活学活用电磁继电器

王丽平，中学物理高级教师，从事物理教学工作28年，全国中学生物理竞赛优秀辅导员，苏州市试题“命、解、评”竞赛一等奖获得者，有多篇论文在省市级刊物上发表，电磁铁是电流的磁场知识的应用，电磁继电器是电铃等自动控制装置中的重要部件，其实质是电磁铁控制的开关，本知识点主要考查的内容是电磁铁与电磁继电器的概念，电磁铁磁性强弱的影响因素，电磁继电器的工作原理及应用，下面我们就从以下几方面来学习电磁铁和电磁继电器。

一、电磁铁的概念

在通电螺线管内部插入铁芯就构成了电磁铁，电磁铁的铁芯用铁而不用钢的原因是铁磁化后磁性容易消失，钢磁化后磁性不易消失，电磁铁的特点就是电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，电磁铁的磁性有无可方便地通过通断电流来控制。

电磁铁磁性强弱与电流的大小、线圈匝数及有无铁芯有关，匝数一定时，通人的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强，电流和线圈匝数一定时，有铁芯的电磁铁比无铁芯的电磁铁磁性强。

例1（2016·常州）小明用如图1所示的装置探究电磁铁的性质，只用该装置，以下结论无法探究的是（）。

A.线圈匝数越多，磁性越强。

B.线圈中电流越大，磁性越强

C.拔出线圈中的铁钉，磁性变弱

D.改变电流方向，磁场方向改变

解析：由图可知，有两个匝数不同的螺线管，电磁铁磁性强弱可通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，故选项A可探究：调节滑动变阻器可以改变电流的大小，比较电磁铁吸引大头针的数目变化，得到电磁铁磁性强弱。故选项B可探究：拔出铁钉，比较拔出前后电磁铁吸引大头针的数目变化，得到电磁铁磁性强弱，故选项C可探究：改变电流方向，磁场方向是否改变不能通过比较电磁铁吸引大头针的数目变化来判断，故选项D不能探究，选D。

二、电磁继电器的概念及工作原理

电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

电磁继电器的构造如图2所示，A是电磁铁，B是衔铁，C是弹簧，D是动触点，E是静触点，电磁继电器可分为低压控制电路和高压工作电路，电磁继电器的工作原理是：电磁铁通电时有磁性，把衔铁吸引下来，动触点D和静触点E接触，将工作电路接通，工作电路工作；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁B拉起，动触点D和静触点E分离，切断工作电路。

例2如图3是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（）。

A.电磁铁上端为S极，触点B与C断开。汽车启动。

B.电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动。

C.电磁铁上端为N极，触点B与C断开。汽车启动。

D.电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动。

解析：在电磁继电器中由电磁铁组成的这部分是控制电路，当钥匙插入钥匙孔并转动时，控制电路接通，电磁铁通电，相当于一个条形磁铁，此时电流方向自上而下通过螺线管，其极性由安培定则来判断，可知电磁铁上端为S极，吸引衔铁A向下，使触点B向右與C接通，电动机所在工作电路接通，电动机开始工作，汽车启动，所以选项B正确，选B，

三、电磁铁和电磁继电器的联系及应用

电磁铁的特点是电磁铁的磁性强弱和磁极是可以控制的，电磁铁在电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等方面都有应用。

电磁继电器与电磁铁的联系：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，电磁继电器利用了“电磁铁磁性的有无可以通过电流的有无来控制”这一特点，实现对工作电路的通断控制。

电磁继电器控制电路的好处是可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路，还可以实现远距离操纵和生产自动化，在现代生活中起着越来越重要的作用，电磁继电器的典型应用有水位自动报警器、温度自动报警器等。

例3某同学在研究性学习活动中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线（图4），并设计了图5所示的温度自动控制装置，已知电磁继电器的线圈电阻R_o。为50Ω，左侧控制电路电源电压为6V，当电磁继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸下，右侧发热电路就断开，求此温度自动控制装置安放在温箱中能将温度控制在多少摄氏度？

电磁继电器及其应用类题目与实际结合紧密，电路图较为复杂，但只要分析清楚电磁继电器的控制电路和工作电路的连接关系，同时确定电磁铁电路中电流增大使衔铁被吸下来的条件，此类题目将迎刃而解。