(中职)电工电子基础教案3:第三章常用电气设备基本知识电子教案.docx
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1、教 案任课教师龙爱忠授课班级17秋机电一体化5年一贯制班课时安排2个课时专业、层次中职课题内容第三章 常用电气设备基本知识3-1 磁场与电磁感应教学重点1、 磁现象2、 磁场和磁感线3、 磁通与磁感强度教学难点电流的磁场课程目标了解什么是磁现象,能判断通电导线周围磁感线绕行的方向课的类型新授课教学策略通过多媒体教学方法与手段讲授、实践等教 学 过 程 设 计教学过程及时间分配教 学 内 容时间分配组织教学1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表。5min导入新课电与磁之间存在着内在联系而不可分割,几乎所有电气设备的工作原理都与电和磁紧密相关。3min新课讲授一、简单的磁现象1、磁体铁矿石(
2、Fe304)能吸引铁、钻、镍等物质,这种矿石叫做天然磁铁。物体能吸弓1铁、钻、镍等物质的性质,叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。能够长期保持磁性的磁体永磁体。永磁体有天然磁体和人造磁体两种。人造磁体通常是用钢或某些合金制成的,有条形、针形、蹄形等形状,如图3-1所示。图3-1 人造磁体2、磁极磁体两端的磁性最强,中间最弱,如图3-2所示。磁体上磁性最强的部分日q做磁极。每个磁体都有两个磁极。两个磁极的极性分别为N极和S极。图3-2 磁极磁极间存在着相互作用力磁力。同性磁极相互排斥,异性磁极相互吸引。3、磁化原来没有磁性的铁棒,靠近磁铁时,在磁铁的作用下能获得磁性,这种使原来没有磁性的物体得到磁
3、性的过程叫做磁化。二、磁场和磁感线磁体周围空间存在着磁场,磁体问的相互作用是通过磁场发生的。磁场的方向可以用磁感线表示。所谓磁感线,就是在磁场中画出的一些曲线,曲线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。铁屑在磁场中被磁化,图3-3是马蹄形磁铁的磁感线。磁铁周围的磁感线,从磁铁的N极出来,回到磁铁的S极。 图 3-3 马蹄形磁感线三、电流的磁场一个小磁针放在通电导线旁,小磁针就会转动,见图3-4;说明,不仅磁体能产生磁场,电流也能产生磁场。电流越大,则其周围空间的磁场越强。判断通电导线周围磁感线绕行方向的方法,可用右手螺旋定则。 图3-4电流磁场使小磁针转动判断通电导线周围磁感线绕行方向的方法,
4、可用右手螺旋定则。1、直电流的磁场握住直导线,让大拇指指示电流方向,成握状的四个手指指示的是磁感线的绕行方向。如图3-5所示。2、环形电流的磁场让成握状的四个手指指示环形电流的方向,大拇指所指示的是环内磁感线的方向。如图3-6所示。 图3-5直电流磁场 图3-6环形电流磁场3、螺线管电流的磁场让成握状的四个手指指示螺线管电流的方向,大拇指所指示的是螺线管内磁感线的方。如图3-7所示。 图3-7 螺线管电流的磁场四、磁通与磁感强度1、磁通穿过某一面积的磁感线数目,叫做通过该面积的磁通量,简称磁通,用由表示,单位为Wb f韦伯,。当磁极插向线圈时,线圈中的磁通增大;当磁极拔离线圈时,线圈中的磁通减
5、少。2、 磁感强度磁场中各点的磁感强度的大小,等于通过在该点的、与磁感线垂直的单位面积上的磁通,即 磁感强度B的单位为T(特斯拉,。B为常数时,表示匀强磁场,其磁感线是互相平行的同向直线,且疏密均匀。 10min10min 5min15min20min10min作业练习题教学反思任课教师龙爱忠授课班级17秋机电一体化5年一贯制班课时安排1个课时专业、层次中职课题内容第四章 常用电气设备基本知识3-2 电磁感应教学重点磁场对电流的作用力教学难点电磁感应课程目标会求安培力、能使用左手定则判断力的方向、以及电磁感应的应用课的类型新授课教学策略通过多媒体教学方法与手段讲授、实践等教 学 过 程 设 计
6、教学过程及时间分配教 学 内 容时间分配组织教学1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表。5min导入新课提问引入:1、为什么一些钞票或邮票上含有特殊的磁化油墨?2、发电机如何把机械能转变为电能?3、饭卡为什么能存储每个人的信息?5min新课讲授一、磁场对电流的作用力1、安培力磁场过蹩塑乏至电导线的作用力通常叫做安培力,用F表示。在匀强磁场中当电流方向与磁场强度方向垂直时,安培力的表达式为F=BIL (N) 式中 B磁场强度,TI流过磁场中导线的电流大小,A;L导线在磁场中的长度,m。当磁场方向与电流方向平行时,磁场对通电导线没有力的作用。2、左手定则安培力的方向可以用左手定则来判断,方法
7、如图3-8所示。其中手心对着N极,四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是安培力方向。 图3-8 左手定测二、电磁感应1、电磁感应现象穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,闭合回路中就产生了电流,这种现象叫做电磁感应,而产生的电流叫做感应电流。图3-9中,当磁铁插入或拔出线圈时,由于线圈的磁通改变了,灵敏电流讨灵敏电流计指针就会发生偏转。图39铁磁插入线圈或者拔出线圈时产生的感应电磁感应感应电流方向,方法如图3-10中所示。其中,手心对着N极,四指指向感应电流方向,则大拇指所指的方向就是导体运动的方向。图3-10 右手定则2、 电磁感应定律闭合回路中有了感应电流,表明回路中有电动势存在,这个电动势
8、叫做感应电动势。感应电动势的方向与感应电流的方向是一致的。感应电动势的大小为式中,N为线圈的匝数。3、自感与互感线圈由于本身的电流发生变化而产生感应电动势的现象对叫自感。自感电动势的方向是:当电流增大时,自感电动势与线圈中原来的电流反向;当电流减少时, 自感电动势与线圈中原来的电流同向。线圈中的电流发生变化,而使附近的另一个线圈产生感应电动势的现象互感。10min10min10min5min5min作业练习题教学反思任课教师龙爱忠授课班级17秋机电一体化5年一贯制班课时安排2个课时专业、层次中职课题内容第五章 常用电气设备基本知识3-3 变压器教学重点1、 变压器的基本结构2、 变压器的分类
9、教学难点变压器的工作原理 课程目标掌握变压器的基本结构、工作原理、分类课的类型新授课教学策略通过多媒体教学方法与手段讲授、实践等教 学 过 程 设 计教学过程及时间分配教 学 内 容时间分配组织教学1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表。5min导入新课提问引入:变压器的基本结构和工作原理是什么样的呢?3min新课讲授一、 变压器的基本结构虽然变压器种类繁多,用途各异,电压等级和容量不同,但变压器的基本结构大致相同。最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互绝缘的绕组所构成,如图图311 单相变压器的结构及符号 a 芯式变压器 b 壳式变压器 c变压器符号绕组又称线圈,是
10、变压器的电路部分。与交流电源相接的绕组叫做一次绕组,简称一次;与负载相接的绕组叫做二次绕组,简称二次,如图3-11所示。二、变压器的工作原理 3-14变压器工作原理示意图如图314所示是单相变压器工作原理示意图。为了分析问题方便。规定:凡与一次有关的各量,在其符号右下角标以“1”,而与二次有关的各量,在其符号右下角标以“2”。如一、二次电压:电流、匝数及电动势分别用、,、,、,、表示。当变压器一次接人交流电源以后,在一次绕 组中就有交流电流流过,于是在铁心中产生交变磁通,称为主磁通。它随着电源频率而变化,主磁通集中在铁心内;极少一部分在绕组外闭合,称为漏磁通,它一般很小,可忽略不计。所以L可以
11、认为一、二次绕组同时受主磁通作用。根据电磁感应定律,一、二次绕组都将产生感应电动势。如果二次接有负载构成闭合回路,就有感应电流产生。变压器通过一、二次绕组的磁耦合把电源的能量传送给负载。 1、变压器变压原理 设一、二次的匝数分别为和,忽略漏磁通和一、二次直流电阻的影响。由于一、二次绕组同时受主磁通的作用,在两个绕组中产生的感应电动势和的频率与电源的频率相同。若主磁通随时间的变化率为/,则由电磁感应定律可得一、二次绕组的感应电动势为: 变压器一、二次的端电压与感应电动势在数值上是近似相等的,所以在考虑了上面两个式子,以及不考虑相位关系,只考虑它们的大小,则可以得到一、二次电压有效值之间如下关系:
12、 式中 一次交流电压的有效值(V); 二次交流电压的有效值 (V);一次绕组的匝数; 一二次绕组的匝数; 一、二次的电压比,或称匝数比。公式(31)表明变压器一、二次绕组的电压比等于它们的匝数出。当1时,则,这种变压器是降压变压器;当1时,则,这种变压器是升压变压器。因此,只要选择一、二次绕组的不同匝数比,就可以满足升压或降压的要求。三、变压器的分类 1、按相数分:1)单相变压器:用于单相负荷和三相变压器组。2)三相变压器:用于三相系统的升、降电压。2、按冷却方式分:1)干式变压器:依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却,多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。2)
13、油浸式变压器:依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。3、按用途分:1)电力变压器:用于输配电系统的升、降电压。2)仪用变压器:如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。3)试验变压器:能产生高压,对电气设备进行高压试验。4)特种变压器:如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。4、按绕组形式分:1)双绕组变压器:用于连接电力系统中的两个电压等级。2)三绕组变压器:一般用于电力系统区域变电站中,连接三个电压等级。3)自耦变电器:用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。5、按铁芯形式分:1)芯式变压器:用于高压的电
14、力变压器。2)非晶合金变压器:非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料,空载电流下降约80%,是节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低地方。3)壳式变压器:用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器15min10min20min20min作业练习题教学反思任课教师龙爱忠授课班级17秋机电一体化5年一贯制班课时安排3个课时专业、层次中职课题内容第六章 常用电气设备基本知识3-4 电动机教学重点1、 定子旋转磁场的产生2、 旋转磁场对转子的作用3、 电动机的启动、反转、制动4、 三相笼式异步电动机的铭牌数据5、 三相异步电
15、动机使用要点 教学难点三相笼式异步电动机的基本结构 课程目标熟悉电动机的使用特点,了解运转原理、应用中基本的保护知识。 课的类型新授课教学策略通过多媒体教学方法与手段讲授、实践等教 学 过 程 设 计教学过程及时间分配教 学 内 容时间分配组织教学1、点名检查学生出勤情况。2、填写教学记录表。5min导入新课提问引入:大家生活中有没有见过电动机,对于电动机的结构和工作原理大家清楚吗?3min新课讲授一、电动机概述电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动
16、机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。二、三相笼式异步电动机的基本结构 三相笼式异步电动机主要是由定子和转子两部分组成,如图315所示。图3-15鼠笼式异步电动机主要结构1轴承盖 2端盖 3接线盒 4散热肋5转子轴 6转子 7风扇 8 罩壳 9轴承 10基座三相异步电动机的定子部分包括机座、定子铁心和定子绕组。机座用铸铁或铸钢制成。它支承着定子铁心。定子铁心
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