自动扶梯如何调速？

河北省石家庄市第二中学　马鸣宇

自动扶梯如何调速？

河北省石家庄市第二中学马鸣宇

去年有段时间，电梯事故频繁发生，让大家对电梯心生畏惧，在商场乘坐自动扶手电梯时，也都十分小心。在小心的同时，我发现了一个奇怪的现象：电梯上面有人时，电梯的运行速度较快，而电梯上面没人时，运行速度则较慢。电梯是如何实现这一功能的呢？

我去和同学们探讨，但他们也不知道原因，于是我们一起向物理老师请教，老师告诉我们：扶手电梯这一看似神奇的功能，其实就是应用了我们现在正在学习的电磁继电器。我们都很好奇，电磁继电器是如何控制电梯从而实现这一功能的呢？

提出问题：你能用电磁继电器设计一个电路来说明电梯的运行状况吗？

做出猜想：电磁继电器是利用电磁铁控制电路的开关。在电梯电路中，人的作用相当于控制电路的开关，控制电路接通后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使工作电路由电阻较大的支路转换到电阻较小的支路，进而使通过电动机的电流变大，电动机转速变大。

设计实验：设计实验电路图如图1所示，使连接上、下触点的支路电阻不同（R1＞R2）。人相当于控制电路的开关S，人站在扶梯上时，相当于S闭合，电磁铁有磁性吸引衔铁，R2电路接通，电阻变小，电路中的电流变大，电动机转速加快。

进行实验：1.按图连接电路，开关S断开（相当于电梯上无人），控制电路断开，电磁铁没有磁性，R1电路接通，由于R1电阻较大，电路中电流较小，电动机转速较慢。

2.开关S闭合（相当于人站在电梯上），R2电路接通，由于R2电阻较小，通过电动机的电流变大，电动机转速加快。

实验结论：利用电磁继电器可以控制电梯的转速。

实验评估：我们为自己设计的电路感到高兴，于是拿给老师看，老师肯定了我们的实验成果，但老师说实际上自动扶手电梯的电路比我们设计的要复杂，它还用到了压敏电阻，但原理基本相似。

听了老师的话，我们又上网查阅了自动扶手电梯的电路，如图2所示，比我们设计的要复杂。在控制电路中有一个压敏电阻R1，该电阻会随它所承受的压力的变大而减小。当没有人站在扶梯上时，压敏电阻的阻值较大，电磁铁的磁性较弱，不能将上面的衔铁吸引下来，R2电路接通，通过电动机的电流较小，电动机转速较慢。当有人站在扶梯上时，R1的阻值减小，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下来，通过电动机的电流增大，电动机的转速加快。

物理知识无处不在，我们学到的那些还远远不能满足时代进步的要求，所以我们一定要好好学习物理，将来为人类的美好生活贡献自己的力量。

图1

图2