Question

13．出于安全考慮，電梯設置有超載自動報警系統(tǒng)，其工作原理如圖所示，R₁為保護電阻，R₂為壓敏電阻，當超載時，電鈴會報警，已知控制電路的電源電壓U=6伏，R₁=100歐，壓敏電阻R₂的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計．
（1）請簡要說法超載時，引起電鈴報警的工作過程．
（2）當電磁鐵線圈電流達到20毫安時，銜鐵剛好內(nèi)吸住，若該電梯廂內(nèi)站立總質量為800千克的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載．（g取10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）超載自動報警系統(tǒng)實質就是電磁繼電器的應用，電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點B接觸，電鈴工作電路接通；
（2）根據(jù)乘客質量求出乘客重力，也就是對電梯的壓力，找出圖象中壓力對應的R₂電阻值，根據(jù)歐姆定律的知識計算出此時電路中的電流，將這個電流和20mA比較得出結論．

解答 解：（1）電梯超載時，壓敏電阻R₂受到的壓力F增大時，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強，磁性達到一定程度時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點B接觸，電鈴報警，電梯不工作．
（2）電梯廂內(nèi)站立總質量為800千克的乘客時，電梯受到的壓力等于乘客的重力，即
F=G=mg=800kg×10N/kg=8000N，
由圖乙，當壓力F=8000N，對應的壓敏電阻阻值R₂=300Ω
所以控制電路中的電流為I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{300Ω+100Ω}$=0.015A=15mA
因為15mA＜20mA
所以此時電梯不超載．
故答案為：（1）電梯超載時，壓敏電阻R₂受到的壓力F增大時，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強，磁性達到一定程度時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點B接觸，電鈴報警，電梯不工作；（2）不超載．

點評 （1）超載自動報警系統(tǒng)的控制電路受壓敏電阻控制，受到的壓力越大，電阻越小，電路中電流越大，電磁鐵磁性越強；
（2）本題最后一問有多種解法，也可以根據(jù)電磁鐵線圈工作電流結合歐姆定律的內(nèi)容和圖乙，推算出承受的最大壓力和乘客的總重力進行比較判斷是否超載．