(2009•上海模拟)图(甲)所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路.左边是一个对水加热的容器,内有密封绝缘的电热丝发热器

(2009•上海模拟)图(甲)所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路.左边是一个对水加热的容器,内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关J,只要有水浸没J,它就会导通.RX是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,达到高温时(如水的沸点)呈现低电阻.RY是一个可变电阻,低温时RX>>RY,高温(水的沸点)时RX<<RY.中间虚线框内是一个逻辑门,A、B是逻辑门的输入端,Z是输出端.当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势.右边阴影框K内是一个继电器,当Z输出高电势时电磁线圈中有电流,S被吸动闭合,发热器工作.

(1)根据题意,填空:中间虚线框内是一个______逻辑门,该逻辑门的输入端A实现对______条件的控制、输入端B实现对______条件的控制.
(2)该加热电路中,电源的电动势为220V,内电阻为3.2Ω,电热器是一根额定电流为5A、总阻值为200Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器,如图(乙)所示.求该电路安全工作时,电源的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少?
cedar88 1年前 已收到1个回答 举报

xuxushs 幼苗

共回答了16个问题采纳率:93.8% 举报

解题思路:1、由题,当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势,故P应是与逻辑门.
本饮水机的自动加热原理:当水温较低时,Rx阻值较大,A为高电势,且有水浸没J,B也为高电势,则Z才输出高电势,电磁线圈中有电流,S被吸动闭合,发热器工作.
2、当电阻丝并联电阻R总电阻最大时,电源达到的效率最高,根据这点求出并联的最大电阻,然后计算电源效率,即为最大值.
电阻丝的一个支路的电阻为允许的最小值,其电流恰达到额定电流时,这时并联电阻丝达到允许的最大功率,据此根据闭合电路的欧姆定律计算出这个最小电阻值,再求出并联的总阻值,再计算电源的输出功率,此功率即为最大功率.

(1)当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势,故中间虚线框内应是“与”逻辑门.
Rx是测量水温的与A相连,J是用来控制水位的与B相连,根据工作原理可知该逻辑门的输入端A实现对“水温是否较低”条件的控制、输入端B实现对“水位是否高于J位置”条件的控制.
故答案为:与;水温是否较低;水位是否高于J位置.
(2)①电源的效率 η=[IU/IE]=[U/E]=[R/R+r]=[1
1+
r/R]
可见当电阻丝并联电阻R′最大时,电源可能达到的效率最高
由于R′=
R1(R−R1)
R,当R1=(R-R1) 时,并联电阻达最大值
R′max=[1/2]×[200/2]Ω=50Ω
所以ηmax=
R′max
(R′max+r)=[50
(50+3.2)×100%=94%
②设电阻丝的一个支路电阻R1为允许的最小值 R1min 时,其电流恰达到额定电流
I0=5A,这时并联电阻丝达到允许的最大功率
由闭合电路欧姆定律,得I0R1min+(I0+
I0R1min
R−R1min)r=E
代入数据并整理,得R21min-244 R1min+8160=0
即 (R1min-40)(R1min-204)=0
解得R1min=40Ω(另一解大于200Ω,不合题意,舍去)
这时并联电阻R″=
R1min×(R−R1min)/R]=
40×(200−40)
200Ω=32Ω
所以电源可能的最大输出功率为
Pmax=
E2
(R″+r)2R″=
2202
(32+3.2)2×32 W=1250W
答:①电源的可能最高效率为94%,②可能最大输出功率分别是1250W.

点评:
本题考点: 闭合电路的欧姆定律;电功、电功率;常见传感器的工作原理.

考点点评: 解本题要知道两点:当电阻丝并联电阻R总电阻最大时,电源达到的效率最高;电阻丝的一个支路的电阻为允许的最小值,其电流恰达到额定电流时,这时并联电阻丝达到允许的最大功率.

1年前

7
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 18 q. 0.538 s. - webmaster@yulucn.com