一種電磁繼電器應(yīng)用的新型演示儀

張振坤

摘 要：中學(xué)物理電學(xué)教學(xué)中，電磁繼電器是教學(xué)的重點(diǎn)之一。電磁繼電器的作用及原理的學(xué)習(xí)及應(yīng)用很重要，但學(xué)生學(xué)習(xí)存在困難。為了解決這個(gè)問題，筆者自制了新型演示儀并介紹該儀器的創(chuàng)新點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電磁繼電器；新型；演示儀

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）7-0062-2

1 問題的提出

在電磁繼電器的教學(xué)過程中，盡管實(shí)驗(yàn)中有對(duì)電磁繼電器的使用進(jìn)行講解，但是卻很難形象地說明電磁繼電器的原理以及應(yīng)用，學(xué)生理解存在困難。尤其對(duì)控制電路和工作電路中的兩個(gè)不同開關(guān)的作用，很容易理解錯(cuò)誤，甚至產(chǎn)生混淆，而現(xiàn)有的教具上又沒有關(guān)于電磁繼電器應(yīng)用的演示。根據(jù)電磁繼電器的原理，制作了這個(gè)教具。

2 科學(xué)原理

圖1表示電磁繼電器的工作原理，控制電路接通時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁鐵把銜鐵吸住，工作電路接通，開始工作，控制電路斷開時(shí)，電磁鐵沒有磁場(chǎng)，彈簧把銜鐵拉起，工作電路斷開，不工作。根據(jù)電磁繼電器的工作原理制成了水位報(bào)警器、溫度報(bào)警器和壓力報(bào)警器。把多種常見的自動(dòng)報(bào)警器組合到一塊電路板上， 能體現(xiàn)作品功能綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，非常形象生動(dòng)，觀測(cè)舒適，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。（圖1）

3 準(zhǔn)備材料

電壓為12伏的電池盒，一個(gè)開關(guān)，木板，兩個(gè)LED燈（紅光和綠光），蜂鳴器，電磁繼電器，彈簧和金屬片（壓力報(bào)警器），熱敏電阻（溫度報(bào)警器），碳棒和小塑料桶（水位報(bào)警器），少許細(xì)銅線及其他。

4 制作過程

4.1 查閱資料

查閱了關(guān)于電磁繼電器與自動(dòng)控制的有關(guān)用途的知識(shí)，查閱數(shù)據(jù)庫收集有關(guān)資料。

4.2 設(shè)計(jì)制作和多次的改進(jìn)

本教具把控制電路中的開關(guān)S1設(shè)計(jì)成水位報(bào)警器、溫度報(bào)警器和壓力報(bào)警器的并聯(lián)電路開關(guān)，起到控制工作電路的綠色LED小燈泡、紅色LED小燈泡和蜂鳴器的作用。

本教具在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)幾個(gè)方面仍然需要改進(jìn)：

1）剛開始采用老式的電磁繼電器，在使用過程中發(fā)現(xiàn)電磁繼電器的觸點(diǎn)經(jīng)常接觸不良，后來換成如圖2的新型電磁繼電器，接觸不良的問題就解決了。

2）水位報(bào)警器中，最先演示的是利用鐵條來定位鹽水，后來發(fā)現(xiàn)鐵條很容易被鹽水腐蝕，于是請(qǐng)教了很多老師，最后利用碳芯代替鐵條就不會(huì)被鹽水腐蝕了。

3）溫度報(bào)警器原先是用日光燈管啟輝器的雙金屬片，在使用過程中發(fā)現(xiàn)溫度報(bào)警器不夠靈敏，想辦法改良一下。經(jīng)過上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，有一種叫熱敏電阻如圖3，溫度稍稍升高，電阻變小，電流變大，電磁繼電器就產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁鐵把銜鐵吸住，紅燈就亮，蜂鳴器就響，溫度報(bào)警器就很靈敏了。

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圖2 電磁繼電器 圖3 熱敏電阻

4.2 測(cè)試電路性能

如圖4，控制電路接通時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁鐵把銜鐵吸住，工作電路接通，紅色小燈泡亮，控制電路斷開時(shí)，電磁鐵沒有磁場(chǎng)，彈簧把銜鐵拉起，工作電路斷開，綠色小燈泡亮，容易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，效果明顯，學(xué)生非常感興趣。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

1）設(shè)計(jì)了一套綜合演示儀，能把水位報(bào)警器、溫度報(bào)警器和壓力報(bào)警器三個(gè)實(shí)驗(yàn)的儀器，都安裝在一塊電路板上，體現(xiàn)作品功能綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2）本教具把控制電路中的開關(guān)設(shè)計(jì)成水位報(bào)警器、溫度報(bào)警器和壓力報(bào)警器的并聯(lián)電路開關(guān)，起到控制綠色LED小燈泡、紅色LED小燈泡和蜂鳴器的作用。本教具通過演示，學(xué)生很容易理解哪部分是控制電路，哪部分是工作電路。直接解決了學(xué)生對(duì)其工作電路、控制電路往往容易混淆的教學(xué)難點(diǎn)。

3）本教具采用輕小的綠色LED小燈泡、紅色LED小燈泡和蜂鳴器，能很好地吸引學(xué)生的視覺和聽覺，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，從而更好地實(shí)現(xiàn)“情感、態(tài)度和價(jià)值觀”的教學(xué)目標(biāo)。

4）本教具觀測(cè)舒適、材料平常易得、制作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、攜帶方便，能節(jié)省教師課題教學(xué)上的時(shí)間，提高教學(xué)效率。

6 結(jié) 論

本演示儀充分體現(xiàn)作品功能的綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以在課堂上生動(dòng)形象和直觀地演示各種真實(shí)的報(bào)警器，吸引學(xué)生的注意力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，攜帶方便，課題演示效果明顯，學(xué)生更容易理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭衛(wèi)東.低成本物理實(shí)驗(yàn)的巧妙設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].物理教學(xué)探討，2012，（7）：1.

[2]李合同.小小易拉罐就地取材做實(shí)驗(yàn)[J].物理教學(xué)探討，2012，（2）：61.

（欄目編輯 王柏廬）