踪。

一、知识点理解概念

1. 线圈加铁芯，得到可控磁体

电磁铁由通电线圈和易磁化的铁芯组成，依据电流的磁效应工作。铁芯被线圈磁场磁化，使磁性增强。

控制什么	改变什么	条件与边界
磁性有无或显著强弱	通断电流	软铁断电后磁性显著减弱，可能仍有少量剩磁
磁性强弱	电流大小、线圈匝数	比较时保持铁芯、外形等其他条件相同
磁极方向	电流方向	只反方向不是一定增强磁性

电磁起重机、继电器、自动阀门等利用这种可控性。铁芯宜用易去磁的软磁材料；用较能保持磁性的材料，可能不利于断电释放。不能无条件认为无限增大电流会无限增强磁性。

2. 吸针数背后是控制变量

电磁铁吸针数与电流的实验装置

研究因素	改变的量	保持的量	观察
电流大小	同一线圈调变阻器	匝数、铁芯、外形及针的比较条件	吸针数变化
线圈匝数	使用不同匝数的线圈	其余结构相同，两个线圈串联使电流相同	两线圈吸针数比较

用吸针数量反映磁性强弱是转换法；每次只研究一个因素是控制变量法。两个串联线圈即使电阻不同，电流仍相同，不会因为匝数多就单独分到较小电流。

3. 继电器是由电磁铁控制的开关

电磁继电器控制电路与工作电路结构示意

控制电路： 电源、传感元件或开关、线圈，决定电流是否达到吸合条件。
机械联系： 电磁铁吸引衔铁，触点换位；释放后由弹簧复位。
工作电路： 通过触点接通或切断负载，与控制线圈不一定流过同一电流。

常用较低电压、较小电流控制另一工作电路。图中的触点可以常开，也可以常闭；所以“线圈通电”并不自动等于“负载通电”。

二、考点方法与例题

1. 从需要增强磁性反推滑片

期望吸针更多→在条件相同下增大电流→降低控制电路总电阻→按实际接入端判断滑片方向。最后一步才看左、右，不背通用口诀。

例题 01 由吸针要求确定滑片方向知识清单实验题

题目

如图所示,小李利用铁钉制作了一个电磁铁,闭合开关,铁钉吸起了几颗大头针,要使电磁铁吸引大头针的数量增多,可将滑动变阻器的滑片P向____移动。

题设装置或场景题图

答案与解析

解析

变阻器接入左端到滑片的电阻丝，P左移使有效长度缩短、电阻减小。同电源下电流增大，线圈匝数等不变，磁性增强。改变须在装置允许范围内。

本题结论

左。

2. 自动控制沿两条电路走四步

根据水位、温度等条件，判断控制路通断或电流变化。
判断电磁铁吸合还是释放。
看衔铁实际把触点移到哪里，再追工作路的负载。
若另问磁极，单独沿绕线使用安培定则，不靠灯色猜磁极。

例题 02 水位变化与触点位置知识清单自动控制题

题目

如图所示是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，____灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为____极（一般的水都能导电）。

题设装置或场景题图

答案与解析

解析

水位到A，题设一般水把A、B之间导通，控制路通电，衔铁被吸下，工作触点转接下方红灯支路。控制源右端正，按线圈实际绕向用右手，铁芯上端N。

本题结论

红；N。

3. 调整报警阈值，用同一个吸合电流比较

先根据工作状态判断传感器随温度如何变化，再固定继电器吸合阈值。若控制路为热敏电阻R₁与可调电阻R₂串联，临界电流为I_c，则：

I_c=\frac{U}{R_{1c}+R_2},\qquad R_{1c}=\frac{U}{I_c}-R_2.

改变U或R₂后，先找需要的临界R₁，再根据它与温度的关系判断温度升降。还需阈值等其他条件稳定，且所需电阻在传感器可达范围内。

例题 03 报警温度怎样变化 2024 河南中考·多选

题目

(多选)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。热敏电阻的阻值 $R_{1}$ 随温度的变化而变化；变阻器的阻值 $R_{2}$ 可调。温度正常时指示灯 L 发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（）

题设装置或场景题图

A. $R_{1}$ 随温度的升高而增大
B. 温度升高过程中,电磁铁磁性增强
C. 若要调低报警温度, 可将 $R_{2}$ 调大
D. 若控制电路电源电压降低, 报警温度将升高

答案与解析

解析

温升到报警时衔铁吸下，控制电流增大、磁性增强，B对。恒压且R₂不变，电流增说明R₁随温度升高减小，A错。固定吸合电流，调大R₂会让所需R₁更小，需要更高温，不是调低，C错；降低U同样需要更小R₁、更高温，D对。

本题结论

B、D。

三、坑点辨析与纠错

1. 吸合后接通还是断开，要看具体触点

水位报警图吸合后切换到红灯，另一温控图却可能吸合后断开加热。把“吸合=开始工作”背成口诀，会把相反的动作答错。

下面水银温控只作原题纸面模型，不让学生制作含汞装置。

辨析 01 温度控制中的两套电源 2024 湖北武汉中考

题目

如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源 1”的两极分别与水银和金属丝相连。

题设装置或场景题图

(1)闭合开关 S 后, 当温度达到 ____ ℃ 时, 发热电阻就停止加热。
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为 N 极,则“电源 1”的 ____ 端为正极。
(3)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是____(填序号)。

①增大“电源1”的电压
②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数
④改变电磁铁中电流方向

答案与解析

解析

(1)金属丝末端在90℃，水银到达后控制路通，电磁铁吸衔铁，工作路触点断开，停止加热。(2)线圈左端N，按右手与绕向反推，电源1右端正。(3)在原实验允许条件下增大控制电源1电压可增电流、增强磁性；改工作电源2不直接增控制电流，减少匝数不增强，只反方向主要换极。

本题结论

(1)90；(2)右；(3)①。

2. 工作路电流不是线圈电流

两路靠衔铁与触点动作联系，不表示两电源串联或两路电流相等。调整负载侧电压，不能直接当成提高控制线圈电流；求磁性强弱先圈定控制路。