16.4 电磁继电器与自动控制
教学目标
1．能说明电磁继电器的结构及工作原理。
2．会连接简单的电磁继电器控制电路。
3．会利用电磁继电器设计简单的报警电路。
4．了解电磁继电器的主要结构和控制原理，会连接简单的电磁继电器自动控制的简单电路。
5．在探究知识的过程中，形成乐于探究的意识和敢于创新的精神。
教学重难点
教学重点
了解电磁继电器的主要结构和控制原理。
教学难点
设计模拟水位自动报警器电路。
教学用具
电磁铁、电磁继电器、漆包线、规格相同的铁钉2根、电源、开关、导线、大头针、滑动变阻器等。
教学过程
课堂引入
前面学习了电磁铁，认识到电流可以产生磁场，这是电能向机械能的转化。那么，电磁铁有哪些重要的应用呢，电磁铁在自动控制方面用途非常多，本节我们来学习电磁继电器与自动控制。
新知讲解
一、认识电磁继电器
图a是电磁继电器实物，图b是它的结构图，仔细观察电磁继电器，并对照其内部结构图，说一说它的主要部件和作用。
如图所示的电路，需要人手去闭合开关，电铃才会响。倘若去掉开关，希望在AB之间插入一个“自动装置”，能够自动控制电铃的工作状态，你能做得到吗？
我们利用这一装置完成这个任务。如下图所示，当弹簧处于原长时，杆是上扬的状态，AB两点间断开，电铃不响；若用力压下铁杆，左侧的弹簧被拉伸，AB两点间接通，电铃开始工作；倘若撤掉压力，杆在弹力的作用下恢复上扬的状态，AB再次断开。好像也没有实现自动控制，怎么办呢？
我们可以尝试将电磁铁放在铁质杆的下面，用另外一个开关和电源控制电磁铁的通电和断电。如下图所示。
开关断开时，没有电流经过电磁铁，电磁铁没有磁性，衔铁处于上扬的状态，电铃不工作；闭合开关，电流经过电磁铁，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下，电铃开始工作。
教师展示图片，如图所示的电路板，黄色方框里便是我们使用的电磁铁，而上方是一根铁质的长杆。电路中的AB分别对应着电路板上的A接线柱和B接线柱，且A接线柱与杆上的A′点相连，若杆接触到了B接线柱，也就相当于AB两接线柱相通。
从实践中发现，利用这样的装置是能够实现电路通断的“自动控制”的，我们把这样的装置称为“电磁继电器”。
接下来就让我们了解一下电磁继电器的结构及名称。
2．电磁继电器的结构
电磁继电器是由A衔铁、B动触点和静触点、C弹簧、D电磁铁组成的。我们把用来控制电磁铁磁性有无的电路称为控制电路，把右侧的电路称为工作电路。
二、用电磁继电器进行自动控制
我们把电磁铁所在的电路称为“低压控制电路”，把电磁起重机所在的电路称为“高压工作电路”。利用电磁继电器，实现了低压控制电路控制高压工作电路的通断，提高了操作的安全性。
事实上，我们对控制电路或工作电路稍加以改进，自动化控制电路还可以达到更多的目的。如图所示的电路，我们在动触点的上方再加上一个静触点G。衔铁上扬时，与静触点G接触，此时灯泡亮；衔铁被吸下时，与静触点B接触，此时电铃响。这样就可以实现电铃与灯泡电路通断的“自动切换”了。
典型例题
例2 如图所示是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，当有人乘梯时，压敏电阻受压阻值变化改变线圈中电流，引起电磁铁磁性强弱变化，使得电磁继电器动触点的位置变动电动机转速加快；当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是（ ）
A．电磁铁上端是N极
B．电磁铁的工作原理与发电机的工作原理相同
C．R的阻值随压力的增大而减小
D．电动机的工作原理是电磁感应
解析：A选项，如图，当闭合开关时，电流从电磁铁的上端进入，根据安培定则可以判断电磁铁的下端是N极，上端是S极，故选项A错误。
B选项，电磁铁是通电流之后具有磁性，断电流时没有磁性，是根据电流的磁效应工作的，发电机是根据电磁感应原理工作的，原理不同，故选项B错误。
C选项，当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电，说明电动机两端的电压减小，电动机和定值电阻R1串联在电路中，说明衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，此时控制电路中的磁性较弱，电路中电阻较大，所以压敏电阻的阻值较大，当有人乘坐电梯时，电动机转速较快，电动机两端的电压较大，只有电动机接入电路，衔铁被电磁铁吸引，动触头和下面的静触头接通，说明电磁铁的磁性较大，控制电路的电流较大，压敏电阻的阻值较小，可以判断压敏电阻的阻值R随着压力的增大而减小，故选项C正确。
D选项，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故选项D错误。
答案：C
课堂小结
电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的开关。
课件19张PPT。16.4 电磁继电器与自动控制第十六章 电磁铁与自动控制新 课 引 入 新课引入 电磁铁利用了电流的磁效应，实现了电与磁的转化，那么如何利用电磁铁呢？电磁起重机是如何工作的呢？新课引入 电磁起重机通过电路实现对起重机的远程控制。
远程控制和自动控制的核心是电磁继电器。新 知 讲 解 一、认识电磁继电器仔细观察电磁继电器，对照它的结构图。如何在AB之间插入一个“自动装置”，可以自动控制电铃的工作状态呢？一、认识电磁继电器用力压下铁杆，电路导通；撤掉压力，弹簧的弹力使电路断开。一、认识电磁继电器通电，衔铁被吸下，电铃开始工作。断电，衔铁上扬，电铃不工作。一、认识电磁继电器电磁继电器利用电磁铁的磁性有和无，控制电铃电路的通和断。实现了电铃电路通断的“自动控制” 。
一、认识电磁继电器A衔铁B触点C弹簧D电磁铁E工作电路F控制电路ABCDEF一、认识电磁继电器高压电路的远程控制利用电磁继电器实现“低压控制电路”和“高压工作电路”的配合，提高操作的安全性。低压电路高压电路二、用电磁继电器进行自动控制高压电路的远程控制利用电磁继电器实现“低压控制电路”和“高压工作电路”的配合，提高操作的安全性。低压电路高压电路二、用电磁继电器进行自动控制三、电磁继电器实现电铃与灯泡电路通断的“自动切换”。典 例 剖 析典型例题例. 如图所示是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，当有人乘梯时，压敏电阻受压阻值变化改变线圈中电流，引起电磁铁磁性强弱变化，使得电磁继电器动触点的位置变动电动机转速加快；当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是（ ）
A．电磁铁上端是N极
B．电磁铁的工作原理与发电机的工作原理相同
C．R的阻值随压力的增大而减小
D．电动机的工作原理是电磁感应C课 堂 小 结课堂小结电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的开关。再见
