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当你通过小区门禁系统的验证时，门会自动打开：当你按下电视机遥控器上的关机按钮时，电视机的电源会自动切断；当自动洗衣机需要注水时，你会听到“啪”的轻微声响，同时注水开关自动打开了……所有这些自动控制现象中，都离不开一个重要的装置——电磁继电器，它在自动控制系统中属于重要的执行机构，没有它，自动控制就很难实现，那么，电磁继电器的原理是什么？结构是怎样的？它是怎样执行人们的意图的？它的核心部分是电磁铁，我们先从认识电磁铁开始，逐步了解电磁继电器及其在自动控制中的作用。
一、认识电磁铁
1.电磁铁的原理
1820年丹麦物理学家奥斯特发现电能生磁后，极大地激发了人们的探索热情，为了增强通电直导线的磁性，人们把直导线弯成螺线状，让各圈导线产生的磁场叠加在一起，使磁场得到增强，同时发现螺线管的磁场分布与条形磁铁非常相似，磁场也有南北极，可以用安培定则来判断，为了进一步增强螺线管的磁性，人们在它的中间插入了铁芯，发现磁性得到极大的增强，这是因为铁芯被磁化后，它的磁场与螺线管原来的磁场进一步叠加的结果，我们把插入铁芯后的螺线管称为“电磁铁”。
可见，如果没有电流的磁效应，我们就无法制成电磁铁。
2.影响电磁铁磁性强弱的因素
前面我们知道了采用螺线状和插入铁芯能使通电导线的磁性增强，那么，还有什么方法可以进一步增强它的磁性呢？
既然线圈磁场相互叠加能增强磁性，那么，是否线圈匝数越多，叠加后的磁性越强呢？电磁铁需要通电才会产生磁性，那么，是否电流越大，产生的磁性就越强呢？下面我们可以做如图1所示的探究实验来寻找答案。
由探究实验可以发现，电磁铁的磁性强弱可以通过增大电流和增加电磁铁线圈匝数来实现，磁性有无可以通过电流有无来控制，它的N、S极可以通过改变电流方向来改变，这些优点是永久磁铁无法比拟的，也就决定了它在电磁起重机、电报机、电铃等设备中的广泛应用。
二、认识电磁继电器
人们根据电磁铁“磁性有无可以通过电流有无来控制”“磁性强弱可由电流大小来控制”的两个优点，巧妙地制成了电磁继电器，让它在自动控制领域展现了魅力，让我们一起来认识它。
1.电磁继电器的结构
如图2所示是一个水位报警器，它是电磁继电器的一种典型应用，它的核心部件是电磁铁，通过衔铁（杠杆）、弹簧、触点来接通和断开电路，从电路角度看，它分为左边的控制电路和右边的工作电路，这两个电路被衔铁处的绝缘体隔开了，当水位上涨到接触金属A时，由于普通水具有导电性，会将控制电路接通，电磁铁中有电流，产生磁性将衔铁吸引下来，使工作电路中的红灯发光而报警，当水位消退列A以下后，电磁铁磁性消失，在弹簧的作用下衔铁被拉起，使绿灯电路接通而发光。
2.电磁继电器的实质
通过图2可以发现，我们是通过控制电路中电流的有无来实现控制工作电路的，电磁继电器实质上就是一个自动开关。
3.电磁继电器与自动控制
电磁继电器是自动控制中重要的执行部件，利用它可以实现低电压、弱电流控制高电压、强电流，可以实现远距离的自动操纵，依据控制电路实现通断的方式，自动控制可以分为两类：
（1）利用电流有无来控制电磁铁磁性有无
我们常常利用双金属片、温度计中的水银等来接通或断开控制电路，使电路中呈现电流有或无两种状态，来达到改变工作电路的目的，如图2所示的自动水位报警器。
（2）利用改变电流大小来改变电磁铁磁性强弱
在控制电路中，常利用光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻的阻值随光照、温度和压力的变化而变化，从而改变控制电路中的电流大小，进而改变电磁铁磁性强弱以实现控制电路的通断。
例，超市里的扶梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢，请利用电磁继电器按照要求用笔画线代替导线，将图3中的控制电路和工作电路分别连接完整，其中R0是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值较大），R2是限流电阻.
解析：控制电路是由压敏电阻决定的，可以直接连入电路，在工作电路中，由于电动机有运行较快和较慢两种状态，对应的就是电动机直接与电源相连、与电阻串联这两种连接方法，无人时，R1阻值大，电流小，电磁铁磁性弱，触点应该在上面，此时R2应该与电动机串联；有人时，R1阻值小，电流大，触点应该在下面，此时电动机应该直接与电源相连。
答案：见图4。
电磁继电器利用了电流的磁效应，利用它实现自动控制的关键在于怎样改变电磁铁磁性的有无或强弱，这涉及利用什么样的方式或电子器件来实现控制电路的通断，相信聪明的你一定能找到更多、更巧妙的方法。
学即用，练一练
题，如图5是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，压敏电阻阻值随压力增大而变小，当车辆闯红灯时，光控开关接收到红光会自动闭合，触发电控照相机工作，拍摄违规车辆，请根据原理将电路连接完整。
参考答案
如图6。
责任编辑：蔡华杰
一、认识电磁铁
1.电磁铁的原理
1820年丹麦物理学家奥斯特发现电能生磁后，极大地激发了人们的探索热情，为了增强通电直导线的磁性，人们把直导线弯成螺线状，让各圈导线产生的磁场叠加在一起，使磁场得到增强，同时发现螺线管的磁场分布与条形磁铁非常相似，磁场也有南北极，可以用安培定则来判断，为了进一步增强螺线管的磁性，人们在它的中间插入了铁芯，发现磁性得到极大的增强，这是因为铁芯被磁化后，它的磁场与螺线管原来的磁场进一步叠加的结果，我们把插入铁芯后的螺线管称为“电磁铁”。
可见，如果没有电流的磁效应，我们就无法制成电磁铁。
2.影响电磁铁磁性强弱的因素
前面我们知道了采用螺线状和插入铁芯能使通电导线的磁性增强，那么，还有什么方法可以进一步增强它的磁性呢？
既然线圈磁场相互叠加能增强磁性，那么，是否线圈匝数越多，叠加后的磁性越强呢？电磁铁需要通电才会产生磁性，那么，是否电流越大，产生的磁性就越强呢？下面我们可以做如图1所示的探究实验来寻找答案。
由探究实验可以发现，电磁铁的磁性强弱可以通过增大电流和增加电磁铁线圈匝数来实现，磁性有无可以通过电流有无来控制，它的N、S极可以通过改变电流方向来改变，这些优点是永久磁铁无法比拟的，也就决定了它在电磁起重机、电报机、电铃等设备中的广泛应用。
二、认识电磁继电器
人们根据电磁铁“磁性有无可以通过电流有无来控制”“磁性强弱可由电流大小来控制”的两个优点，巧妙地制成了电磁继电器，让它在自动控制领域展现了魅力，让我们一起来认识它。
1.电磁继电器的结构
如图2所示是一个水位报警器，它是电磁继电器的一种典型应用，它的核心部件是电磁铁，通过衔铁（杠杆）、弹簧、触点来接通和断开电路，从电路角度看，它分为左边的控制电路和右边的工作电路，这两个电路被衔铁处的绝缘体隔开了，当水位上涨到接触金属A时，由于普通水具有导电性，会将控制电路接通，电磁铁中有电流，产生磁性将衔铁吸引下来，使工作电路中的红灯发光而报警，当水位消退列A以下后，电磁铁磁性消失，在弹簧的作用下衔铁被拉起，使绿灯电路接通而发光。
2.电磁继电器的实质
通过图2可以发现，我们是通过控制电路中电流的有无来实现控制工作电路的，电磁继电器实质上就是一个自动开关。
3.电磁继电器与自动控制
电磁继电器是自动控制中重要的执行部件，利用它可以实现低电压、弱电流控制高电压、强电流，可以实现远距离的自动操纵，依据控制电路实现通断的方式，自动控制可以分为两类：
（1）利用电流有无来控制电磁铁磁性有无
我们常常利用双金属片、温度计中的水银等来接通或断开控制电路，使电路中呈现电流有或无两种状态，来达到改变工作电路的目的，如图2所示的自动水位报警器。
（2）利用改变电流大小来改变电磁铁磁性强弱
在控制电路中，常利用光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻的阻值随光照、温度和压力的变化而变化，从而改变控制电路中的电流大小，进而改变电磁铁磁性强弱以实现控制电路的通断。
例，超市里的扶梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢，请利用电磁继电器按照要求用笔画线代替导线，将图3中的控制电路和工作电路分别连接完整，其中R0是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值较大），R2是限流电阻.
解析：控制电路是由压敏电阻决定的，可以直接连入电路，在工作电路中，由于电动机有运行较快和较慢两种状态，对应的就是电动机直接与电源相连、与电阻串联这两种连接方法，无人时，R1阻值大，电流小，电磁铁磁性弱，触点应该在上面，此时R2应该与电动机串联；有人时，R1阻值小，电流大，触点应该在下面，此时电动机应该直接与电源相连。
答案：见图4。
电磁继电器利用了电流的磁效应，利用它实现自动控制的关键在于怎样改变电磁铁磁性的有无或强弱，这涉及利用什么样的方式或电子器件来实现控制电路的通断，相信聪明的你一定能找到更多、更巧妙的方法。
学即用，练一练
题，如图5是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，压敏电阻阻值随压力增大而变小，当车辆闯红灯时，光控开关接收到红光会自动闭合，触发电控照相机工作，拍摄违规车辆，请根据原理将电路连接完整。
参考答案
如图6。
责任编辑：蔡华杰