Question

13．出于安全考慮，電梯設(shè)置有超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖所示，R₁為保護(hù)電阻，R₂為壓敏電阻，當(dāng)超載時(shí)，電鈴會(huì)報(bào)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(jì)．
（1）請簡要說法超載時(shí)，引起電鈴報(bào)警的工作過程．
（2）當(dāng)電磁鐵線圈電流達(dá)到20毫安時(shí)，銜鐵剛好內(nèi)吸住，若該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為800千克的乘客時(shí)，試通過計(jì)算說明電梯是否超載．（g取10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是電磁繼電器的應(yīng)用，電梯超載時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴工作電路接通；
（2）根據(jù)乘客質(zhì)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(yīng)的R₂電阻值，根據(jù)歐姆定律的知識(shí)計(jì)算出此時(shí)電路中的電流，將這個(gè)電流和20mA比較得出結(jié)論．

解答 解：（1）電梯超載時(shí)，壓敏電阻R₂受到的壓力F增大時(shí)，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(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，電梯不工作．
（2）電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為800千克的乘客時(shí)，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(dāng)壓力F=8000N，對應(yīng)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?yàn)?5mA＜20mA
所以此時(shí)電梯不超載．
故答案為：（1）電梯超載時(shí)，壓敏電阻R₂受到的壓力F增大時(shí)，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(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，電梯不工作；（2）不超載．

點(diǎn)評 （1）超載自動(dòng)報(bào)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(qiáng)；
（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(jié)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(jìn)行比較判斷是否超載．