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電飯煲電路原理圖與解析

例1:

如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個溫控開關,手動閉合後,當此開關溫度達到居里點(103℃)時,會自動斷開。S2是一個自動溫控開關,當溫度低於70℃時,會自動閉合;溫度高於80℃時,會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈,黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1=R2=500Ω,加熱電阻絲R3=50Ω。兩燈電阻不計。
(1)分析電飯煲的工作原理。
(2)計算加熱和保溫兩種狀態下,電飯煲消耗的電功率之比。
(3)簡要回答,如果不閉合開關S1,能將飯煮熟嗎?

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解:(1)電飯煲接上電源,S2自動閉合,同時手動閉合S1,這時黃燈短路,紅燈亮,電飯煲處於加熱狀態。加熱到80℃時,S2自動斷開,S1仍閉合。水燒乾後,溫度升高到“居里點”103℃時,開關S1自動斷開,這時飯已煮熟,黃燈亮,電飯煲處於保溫狀態。由於散熱,待溫度降至70℃時,S2自動閉合,電飯煲重新加熱。溫度達到80℃時,S2又自動斷開,再次處於保溫狀態,如此迴圈

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(3)如果不閉合開關S1,開始S2是閉合的,R1被短路,功率為P1;當溫度上升到80℃時,S2自動斷開,功率降為P2;溫度降低到70℃,S2自動閉合……溫度只能在70℃~80℃之間變化,不能把水燒開,不能煮熟飯

圖片版:

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答案:

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兩開關都閉合的時候,處於加熱狀態(不是保溫狀態),此時電流主要流過R₂,極少電流(大概是R2的電流的十分之一)流過紅燈,因為這樣的燈只需要很小的電流(或者說很小的電壓,大概幾伏吧)就可以發光。

追問:

為什麼保溫的時候電流也會經過紅燈??這樣不是黃燈紅燈都亮了嗎?

追答:

保溫的時候電流雖然經過紅燈,但此時電流更小了,紅燈不會亮的。因為此時R1的分壓,導致紅燈兩端的電壓極小,不足以使紅燈發光。