电磁继电器专题

电磁继电器专题（精选6篇）

电磁继电器专题 第1篇

电磁继电器专题

1、光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如图所示电路为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．

2、今年底，珠江广州市段的水面上将再增添世界第一的三跨拱桥—新光大桥。她将成为广州城市中轴线的标志性建筑之一。小明想，目前造成高速公路路面结构损坏严重的一个重要因素是车辆超重超载。因此限制超重车辆的行驶，对确保新光大桥结构安全有着重要意义。小明想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为新光大桥设计一个车辆超重的报警装置。当车辆超重时，信号灯就发光。请你在图6中为他连接好电路。

3、超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢．利用电磁继电器可以设计这样的电路，请按照要求用笔画线代替导线将下图中的控制电路和工作电路分别连接完整．其中R1是压敏电阻(受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大)，R2是限流电阻(如果串联在电路中可减小电路中的电流)。

4、请连接图中的工作电路部分,使控制电路上S断开时甲灯亮，S合上时乙灯亮。

5、电铃是利用______________原理工作。图甲所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流,但电铃只响一声就不再响了，请在图乙连线，让电铃能正常工作。

6、自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，红色报警灯亮，平时绿灯亮．请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接．

8、小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示．他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图乙所示．闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合．已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω．

（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载．请你判断灯 L2

（填“L1”或“L2”）是红灯；

（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？（g取10N/kg）

（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？（4）请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害．

9、小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图l所示．其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中来画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻随随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．

（1）综合分析可知：当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻______，直流控制电路中电流______，电磁继电器的衔铁被吸合．（选填“增大”“减小”）（2）为了实现温度控制，恒温箱的加热器（加热器的电热丝图中未画出）应该选择接在以下的______．

A、AB端；

B、AC端；

C、CD端；

D、BC端（3）如果要使恒温箱内预设的温夏可调节范围是90℃～150℃．可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，应选择______可变电阻器最恰当．

A、0～50Ω

B、0～100Ω

C、0～200Ω

D、0～10000Ω

10、有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示．控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0=44Ω的电热丝组成．通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来．求：

（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整．（2）电热丝R0正常工作100s产生的热量；

（3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持多高？

（4）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）；（5）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值________（选填“变大”或“变小”）．

11、如图1为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．图1中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通．热敏电阻中允许通过的最大电流I=15mA，其电阻R随温度变化的规律如图2，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V．（1）衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大？

（2）保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%，求10分钟内热水器散失的热量；

（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R的阻值至少为多大？若R为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

12、某课外兴趣小组学习了电磁继电器以后，制作了如图所示的“自动保温控制电路”．（1）已知热得快的功率为800W；水的质量为4kg，水的初温为20℃；若要使最高温度达到80℃；水需要吸收的热量是多少？假设加热效率为80%，则加热时间是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg？℃））

（2）该温控电路的原理是接通220V的电源，电磁继电器常闭触点，使热得快通电，给水加热；当达到一定温度时，电磁铁磁性变强吸引衔铁；警报器响起．当温度降低时，电磁铁磁性变弱，热得快又重新开始工作，起到保温的效果．双金属片在电路中的作用相当于______；当警报响起时，发光二极管的状态是______．（发光/不发光）

电磁继电器专题 第2篇

电与磁

第三节 电磁铁 电磁继电器

课程解读

一、学习目标：

1.知道电磁铁的构造和工作原理。

2.了解电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极极性与通入的电流方向有关，有无磁性可由通断电流控制。3.知道电磁铁的有关应用。

4.了解电磁继电器的构造及工作原理。5.知道电磁继电器的应用。

二、重点、难点：

重点：研究电磁铁的特点，电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。难点：电磁继电器的有关应用。

三、考点分析：

1.考查重点：电磁铁的特点和应用，电磁继电器的构造、工作原理及应用。2.题型：填空题、选择题、实验题。

3.在中考中所占的分值为3-5分，占总分值的4％左右。

知识梳理

一、电磁铁

1.电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。2.影响电磁铁磁性强弱的因素：

电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强

3.优点：电磁铁磁性的有无用通断电来控制，磁性强弱用电流大小来控制；它的南北极用电流方向来控制；使用起来非常方便。

4.应用：电磁起重机、电铃、发电机、电动机等。

二、电磁继电器

1.结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点等组成。2.原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。

3.电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

4.电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作；也可以实现远距离操纵和自动控制。如：电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。

电铃

水位自动报警器

恒温箱报警器

防盗报警器

三、电磁阀门

1.结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电磁线圈等组成。

2.工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈中电流的通断，来实现磁性的有无的，电磁铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭和打开。

3.电磁阀的其他应用：燃气热水器的电磁阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等。

四、磁悬浮列车

1.磁悬浮列车的工作原理：磁悬浮列车主要依靠磁场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。列车运行时，列车上的电磁铁与轨道线圈产生的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行的摩擦减小，大大提高车速。2.磁悬浮列车的优点：高速、舒适、无噪音、无污染、能耗低。

典型例题

知识点一：电磁铁的特点和电磁铁磁性强弱的影响因素

例1.为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多？电磁铁的铁芯起什么作用？能用铜芯或铝芯代替吗？为什么？ 思路分析：

1）题意分析：本题考查电磁铁的特点

2）解题思路：通电螺线管的内部和外部都存在磁场，当插入铁芯后，铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性，因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。

解答过程：铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性。电磁铁的铁芯起了增强螺线管磁性的作用。不能用铜芯或铝芯代替铁芯，因为铜和铝不是磁性材料，不能磁化，不能成为磁体。解题后的思考：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁，它的磁极与通电螺线管的磁极相同，增强了螺线管的磁性。

例2.如图所示，一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，则铁块a_______移动；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，铁块a向______移动。

思路分析： 1）题意分析：一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，求铁块a的移动情况；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，求铁块a的移动情况。

2）解题思路：在没有闭合开关S前，电磁铁b没有磁性，铁块a只受重力作用。闭合开关S后，电磁铁b中有电流通过，电磁铁b有了磁性，对铁块a有了吸引力，所以铁块a向下移动。当滑动变阻器的滑动头P自右向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，所以电路中的电流增大，电磁铁b的磁性增强，对铁块a的吸引力增大，故铁块a向下移动。

解答过程：向下，下。

解题后的思考：电磁铁的磁性强弱受通过线圈的电流影响。

例3.小华同学在做“探究电磁铁”的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是

（）

A.要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动

B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C.电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大

D.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验

2）解题思路：A选项滑片向右滑动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱；B选项通过吸引大头针的多少来判断磁性强弱，正确；C选项两个电磁铁串联电流相同，电磁铁B磁性较强是因为线圈匝数多；D选项根据安培定则，两个电磁铁的上端都为N极，会相互排斥。

解答过程：B 解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。

例4.为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性； 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上缠绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它

的不同。（2）通过比较

两种情况，可以验证猜想A是正确的。（3）通过比较

两种情况，可以验证猜想B是正确的。

（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充。

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验的操作。

2）解题思路：本实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁的磁性强弱，该方法为转化法；研究磁性与电流的关系时，控制线圈匝数相同，研究磁性与线圈匝数的关系时，控制电流相同，用到控制变量法。

解答过程：（1）磁性强弱（2）a、b（3）b、c（4）电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强，另外注意控制变量法和（转化法）的使用。

例5.如图所示，闭合开关S，小铁块被吸起，下列说法正确的是[ ] A.将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力

B.用手托住小铁块，将电源的正负极对调，闭合开关S，稍后手松开，小铁块一定落下

C.滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下 D.滑动变阻器的滑片向下移动，小铁块可能落下

思路分析：

1）题意分析：闭合开关S，小铁块被吸起的情况分析。

2）解题思路：通电螺线管和条形磁铁一样，都具有磁性，能够吸引铁类物质；对调电源正负极，改变电流方向，能够改变通电螺线管的磁极，但它仍然能够吸引铁类物质；移动滑片，改变电流的大小，能够改变通电螺线管的磁场强弱。磁场越强（弱），对铁块的吸引力就越大（小）。当吸引力小于重力时，铁块就要掉下来。

解答过程：D

解题后的思考：电磁铁线圈通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强，对铁块的吸引力就越大。

小结：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁。线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯，磁性大大增强。

知识点二：电磁继电器的应用

例1.如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括（）

A.电流的磁效应

B.磁场对电流的作用 C.磁极间的相互作用

D.磁化

甲 乙

思路分析：

1）题意分析：本题考查电磁继电器的应用。

2）解题思路：右边电路闭合后，通电螺线管有磁性，把干簧管内的舌簧磁化，两个舌簧重叠的部分磁极不同，相互吸引，把左边电路接通，灯泡发光。

解答过程： B

解题后的思考：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

例2.如图是张强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知，这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时________________；无人踩踏板时____________________________。

思路分析：

1）题意分析：本题考查防盗报警器的工作原理。

2）解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：绿灯不亮，电铃响；绿灯亮，电铃不响 解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

例3.如图，用电磁继电器控制电路。要求：当开关S闭合时，电动机工作，带动抽水机向水箱送水；当开关S打开后，绿灯发光，告诉人们水箱中有水，在图中画上连接线。

思路分析：

1）题意分析：本题考查水位报警器的工作原理。

2）解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：

解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

小结：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作；也可以实现远距离操纵和自动控制。

提分技巧 1.电磁铁的特点：有无磁性可由通断电流控制。

2.电磁继电器通过控制电路中的电流变化来改变电磁铁的磁性，从而实现对工作电路的控制，进而实现利用低压电路控制高压电路，小电流控制大电流，达到远距离操纵或自动控制的目的。

预习导学

1.通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向和磁场方向有什么关系？

2.直流电动机的工作原理是什么？ 3.怎样改变直流电动机转动的方向？

同步练习（答题时间：45分钟）

一、选择题

1.如图所示：c是条形磁铁，d是软铁棒，闭合开关S时（）

A.若c被吸引，则可判定b为电源正极

B.若c被排斥，则可判定b为电源正极 C.若d被吸引，则可判定a为电源正极 D.若d被吸引，则可判定b为电源正极 2.下列不属于电磁铁的应用的是（）

A.电磁继电器

B.电灯

C.电磁起重机

D.电铃

3.如图所示，在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条形铁棒，开关S闭合后，当滑片P从a端向b端移动的过程中，会出现的现象是[

] A.电流表示数变大，弹簧长度变长 B.电流表示数变大，弹簧长度变短 C.电流表示数变小，弹簧长度变长 D.电流表示数变小，弹簧长度变短

4.如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P 向右移动时，图中的电磁铁（）A.a端是N极，磁性增强

B.a 端是S 极，磁性增强 C.b端是N极，磁性减弱

D.b 端是S 极，磁性减弱

二、填空题

5.下图是由电磁铁P构成的自动空气开关的原理图，当电路由于短路或__________等原因导致电流过大时，_________的磁性变强，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。

6.电磁继电器的电路由____电路和____电路两部分组成。利用电磁继电器可进行________操作。

7.在探究电磁铁磁性的实验中，我们发现，被吸引的大头针都不是自然下垂的，而是处于相互排斥的状态，产生这一现象的原因是___________________________________。8.如图所示，开关S闭合时电磁铁的左端为____极，要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑动头P应向__

_移动；要使电磁铁没有磁性则可以______________。

9.把一枚大铁钉弯成U形，制成一个U形电磁铁，如图，试在图中标出电磁铁的N、S极。

10.光电门是常见的一种自动控制门，门上有一个光电管，也就是电眼。当有人靠近门时，光电管所在的控制电路的电流发生变化。假如电流是减少的，则开启门的电动机应该如何连接，请连接下图电路，并指出静触点A、B哪个是常闭状态。

三、实验题

11.当你在自制电磁铁时，应该了解以下与电磁铁有关的知识：

（1）关于铁芯：____________________________________________________。（2）关于线圈的匝数：______________________________________________。（3）关于电流方向：_________________________________________________。（4）关于电流大小：_________________________________________________。（5）关于电流有无___________________________________________________。（6）直观地判断电磁铁的磁性变强或变弱的方法是________________________。12.小华同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）和电磁继电器为大桥设计一个测试车辆是否超重的装置，当车辆超重时，信号灯就发光，如图所示，请你为她连接电路。

试题答案

一、选择题: 1.A

电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极的极性与通入的电流方向有关.2.B

电磁继电器，电磁起重机，电铃都属于电磁铁的应用。

3.D 滑片从a向b移动时，电阻增大，电流减小，所以通电螺线管的磁性减弱。对铁棒的吸引能力减弱，所以铁棒被弹簧拉起，弹簧长度变短。4.C

根据安培定则判断螺线管b 端是N极，滑动变阻器滑片P 向右移动时，电阻变大，电流变小，磁性减弱。

二、填空题: 5.总功率过大；通电螺线管

提示：要认真揣摩各个元件之间的相互联系（电流增大，通电螺线管的磁性增强），结合具体的情境，认真分析电路的通断情况。6.控制、工作、远距离

7.大头针都被磁化了，每个大头针的下端都是同名磁极，相互排斥。8.S、左端、断开S。9.如图：

10.静触点A是常闭状态。

三、实验题

11.（1）铁芯是用软铁制成的，通电螺线管中插入铁芯磁性增强。

（2）线圈匝数是指所绕导线的圈数；线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。（3）通电螺线管中的电流方向改变，电磁铁的磁极改变。（4）通电螺线管中的电流大小改变，电磁铁的磁性改变。

电磁继电器专题 第3篇

电磁继电器的结构原理、动作过程以及非线性的能量转换过程, 使其具有独特的电气、物理特性以及断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻等特性[1]。由于电磁继电器是由电磁及机械传动部分组成的机电一体化元件, 在制造过程中大部分装配调整是手工操作, 因此电磁继电器的批一致性和可靠性与其他电子元器件相比要差一些, 故在使用中必须采取一些防范措施, 才能达到较满意的效果。多年来, 在对某军品生产厂的失效电磁继电器进行失效分析后发现, 使用原因造成的失效约占30%以上, 特别是近两年电磁继电器的失效比较多, 除电磁继电器自身质量原因外, 使用不当也是一个主要原因。所以如何在使用中提高电磁继电器的可靠性已成为人们目前重点研究的课题。

1 合理选用电磁继电器

在整机的可靠性设计中, 要求电路设计师们根据系统的可靠性要求、系统的使用环境条件及成本等项目综合考虑选择电子元器件。电磁继电器也不例外, 必须从环境温度、机械应力、负载能力等方面加以考虑, 认真选择。

1.1 电磁继电器工作温度的选用

由于温度的变化对电磁继电器技术性能有严重的影响:首先温度过高可加速电磁继电器的内部塑料、绝缘材料、金属零件的老化, 同时加剧触点表面膜电阻的形成使触点氧化腐蚀、熄弧困难、触点切换能力下降、吸合电压升高等;其次温度过低可使电磁继电器触点冷粘作用加剧, 触点表面结霜起露, 衔铁表面产生冷膜, 影响触点的正常导通[2]。对于锡封的电磁继电器, 还会由于温度过低导致锡的脆裂而影响其密封性。

一般情况下, 电磁继电器在加电工作时, 小功率电磁继电器的温度为30 ℃, 中功率电磁继电器的温度为40 ℃, 大功率电磁继电器的温度为50 ℃[3]。且在设计印制线路板时, 不要使电磁继电器靠近发热的元器件。因此要求选择电磁继电器时, 要充分考虑其工作温度适用范围, 且在设计印制线路板时, 不要使电磁继电器靠近发热的元器件。并在上机前要严格按其详细规范进行高、低温运行筛选试验, 对于重要的军用产品, 最好选择“七专”以上等级的电磁继电器。

1.2 电磁继电器抗振动、冲击应力指标的选用

电磁继电器的触点簧片均为悬臂梁结构, 固有频率较低, 当整机在进行振动、冲击的频率接近或达到其固有频率时会引起谐振, 从而导致触点产生瞬间断开或出现触点抖动, 严重时还会使可动的衔铁部分因为过激励而误动作或使可动部分由于振动、冲击产生摩擦而形成材料碎屑落入触点间隙或转动支承处, 造成严重卡滞现象[4]。因此在选择电磁继电器时, 必须根据整机的使用条件来选择满足振动、冲击技术要求的电磁继电器。

1.3 电磁继电器负载能力的选用

降额设计是电子元器件提高可靠性最有效的措施[5]。继电器则不同, 并不是触点所加的负荷应力越小越可靠。特别是在高温条件下, 当触点电流为100 mA时, 触点的电弧不能烧掉其在高温条件下析出的含碳物质, 而这些含碳物质沉积在触点表面, 使触点接触电阻增大;当触点负荷使用在10 mA以下或50 mV以下时, 由于电压过低无法击穿触点表面的膜电阻, 将会出现低电平失效[6]。故电磁继电器的负载能力按如下方法选择:

(1) 电磁继电器的额定负载是指在规定的动作次数 (寿命) 内, 在规定动作频率下, 触点所能切换的负载, 其种类有阻性负载、容性负载、直流感性负载、电机负载、灯负载、低电平负载等, 不同的负载之间各生产厂家有相应的换算关系, 如航天3412厂对触点切换不同性质负载大体的电流比例如表1, 因此应根据电路中要求切换的负载形式来选择相应的电磁继电器。

(2) 不同电磁继电器具有不同的负载曲线即负载电压和负载电流的关系曲线, 如图1是某电磁继电器负载曲线 (最大切换能力) 。

从图中可以看出:减小负载电压可使负载电流提高, 减小负载电流可使负载电压提高, 但不存在两者之一无限减小、另一个无限增大的关系, 而是两者均有一个上限值。因此在选用电磁继电器负载时, 应限制在负载曲线的下方。

建议把负载能力设计在100 mA以上, 且技术指标给定的额定负载值的60%～80%。

2 电磁继电器的正确连接

2.1 电磁继电器线圈的连接

电磁继电器详细规范中一般对线圈的电压都给出工作电压, 吸合电压, 释放电压[7]。电磁继电器在工作时线圈应施加额定工作电压 (电流) , 而不应是动作电压 (电流) 。 由于线圈具有储能作用, 当电磁继电器线圈断电时, 其储存的感应电动势可能会产生高达数千伏的浪涌电压 (反电势) , 这个浪涌电压作用到继电器供电系统中去, 会对其他器件产生不良影响, 所以必须在继电器的线圈两头加“瞬态抑制电路”, 将其电压峰值限制在一定的范围内, 一般推荐瞬态抑制电路为在线圈两端并联阻容电路或电阻器或一个二极管[2]。

2.2 电磁继电器触点的连接

理论上电磁继电器触点可以并联, 也可以串联。触点并联可以提高电路接通的可靠性, 对电路断开的可靠性则相反;触点串联可以提高电路断开的可靠性, 对电路接通的可靠性则相反。这是由于电磁继电器各组触点间不可能完全同时动作, 故一般不采用两组或多组触点并联起来切换一个大于单个触点额定负载电流的电路;同时也不采用两组或多组触点串联起来去切换一个大于单个触点额定负载电压的电路。目前多数采用将两个 (或以上) 同类型, 两组触点串、并联使用来提高其可靠性, 其并联可靠度为:

$R{}_t=1-(1-R){}^n$

式中:Rt为并联后的可靠度;R为每个继电器的可靠度[1,8,9]。触点串联能够提高其负载电压, 提高的倍数为串联触点的组数。但使用时电压不要高于线圈最大工作电压, 也不要低于额定工作电压的90%, 否则会危及线圈寿命和使用可靠性, 如图2所示。

3 电磁继电器的电磁兼容性

电磁干扰是造成产品故障或性能降级的主要原因之一, 电磁继电器的感应机构是由电磁铁构成, 于是存在着漏磁场和磁分路的问题, 在电路中应用时需避免其对其他元器件的电磁干扰。特别是在小信号电路中, 如各型鱼雷产品的引信系统应选用电磁屏蔽非常好的小功率继电器。同时, 电磁继电器在电路中应远离磁性敏感元件或磁性物质[10], 确保其本身能正常工作。如某型鱼雷操雷仪表上使用的电磁继电器, 在单机使用时完全符合单机的技术性能要求, 但在段调试时, 该继电器不能正常转换。其原因是段装壳体上有一磁感应强度很强的磁铁, 在其磁场的作用下, 单机上使用的继电器中的磁感应部分被磁化而不能正常工作, 后经对该电磁继电器进行屏蔽, 才保证了段装调试的顺利进行。

在GJB65B中已明确规定相邻的同类继电器安装时网格间距、安装间距沿磁轴线方向排列间距应为1.27 mm的整倍数。最近的网格间距最小为2.54 mm, 层间间距为3.18 mm的整倍数[11]。所以要求产品设计师们要不断地学习新知识、新标准, 不断地掌握电磁继电器的技术性能, 在设计产品时要充分考虑到电磁继电器的磁特性, 确保其在产品中能够正常地、可靠地转换。

4 电磁继电器的正确安装

电磁继电器合理安装是保证其使用可靠性不可忽视的问题, 如某型鱼雷接线盒和供电切换装置组件上使用的JRC-071M继电器, 由于在00D1, 00D2组件上的安装方式不合理造成该两种组件的环境应力筛选试验的振动项目无法通过, 又由于设计图纸已经定型, 无法更改, 工艺人员历经四个多月的摸索试验, 改变了产品振动的安装姿态, 即通过改变振动台的方向保证了该电磁继电器的触点振动方向、衔铁的吸合方向和整机振动方向垂直, 从而解决了00D1, 00D2组件的环境应力筛选试验。为了确保设计图纸与工艺文件文文一致、文实相符, 工厂在这方面浪费了大量的人力和财力。因此设计师和工艺师在型号设计、研制阶段应充分考虑电磁继电器的正确安装方式, 避免人为因素造成电磁继电器失效 。

4.1 正确选择电磁继电器的安装方式

电磁继电器不同的安装方式, 在不同的振动方向上, 加速度的放大程度有很大的差异。SJ151A-84中规定的安装方式有6种[8], 如图3所示。据相关资料统计, 这6种安装方式对加速度的放大程度从小到大的顺序为2型, 3型, 5型, 1型, 6型, 0型。但随着科技的不断发展, 各行各业对电磁继电器的需求也不断增加, 对电磁继电器的性能及可靠性提出了更高的要求, 安装方式也随着产品的实际状态而不断变化而变化, 因此设计师在设计产品的印制线路板时, 一定要考虑电磁继电器的安装方式, 保证其触点振动方向、衔铁的吸合方向尽量和整机振动方向垂直;同时在安装继电器的印制线路板上采取减振措施, 如锁紧装置、压片安装架等, 但要注意减振措施中各个边上的受力一定要平衡。

4.2 电磁继电器的引出端整形与焊接

电磁继电器的引出端多数为玻璃绝缘子进行密封, 因此在装配前一定要注意以下三点要求:

(1) 对于硬引出端的电磁继电器, 不允许弯折引出端, 以防止玻璃绝缘子破裂造成电磁继电器漏气;对于软引出端的电磁继电器, 也不允许直接弯折, 应在距电磁继电器地板跟部3～5 mm处用镊子先行夹持后再在端部施力缓慢弯曲到需要的位置, 避免反复弯折, 保证引出端跟部不受力。

(2) 当电磁继电器直接安装在印制线路板上时, 要求印制线路板的孔距符合继电器引出端的尺寸要求, 且孔距不能太小, 要保证继电器引出端能顺利插下, 印制线路和继电器底部留有一定的间隙, 防止贴得过紧或拉得太紧使继电器跟部受到引力的作用。

(3) 焊接时, 必须要根据电磁继电器功率大小来选择焊接温度和焊接时间, 对一般中、小功率的电磁继电器, 选择电烙铁不要超过60 W, 焊接时间不要大于3 s, 因为焊接温度过高, 且时间过长, 会使电磁继电器引出端受热作用的影响, 使继电器线圈与引出端脱焊或虚焊, 使弹簧片触点性能下降, 或使玻璃绝缘子开裂等。

5 结 语

电磁继电器随着微电子技术、电子计算机技术、通信技术等的飞速发展而不断地向小型化、表面贴装化、高可靠方向发展, 因此要求整机设计师、工艺师要不断地学习各类继电器使用方面的知识, 进一步总结和探讨其使用可靠性方面的问题, 以满足整机系统对电磁继电器的可靠性要求。

参考文献

[1]杨静.电磁继电器的使用与可靠性研究[J].中国科技信息, 2005 (14) :9.

[2]余振醒.军用电子元器件使用质量保证指南[M].北京:航空工业出版社, 2003.

[3]韩英歧.电磁式继电器的作用可靠性[J].电子元器件应用, 2001 (5) :14-18.

[4]姚芳.触点电接触失效预测的研究[D].河北:河北工业大学, 2004.

[5]穆武林.电磁继电器的可靠性[J].质量与可靠性, 1999 (4) :37-39.

[6]邹航, 付桂翠, 周永宁.电磁继电器接触系统可靠性[J].电子测量技术, 2005 (2) :25-26.

[7]GJB1042-90, 电磁继电器总规范[S].北京:电子工业部, 1991.

[8]SJ151A-84, 电子设备用继电器规格号标志方法[S].北京:电子工业部, 1984.

[9]梁慧敏, 叶雪荣, 翟国富, 等.军用电磁继电器容差设计可靠度计算方法的研究[A].中国电子学会第十三届电子元件学术年会[C].2004.

[10]李岐新, 刘青.电磁继电器的电磁干扰现象与抑制方法[J].继电器, 1998 (1) :53-59.

电磁继电器专题 第4篇

1． 在图1中，有条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（）.

A． S、N、S、SB． N、N、S、N

C． S、S、N、ND． N、S、N、N

2． 下列装置中，没有用到电磁铁的是（）.

A． 电磁起重机B． 电磁继电器

C． 电铃D． 电热毯

3． 小华同学在“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图2所示，下列说法中正确的是（）.

A． 要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑片向右滑动

B． 电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C． 电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大

D． 若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

4． 如图3所示，闭合开关，小铁块被吸起，下列说法正确的是（）.

A． 将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力

B． 用手托住小铁块，将电源的正、负极对调，闭合开关，稍后手松开，小铁块一定落下

C． 滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下

D． 滑动变阻器的滑片向下移动，小铁块可能落下

5． 如图4所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（）.

A． 灯亮，电动机转起来，电铃响

B． 灯亮，电动机转起来，电铃不响

C． 灯不亮，电动机不转，电铃响

D． 灯亮，电动机不转，电铃响

6． 如图5是一种水位自动报警器的原理图．有关该报警器工作情况的下列叙述，其中不正确的是（）.

A． 该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠水的导电性，且水位必须到达A

B． 该报警器的红、绿灯不会同时亮

C． 当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮

D． 当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极

二、填空题

7． 图6是一个限流装置的示意图，图中P是电磁铁，S是开关，Q是衔铁，可绕O转动，请你叙述该装置的工作过程＿＿＿＿＿＿＿.

8． 电磁铁与普通磁铁相比的突出优点是＿＿＿＿＿＿＿（写出一个即可）.电磁铁在生产和生活中的应用很多，在电炉、电铃、电灯中，用到电磁铁的是＿＿＿＿＿＿＿.

9． 如图7是扬声器的构造示意图，由于通过线圈的电流方向是＿＿＿＿＿＿＿（填“变化”或“不变”）的，线圈在磁场中不断地带动纸盆＿＿＿＿＿＿＿，于是扬声器就发出了声音．

10． 图8是一种温度自动报警器的原理图．在水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到＿＿＿＿＿＿＿℃时，电铃就响起来了．

三、作图题

11． 下页图9所示为简单的火警自动报警装置所需要的电路元件.其温控开关在常温时自动断开，当温度升高到某值时自动闭合．当发生火警时红灯亮，电铃响；正常情况下只有绿灯亮.请按要求将图中的电路元件连接成自动报警电路.

12． 如图10所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号．请按照题意要求，在图中连接好电路.

四、综合题

13． 图11是某学习小组同学设计的研究电磁铁磁性强弱的实验电路图.

（1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过＿＿＿＿＿＿＿来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察＿＿＿＿＿＿＿来确定.

（2）表1是该组同学所做实验的记录：

①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流＿＿＿＿＿＿＿；

②比较实验中的1和4（或2和5，或3和6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数＿＿＿＿＿＿＿．

（3）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”

①你对此猜想是：＿＿＿＿＿＿＿；②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：＿＿＿＿＿＿＿．

14． 下页图12是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置示意图，其中R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表2所示.已知继电器的线圈电阻R0为10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变.电流表0～30 mA量程接入电路，图乙是电流表表盘.当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路正常工作.

（1）该同学将电流表改成了温度表．试通过计算标出表盘上25 ℃的位置.

（2）为了节省电能，使温度达到30 ℃时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻？

（3）为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施.

参 考 答 案

1． A 2． D 3． B 4． D 5． B 6． D

7． 当通过的电流过大时，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁Q，使Q脱离开关S，开关S在弹簧弹力的作用下断开，切断电路 8． 电磁铁的磁性强弱可控制电铃 9． 变化振动 10． 50 11、12． 略．

13． （1）调节滑动变阻器 电磁铁能吸引小铁钉的数量 （2）①越大，磁性越强 ②越多，磁性越强（3）①电磁铁的磁性强弱与线圈内铁芯的大小有关 ②在电磁铁的线圈内插入较小的铁芯，闭合开关，观察记录能吸引的小铁钉的数量n1；在电磁铁的线圈内插入较大的铁芯，闭合开关，观察记录能吸引的小铁钉的数量n2；比较n1与n2的大小得出结论

14． （1）25 ℃在15mA的位置．（2）30 Ω．（3）在控制电路中串联一个合适的滑动变阻器．

电磁铁电磁继电器课件 第5篇

1.由电磁铁、弹簧、衔铁、触点组成;其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。

2.通电时，把衔铁吸下来使触点接触，工作电路闭合.断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路

学生交流讨论答案预设：

1. 用低电压、弱电流控制高电压、强电流;

2. 实现远程遥控、自动化控制等。

自主分析、小组议论

(设计意图：利用多媒体动画展示电磁继电器的构造和工作原理以及各种应用，学生印象深刻。)

三、课堂小结 回顾本节课“你学到了什么?” 学生讨论发言，梳理本节知识要点

见附件1。

四、课堂检测 教师巡视、讲评。 完成同步训练

见附件2。

电磁继电器专题 第6篇

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。