河北省石家莊市第二中學(xué)　馬鳴宇

自動(dòng)扶梯如何調(diào)速？

河北省石家莊市第二中學(xué)馬鳴宇

去年有段時(shí)間，電梯事故頻繁發(fā)生，讓大家對(duì)電梯心生畏懼，在商場(chǎng)乘坐自動(dòng)扶手電梯時(shí)，也都十分小心。在小心的同時(shí)，我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：電梯上面有人時(shí)，電梯的運(yùn)行速度較快，而電梯上面沒(méi)人時(shí)，運(yùn)行速度則較慢。電梯是如何實(shí)現(xiàn)這一功能的呢？

我去和同學(xué)們探討，但他們也不知道原因，于是我們一起向物理老師請(qǐng)教，老師告訴我們：扶手電梯這一看似神奇的功能，其實(shí)就是應(yīng)用了我們現(xiàn)在正在學(xué)習(xí)的電磁繼電器。我們都很好奇，電磁繼電器是如何控制電梯從而實(shí)現(xiàn)這一功能的呢？

提出問(wèn)題：你能用電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)說(shuō)明電梯的運(yùn)行狀況嗎？

做出猜想：電磁繼電器是利用電磁鐵控制電路的開(kāi)關(guān)。在電梯電路中，人的作用相當(dāng)于控制電路的開(kāi)關(guān)，控制電路接通后，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，使工作電路由電阻較大的支路轉(zhuǎn)換到電阻較小的支路，進(jìn)而使通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流變大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變大。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示，使連接上、下觸點(diǎn)的支路電阻不同（R1＞R2）。人相當(dāng)于控制電路的開(kāi)關(guān)S，人站在扶梯上時(shí)，相當(dāng)于S閉合，電磁鐵有磁性吸引銜鐵，R2電路接通，電阻變小，電路中的電流變大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：1.按圖連接電路，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)（相當(dāng)于電梯上無(wú)人），控制電路斷開(kāi)，電磁鐵沒(méi)有磁性，R1電路接通，由于R1電阻較大，電路中電流較小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較慢。

2.開(kāi)關(guān)S閉合（相當(dāng)于人站在電梯上），R2電路接通，由于R2電阻較小，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流變大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：利用電磁繼電器可以控制電梯的轉(zhuǎn)速。

實(shí)驗(yàn)評(píng)估：我們?yōu)樽约涸O(shè)計(jì)的電路感到高興，于是拿給老師看，老師肯定了我們的實(shí)驗(yàn)成果，但老師說(shuō)實(shí)際上自動(dòng)扶手電梯的電路比我們?cè)O(shè)計(jì)的要復(fù)雜，它還用到了壓敏電阻，但原理基本相似。

聽(tīng)了老師的話(huà)，我們又上網(wǎng)查閱了自動(dòng)扶手電梯的電路，如圖2所示，比我們?cè)O(shè)計(jì)的要復(fù)雜。在控制電路中有一個(gè)壓敏電阻R1，該電阻會(huì)隨它所承受的壓力的變大而減小。當(dāng)沒(méi)有人站在扶梯上時(shí)，壓敏電阻的阻值較大，電磁鐵的磁性較弱，不能將上面的銜鐵吸引下來(lái)，R2電路接通，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流較小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較慢。當(dāng)有人站在扶梯上時(shí)，R1的阻值減小，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，將銜鐵吸下來(lái)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速加快。

物理知識(shí)無(wú)處不在，我們學(xué)到的那些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足時(shí)代進(jìn)步的要求，所以我們一定要好好學(xué)習(xí)物理，將來(lái)為人類(lèi)的美好生活貢獻(xiàn)自己的力量。

圖1

圖2