问题 问答题

RRS-1150型电热水器的铭牌如表Ⅰ所示,它的控制电路部分如图所示,图中R1是一个热敏电阻(置于热水器水中)其阻值与温度的变化关系如表Ⅱ所示,继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U为6V不变.

表Ⅰ

型号RRS-1150额定电压220V
最大水量50kg频率50Hz
额定内压0.75MPa额定功率2000W
表Ⅱ

温度/℃102030405060708090
电阻/Ω604030201510865
(1)简述控制开关中继电器对热水器的自动控制原理

(2)正常工作时,电热水器的发热电阻是多大?

(3)若电热水器内的水温控制在30~60℃之间,求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是多少?

(4)电热水器正常工作时,如果电热器产生的热全部被水吸收,则将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?

答案

(1)当温度较低时,热敏电阻的阻值较大,继电器中的电流较小,电磁铁磁性较弱,继电器中的衔铁被释放,电热水器电路闭合并工作.当水温升到设定的温度时,热敏电阻的阻值减小到一定的值,继电器线圈中的电流变大到一定值,电磁铁的磁性增强,继电器的衔铁被吸下,电热水器电路断开,停止加热;

(2)据电热水器的铭牌可知,此时据公式P=

U2
R
可知,R=
U2
P
=
(220V)2
2000W
=24.2Ω;

(3)U0=6V,当温度为30~60℃时,热敏电阻的阻值在30~10Ω之间变化,据欧姆定律可知,

若电阻是30Ω,即此时的电流是:I=

U
R
=
6V
30Ω+10Ω
=0.15A;

若电阻是10Ω,即此时的电流是:I=

U
R
=
6V
10Ω+10Ω
=0.3A;

所以线圈中电流设置为:当电流小于0.15A时,衔铁断开,当电流大于0.3A时,衔铁吸下,断开电路.

(4)将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收热量Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃-30℃)=6.3×106J,

因不计热损失,故W=Q,

据P=

W
t
可知,t=
W
P
=
6.3×106J
2000W
=3150s;

答:(1)见上面的解析;(2)正常工作时,电热水器的发热电阻是24.2Ω;(3)若电热水器内的水温控制在30~60℃之间,求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是0.15A和0.3A;(4)电热水器正常工作时,如果电热器产生的热全部被水吸收,则将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s;

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题