(共41张PPT)
电磁继电器与自动控制
第四节
第十六章磁场 电磁铁
（沪粤版）九年级
下
01
课标解读
02
学习目标
03
激趣导入
04
新知探究
05
归纳总结
06
实验探究
07
观察思考
12
作业布置
11
课堂小结
10
练习与应用
09
知识拓展
08
分析讨论
课标解读
1.了解构造与实质：知道电磁继电器是由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成的；理解它实质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关 。
2.理解工作原理：能够阐述电磁继电器是如何通过控制电路（低压）的通断来间接控制工作电路（高压）的通断的 。
3.认识应用价值：了解电磁继电器在自动化控制、远距离操作以及安全防护（如防触电、防爆）中的实际应。
学习目标
1.能说明电磁继电器的结构及工作原理；
2.会连接用电磁继电器进行自动控制的简单电路；
3.了解电磁继电器在生产、生活中进行自动控制的应用。
激趣导入
视频：龙门吊起重过程
视频：新型排爆机器人
激趣导入
思考：他们是怎么安全操控这些“大家伙”的呢？
这就是我们今天要学习的电磁继电器与自动控制。
新知探究
一、电磁继电器
1. 电磁继电器
是利用低电压、弱电流控制电路的通断，来间接地控制高电压、强电流工作电路通断的装置。
2.电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器实物图
新知探究
如图所示：由电磁铁、衔铁、复位弹簧、动触点、静触点线圈引出 线等组成。
3.观察电磁继电器
活动1
电磁铁
衔铁
复位弹簧
动触点
静触点
静触点
线圈引出线
（1）电磁继电器的构造
归纳总结
①电磁铁:通电时产生磁性，吸引衔铁；断电时磁性消失，释放衔铁，是电磁继电器的核心驱动部件。
②衔铁：连接动触点，受电磁铁吸引或弹簧拉力运动，实现触点的开闭转换。
衔铁
复位弹簧
动触点
静触点
静触点
线圈引出线
电磁铁
（2）各部件的作用
③复位弹簧：电磁铁断电时，提供拉力使衔铁复位，恢复初始触点状态。
④动触点：随衔铁一起运动，可与不同的静触点接触或分离，实现电路的通断切换。
衔铁
复位弹簧
动触点
静触点
静触点
线圈引出线
电磁铁
归纳总结
⑤静触点：固定不动，与动触点配合，分别连接控制电路和工作电路，完成电路的导通与断开。
⑥线圈引出线：连接外部控制电路，为电磁铁提供电流，控制其通断状态。
衔铁
复位弹簧
动触点B
静触点C
静触点A
线圈引出线
电磁铁
归纳总结
实验探究
二、用电磁继电器进行自动控制
活动2
（一）学习使用电磁继电器
绿灯
红灯
1.电磁继电器的工作电路和控制电路
（1）左侧为控制电路：由低压电源、开关和电磁铁组成，控制电磁铁的通断电，实现对工作电路的间接控制。
（2）右侧为工作电路：用电器的额定电压、用电器和触点系统组成，是被控制的电路，可承载大功率、高电压的工作负载。
绿灯
红灯
（3）触点A、B：常闭触点，不通电时接触。触点B、C：常开触点，通电时接触。
实验探究
2.实验目的
（1）理解电磁继电器“用低电压弱电流控制高电压强电流”的工作原理。
（2）掌握电磁继电器的控制逻辑，理解控制电路与工作电路的关联。
3.实验器材
电磁继电器线圈、低压电源、开关S1 、开关S2、2个小灯泡、电源（匹配灯泡额定电压）、导线
实验探究
4.实验步骤
（1）连接控制电路
①根据继电器标出的“线圈额定电压”，将电源、开关S1与线圈连接起来。
②闭合开关S1，注意观察衔铁是如何动作的，A、B触点及B、C触点的状态是如何转换的。断开开关S1，情况又怎样？
绿灯
红灯
实验探究
（2）连接工作电路
根据用电器(小灯泡)的额定电压，将电源、开关S2、小灯泡接入电路。闭合开关S2，观察S1断开和闭合时两灯的发光情况。
绿灯
红灯
实验探究
观察思考
（1）闭合开关S1 ，衔铁被________________运动，A、B常闭触点______，B、C常开触点_________；
（2）断开S1衔铁被_________________ ，A、B常闭触点______，B、C常开触点_________。
绿灯
红灯
电磁铁吸引向下
断开
闭合
复位弹簧拉动复位
闭合
断开
5.实验现象
（3）闭合S2保持S1断开：观察到绿灯_____、红灯______；
（4）闭合S1：观察到绿灯_____、红灯________。
绿灯
红灯
观察思考
亮
灭
灭
亮
分析讨论
参考答案：闭合控制电路中的开关S1，电流通过电磁铁的线圈产生磁性，把衔铁吸下来，B、C 触点接通，红灯亮。断开开关S1，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁在
绿灯
红灯
弹簧的作用下与电磁铁分离，使触点B、C分开，A、B触点接通，绿灯亮。
思考讨论：请试着叙述一下控制电路是如何控制工作电路的？
新知探究
视频：电磁继电器原理
新知探究
（二）电磁继电器的安全应用
1.高压、危险环境操作
（1）高压电路直接操作开关危险，爆破现场、X射线透视室等场所，通过电磁继电器实现远程安全控制；电磁继电器还常用于自动化设备中
X射线机器人
新知探究
可执行爆炸物处理、侦察及营救等任务的机器人。
知识拓展
1.机器人组成：感知系统、机械系统、控制系统、驱动系统，控制系统核心含电磁继电器；它能根据事先设计的程序或在操作者的控制下，从事各种复杂或危险的工作。
机器人
机器人足球赛
可代替工人完成装配工作的机器人
知识拓展
电磁继电器的应用实例
知识拓展
（1）水位自动报警器原理
水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。请说明它的工作原理。
当水位没有到达金属块A时，A、B之间断路，电磁继电器中没有电流，衔铁被弹簧拉起与上面的触点接通，绿灯所在电路构成通路，绿灯亮；当水位到达金
知识拓展
属块A时，由于水能导电，A、B之间形成通路，电磁继电器中有电流经过，衔铁被电磁铁吸下与下面的触点接通，红灯所在电路构成通路，红灯亮。
（2）温度自动报警器
制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左
侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。
知识拓展
电源
电源
电铃
水银
新知探究
视频：电磁继电器应用
跨 学 科 实 践
设计家庭养花自动浇水装置
思考：若全家外出旅游一段时间时，如何按时给花浇水 有没有自动浇花装置呢 你能自己设计一个吗？
实验探究
（一）方案制定与实施
1.方案：利用电磁继电器和传感器，设计定时定量的自动浇水装置。
2.实施
（1）实验材料
土壤湿度传感器、电磁继电器、微型水泵、5V和12V直流电源、定时器、导线。
实验探究
实验探究
（2）实验原理
湿度传感器采集花盆湿度信号传到信息处理器；信息处理器根据不同花草对湿度的需求调节湿度信号；信息处理器将采集到的湿度信号传到继电器；继电器通过湿度信号控制水泵的通与断，当花盆内土壤湿度较低时水泵接通，花盆内土壤湿度较高时水泵断开，从而达到对花草自动浇水的目的。
（3）实验步骤
①将土壤湿度传感器的引脚分别连接电源正负极，信号引脚连接继电器的信号输入端。
②把继电器引脚接5V电源，继电器的常开接口连接微型水泵和12V电源（水泵功率大时需匹配对应电压）。
③将定时器输出端串联在传感器与继电器的信号回路中，设定浇水间隔和单次浇水时长。
实验探究
（二）成果展示与交流
1.将制作好的自动浇花装置接入盆栽进行测试，观察其能否在土壤变干时自动启动浇水。
思考讨论：如果要提升装置的适用性，你能说出可行的改进方法吗？
参考答案：增加一个时钟模块，使其能够在特定时间段内才执行浇水任务，避免夜间浇水。还可加入太阳能电池板和小型蓄电池，使系统完全能源自给，更适合阳台使用。
交流讨论
思考讨论：在制作或使用过程中应注意哪些问题？
参考答案：
所有电路连接必须在断电情况下进行，防止短路烧毁元件。
水泵不能长时间空转，以免损坏电机。
注意电源的电压与电流必须与水泵和工作模块的要求匹配。
交流讨论
练习与应用
1.下图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．水位升高到金属块A时，绿灯亮
B．水位升高到金属块A时，电磁铁通电
C．水位没有到达金属块A时，电磁铁上端为N极
B
D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度
练习与应用
2.如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图，电源电压U1恒定，R1为定值电阻，气敏电阻R2的阻值随尾气浓度的增大而减小，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃（图中未画出）报警。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．尾气浓度增大时，电磁铁磁性减弱
C．该电路利用了电磁感应原理工作
D．电铃应该安装在接线柱CD之间
D
练习与应用
3.如图所示，虚线框内是电磁继电器，其中A是_____________。当开关S断开时灯_______亮，开关S闭合时灯_______亮。
电磁铁
L1
L2
课堂小结
电磁继电器与自动控制
1.利用低电压、弱电流控制电路的通断，来间接地控制高电压、强电流工作电路通断的装置。
2.核心结构：由电磁铁、衔铁、复位弹簧、动触点、静触点线圈引出线等组成。
3.电磁继电器由工作电路和控制电路组成。
4.电磁继电器的工作原理。
5.应用：高压、危险环境操作以及自动化设备。
作业布置
1.完成课后巩固练习
2.预习下一节内容
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