Номер 759, страница 119 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение. Магнитное поле Земли - номер 759, страница 119.

Условие.

759. При помощи контактного термометра Т, включённого в цепь с нагревательной спиралью С, можно поддерживать постоянную температуру в аквариуме (рис. 170). Изучите схему и объясните её действие.

Рис. 170

Решение.

На схеме изображена система автоматического поддержания постоянной температуры в аквариуме. Данная система является примером релейного термостата и состоит из датчика температуры (контактный термометр Т), исполнительного механизма (нагревательная спираль С) и управляющего устройства (электромагнитное реле).

Принцип действия схемы следующий:

1. Включение нагрева. Когда температура воды в аквариуме ниже заданного значения, которое устанавливается положением подвижного контакта в термометре Т, столбик токопроводящей жидкости (например, ртути) находится ниже этого контакта. Цепь катушки электромагнитного реле разомкнута. В отсутствие тока в катушке, якорь реле удерживается в исходном положении (например, пружиной), при котором контакты в цепи нагревательной спирали С замкнуты. В результате по спирали С протекает электрический ток, она выделяет теплоту и нагревает воду.

2. Отключение нагрева. По мере того как вода нагревается, жидкость в термометре расширяется и её столбик поднимается. Когда температура достигает заданного значения, столбик жидкости касается контакта, замыкая тем самым цепь катушки электромагнитного реле. По катушке начинает течь ток, она создает магнитное поле и притягивает якорь. Якорь, в свою очередь, размыкает контакты в цепи нагревателя С. Подача тока на нагревательную спираль прекращается, и вода перестает нагреваться.

3. Повторный цикл. Вода в аквариуме постепенно остывает, отдавая тепло окружающей среде. Температура падает, жидкость в термометре сжимается, и её уровень опускается ниже контакта. Цепь катушки реле размыкается, электромагнитное поле исчезает, и якорь возвращается в исходное положение, замыкая цепь нагревателя С. Процесс нагрева возобновляется.

Таким образом, система циклически включает и выключает нагреватель, поддерживая температуру воды в аквариуме в узком диапазоне вокруг заданного значения.

Ответ: Устройство работает как термостат. Когда температура воды ниже установленной на контактном термометре (Т), цепь реле разомкнута, и его контакты замыкают цепь нагревателя (С), который греет воду. При достижении заданной температуры, контакты термометра замыкаются, активируя реле, которое размыкает цепь нагревателя. Нагрев прекращается. При остывании воды цикл повторяется, что позволяет автоматически поддерживать температуру на постоянном уровне.