Question

如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调夏季降温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，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

【答案】

⑴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，右侧空调电路电阻增大，电流减小，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）该空调的启动温度是25℃

（3）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）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．

【解析】

试题分析：（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：

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．

考点：欧姆定律

点评：（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．