【题目编号】MC1-1113
【题目】若用继电器控制直流负载,我们有时需要在继电器的触点两端并联一个小容量电容。其作用是:
【答案】A
[A]消除继电器触点通断时因拉弧而产生的电磁干扰
[B]吸收继电器线圈在电路关断瞬间感应出的反向电动势以保护开关器件
[C]减少通过开关器件的工作电流
[D]减少继电器的磨损
考点速览
本题考的是继电器触点两端的保护措施。当继电器用来控制直流负载时,触点通断瞬间会因为拉弧产生电磁干扰,在触点两端并联一个小容量电容,就是为了吸收这种电弧能量、抑制干扰。它与线圈两端并联元件保护开关管的做法,作用位置和目的都不同。
原理与依据
继电器触点控制直流负载时,触点在断开瞬间,负载电流不会立刻消失。尤其是负载含有电感(比如直流电机、电磁阀线圈),电感的储能会让电流试图维持,在触点刚分离的瞬间,触点间隙的电场强度很高,气体被电离,形成电弧(electric arc)。电弧既会烧蚀触点、缩短寿命,也会产生宽频谱的电磁干扰(EMI),耦合到附近的射频电路里,表现为"咔哒"声的噪声。
在触点两端并联一个小电容,就能改变触点断开瞬间的电压变化速率。电容两端电压不能突变,当触点分离、电流要截断时,电容为电流提供了一条旁路,把能量暂存起来,减缓了触点两端电压的上升斜率,电弧就难以维持或强度大为降低,干扰随之减小。实际中更常用的是电阻与电容串联的阻容吸收电路(RC snubber),既能消弧又能阻尼振荡。
要注意的是,触点并联电容的取值通常很小,因为它工作在触点通断的瞬态,不是持续的储能或滤波场合;取值过大反而会在触点闭合瞬间产生较大的冲击电流。
逐项辨析
选项 A 说"消除继电器触点通断时因拉弧而产生的电磁干扰",准确对应了触点并联小电容的作用,正确。
选项 B 说"吸收继电器线圈在电路关断瞬间感应出的反向电动势以保护开关器件"。这描述的是线圈两端并联二极管或电容的作用,保护对象是驱动线圈的开关管,与本题"触点两端"的位置不符,错误。
选项 C 说"减少通过开关器件的工作电流"。并联在触点两端的小电容处于负载回路,不改变驱动开关器件的电流,错误。
选项 D 说"减少继电器的磨损"。虽然消弧客观上能减轻触点烧蚀、间接延长触点寿命,但题目问的是并联电容的直接目的,即消除拉弧干扰;"减少磨损"不是这一措施的准确表述,错误。
易混淆点
要把继电器两处并联元件彻底分清。线圈两端并联反向二极管或小电容,管的是线圈这个电感的反电动势,保护驱动它的开关管;触点两端并联小电容或阻容吸收,管的是触点分离时的电弧,抑制电磁干扰并减轻触点烧蚀。判断时先看元件接在哪两端,再对号入座。
另一个易混点是"直流负载"这个前提。直流电流没有自然过零点,电弧比交流更难熄灭,所以直流场合尤其需要触点消弧。交流负载因为电流每半个周期过零一次,电弧容易自然熄灭,对消弧的要求相对宽松。
应试要点
触点两端并联小电容,作用等于消除触点通断拉弧产生的电磁干扰。看到"触点两端"配"直流负载",锁定消弧抑制干扰;看到"线圈两端"配"反电动势",锁定保护开关管。位置决定作用,别串门。