《職中《汽車電工電子基礎(chǔ)》教案.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《職中《汽車電工電子基礎(chǔ)》教案.doc（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)計(jì)劃本學(xué)期汽車電工電子基礎(chǔ)是汽車運(yùn)用與維修專業(yè)的一門專業(yè)課程。此教材在編寫時(shí)，緊密的結(jié)合汽車用電的實(shí)際情況，文字簡(jiǎn)練，深入淺出，可讀性強(qiáng)。根據(jù)本學(xué)期汽18班的特點(diǎn)特制定本學(xué)期教學(xué)計(jì)劃一、學(xué)生基本情況分析汽18班系一年級(jí)學(xué)生，剛進(jìn)入職業(yè)教育系統(tǒng)，汽車電工電子基礎(chǔ)這門專業(yè)課對(duì)他們來說是一門全新的課程。他們物理基礎(chǔ)知識(shí)一般，這就使他們?cè)趯W(xué)習(xí)這門專業(yè)課上，所表現(xiàn)出的難度和積極主動(dòng)性較差，故本學(xué)期重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣并學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)。二、教學(xué)目的和要求目的：以大綱為導(dǎo)向，講解汽車電工電子的基礎(chǔ)知識(shí)，著重應(yīng)用于汽車某一領(lǐng)域。要求：1、以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為主線，工作任務(wù)學(xué)習(xí)為節(jié)

2、點(diǎn)； 2、通過練習(xí)，提高學(xué)生們的解決電路問題的動(dòng)手能力。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、掌握電路基本物理量 串、并、混聯(lián)電路。 2、掌握復(fù)雜電路的分析計(jì)算。 3、了解正弦交流電路及基本物理量。 4、掌握交流電路的分析與計(jì)算。 難點(diǎn)：1、了解半導(dǎo)體元件的基本知識(shí)明及基本性能。 2、了解整流與穩(wěn)壓基本內(nèi)容。 3、了解晶體管放大電路的基本計(jì)算與分析方法。 4、了解數(shù)字電路基本知識(shí)。 5、了解電控基本知識(shí)。 四、提高教學(xué)效果的措施1、以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行教學(xué)，明確工作任務(wù)，有針對(duì)性；2、以知識(shí)模塊為節(jié)點(diǎn)，講、解、練有機(jī)結(jié)合，任務(wù)內(nèi)容有序講解與實(shí)踐繪圖相統(tǒng)一。3、督促學(xué)生們形成良好的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)習(xí)慣。五、教學(xué)進(jìn)

3、度分六大項(xiàng)目來進(jìn)行，即：序號(hào)項(xiàng)目號(hào)內(nèi)容課時(shí)1項(xiàng)目一電路基本物理量 串、并、混聯(lián)電路242項(xiàng)目二復(fù)雜電路的分析計(jì)算163項(xiàng)目三正弦交流電路及基本物理量164項(xiàng)目四交流電路的分析與計(jì)算125項(xiàng)目五半導(dǎo)體元件的基本知識(shí)明及基本性能126項(xiàng)目六7項(xiàng)目七8910技能測(cè)試4總課時(shí)84授課班級(jí)汽18授課教師屈偉授課地點(diǎn)汽18教室項(xiàng)目一電路基本物理量 串、并、混聯(lián)電路課 時(shí)30任務(wù)1電路基本物理量課 時(shí)10參照教材教學(xué)目標(biāo)1、能認(rèn)識(shí)常見的電子元件的符號(hào)；2、能知道電路的基本結(jié)構(gòu)；3、能知道電路基本物理量及其含義。教學(xué)重點(diǎn)1、熟記常見的電子元件的符號(hào)；2、電路的基本結(jié)構(gòu)。教學(xué)難點(diǎn)1、電路基本物理量及其含義。教學(xué)

4、階段及時(shí)間分配教學(xué)準(zhǔn)備 10分鐘復(fù)習(xí)提問引入新內(nèi)容 16分鐘學(xué)習(xí)新內(nèi)容 374分鐘小結(jié)反饋 50分鐘教學(xué)方法和方式講授法、演示法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程具體教學(xué)進(jìn)程如下一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容電路是如何組成的？三、具體教學(xué)，層層推進(jìn)本任務(wù)著重講解電路的基本結(jié)構(gòu)、常見的電子元件的符號(hào)識(shí)別、電路的基本物理量。分為2個(gè)具體內(nèi)容：內(nèi)容一：電路的基本結(jié)構(gòu) （2課時(shí)）一、電路：1.電路及其組成電路：電流流通的路徑電路的組成：電源、開關(guān)、負(fù)載和導(dǎo)線。2.電路圖 用電氣符號(hào)描述電路連接情況的圖，稱電路原理圖，簡(jiǎn)稱電路圖。3.

5、電路的功能 進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配電能的傳輸示意圖 實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和處理 擴(kuò)音機(jī)電路示意圖二、電氣簡(jiǎn)圖的常用符號(hào) 書上P2表格。內(nèi)容二：電路的基本物理量 （8課時(shí)）一、電流1電流的形成 電荷的定向移動(dòng)形成電流，移動(dòng)的電荷又稱載流子。2電流的方向 習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍虼穗娏鞯姆较驅(qū)嶋H上與電工移動(dòng)的方向相反。在分析和計(jì)算較為復(fù)雜的直流電路時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到某一電流的實(shí)際方向難以確定的問題，這時(shí)可先任意假定電流的參考方向，然后根據(jù)電流的參考方向列方程求解。 如果計(jì)算結(jié)果I 0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相同； 如果計(jì)算結(jié)果I 0，表明電流的實(shí)際方向與參考方向相反。3電流的大小

6、 在單位時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導(dǎo)體的電流越強(qiáng)。若在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q ，則電流I可用下式表示： 式中，I、Q 、t的單位分別為A、C、s。 4電流的測(cè)量 （1）對(duì)交、直流電流應(yīng)分別使用交流電流表和直流電流表測(cè)量。 （2） 電流表必串接到被測(cè)量的電路中。 （3） 直流電流表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”、“”記號(hào)，應(yīng)和電路的極性相一致，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，既影響正常測(cè)量，也容易損壞電流表。本次課主要介紹了：電流電壓的基礎(chǔ)知識(shí)，首先說明了電路的構(gòu)成和電氣符號(hào)，接著具體的說明了：電流的形成，量綱，測(cè)量等內(nèi)容。P23 1、2二、電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)1電壓電場(chǎng)力將

7、單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓，用Uab表示。電壓?jiǎn)挝坏拿Q是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用V表示。 2 電位電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即為該點(diǎn)的電位。 電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差就等于這兩點(diǎn)之間的電壓，即Uab = UaUb，故電壓又稱電位差。電路中某點(diǎn)的電位與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，但兩點(diǎn)間的電位差與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。3電動(dòng)勢(shì)電源將正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的能力用電動(dòng)勢(shì)表示，電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)為E，單位為V。電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。對(duì)于一個(gè)電源來說，既有電動(dòng)勢(shì)，又有端電壓。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部；而端電壓則是電源加在外電兩端的電壓，其方向由正極指向負(fù)極。4

8、. 電壓的測(cè)量（1）對(duì)交、直流電壓應(yīng)分別采用交流電壓表和直流電壓表測(cè)量。（2）電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端。（3）直流電壓表表殼接線柱上標(biāo)明的“+”“”記號(hào)，應(yīng)和被測(cè)兩點(diǎn)的電位相一致，即“+”端接高電位，“”端接低電位，不能接錯(cuò)，否則指針要反轉(zhuǎn)，并會(huì)損壞電壓表。三、 電阻與電阻率1、電阻的概念（1）電阻導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積，可按下式計(jì)算：式中稱為材料的電阻率，電阻率的大小反映了物體的導(dǎo)電能力。 電阻率小、容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體，電阻率大，不容易導(dǎo)電的物體稱為絕緣體，導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體 。（2）電導(dǎo)率電阻率的倒數(shù)稱為

9、電導(dǎo)率，單位為西門子，它表示電流通過的難易程度，其數(shù)值越大，表示電流越容易通過。2、電阻與溫度的關(guān)系各種材料的電阻率都隨溫度而變化。利用某些材料對(duì)溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻稱為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻稱為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。 3、用萬(wàn)用表測(cè)量電阻測(cè)量時(shí)注意以下幾點(diǎn)：（1） 準(zhǔn)備測(cè)量電路中的電阻時(shí)應(yīng)先切斷電源，切不可帶電測(cè)量。（2）首先估計(jì)被測(cè)電阻的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮?，然后調(diào)零，即將兩支表筆相觸，旋動(dòng)調(diào)零電位器，使指針指在零位。 （3） 測(cè)量時(shí)雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測(cè)量誤差。（4）測(cè)量

10、電路中某一電阻時(shí)，應(yīng)將電阻的一端斷開。三、舉例練習(xí)P5(包括練習(xí)冊(cè)上內(nèi)容)四、小結(jié)反饋 本次課為上次課程的承繼，繼續(xù)深入講解了：電阻、電位、電壓、電動(dòng)勢(shì)的概念，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了它們之間的區(qū)別，最后以習(xí)題的形式進(jìn)行鞏固。五、作業(yè)見習(xí)題集授課班級(jí)汽18授課教師屈偉授課地點(diǎn)汽18教室項(xiàng)目一電路基本物理量 串、并、混聯(lián)電路課 時(shí)30任務(wù)2電阻的串、并、混聯(lián)電路課 時(shí)20參照教材教學(xué)目標(biāo)1、能知道歐姆定律的含義；2、能知道電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)1、歐姆定律的含義和相關(guān)計(jì)算；2、電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)1、電阻的串、并、混聯(lián)電路的相關(guān)計(jì)算。教學(xué)階段及時(shí)間分配教學(xué)準(zhǔn)備 20分

11、鐘復(fù)習(xí)提問引入新內(nèi)容 32分鐘學(xué)習(xí)新內(nèi)容748分鐘小結(jié)反饋 100分鐘教學(xué)方法和方式講授法、演示法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程具體教學(xué)進(jìn)程如下一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容電路中電阻、電壓、電流之間有什么聯(lián)系？三、具體教學(xué)，層層推進(jìn)本任務(wù)著重講解歐姆定律、電阻的串、并、混聯(lián)電路。分為2個(gè)具體內(nèi)容：內(nèi)容一：歐姆定律 （6課時(shí)）一、部分電路歐姆定律只含有負(fù)載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。 內(nèi)容： 導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。公式： 當(dāng)電壓與電流的參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)， 當(dāng)電壓與電流的參考方向非

12、關(guān)聯(lián)時(shí)，如果以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，可畫出電阻的U/I關(guān)系曲線，即伏安特性曲線。電阻元件的伏安特性曲線是直線時(shí)，稱為線性電阻，其電阻值可認(rèn)為是不變的常數(shù)。如果不是直線，則稱為非線性電阻。 二、 全電路歐姆定律 全電路是含有電源的閉合電路。電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路。電源內(nèi)部的電阻稱為內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。 內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。公式：全電路歐姆定律又可表述為： 電源電動(dòng)勢(shì)等于U外和U內(nèi)之和。三、電源的外特性電源端電壓U與電源電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系為：U = EIr可見，當(dāng)電源電動(dòng)

13、勢(shì)E和內(nèi)阻r一定時(shí)，電源端電壓U將隨負(fù)載電流I的變化而變化。電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性稱為電源的外特性，其關(guān)系特性曲線稱為電源的外特性曲線。四、小結(jié)反饋本次課首先介紹了：部分電路歐姆定律包括電流電壓之間的關(guān)系，接著重點(diǎn)講解了全電路歐姆定律的運(yùn)用，以及電源的外特性。五、作業(yè)見習(xí)題集內(nèi)容二：電阻的串、并、混聯(lián)電路（14課時(shí)）一、電阻的串聯(lián)把多個(gè)元件逐個(gè)順次連接起來，就組成了串聯(lián)電路。 電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電路中流過每個(gè)電阻的電流都相等。（2）電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和，即U = U1 U2 Un電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)電路的等效電阻（即總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，即R = R

14、1 R2 Rn電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與它的阻值成正比，即 上式表明，在串聯(lián)電路中，阻值越大的電阻分配到的電壓越大；反之電壓越小。電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn)若已知R1和R2兩個(gè)電阻串聯(lián)，電路總電壓為U,可得分壓公式如下圖所示二、電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用a.獲得較大阻值的電阻b.限制和調(diào)節(jié)電路中電流c.構(gòu)成分壓器 d. 擴(kuò)大電壓表量程 三、電池的串聯(lián)當(dāng)用電器的額定電壓高于單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，可以將多個(gè)電池串聯(lián)起來使用，稱串聯(lián)電池組。設(shè)串聯(lián)電池組是由n個(gè)電動(dòng)勢(shì)都是E，內(nèi)阻都是r的電池組成，則串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)電池組的總內(nèi)阻1. 串聯(lián)電路的特點(diǎn)。2. 特殊串聯(lián)電路形式：電池的串聯(lián)。二、并聯(lián)

15、電路把多個(gè)元件并列地連接起來，由同一電壓供電，就組成了并聯(lián)電路。電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn) （1）電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端的電壓。（2）電路的總電流等于流過各電阻的電流之和，即（3）電路的等效電阻（即總電阻）的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即（4）電路中通過各支路的電流與支路的阻值成反比，即上式表明，阻值越大的電阻所分配到的電流越小，反之電流越大。電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn) 若已知和兩個(gè)電阻并聯(lián)，并聯(lián)電路的總電流為I，可得分流公式如下： 二、電阻并聯(lián)電路的應(yīng)用 （1）凡是額定工作電壓相同的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式。這樣每個(gè)負(fù)載都是一個(gè)可獨(dú)立控制的回路，任一負(fù)載的正常啟動(dòng)或關(guān)斷都不影響其他負(fù)載

16、的使用。 （2）獲得較小阻值的電阻。 （3）擴(kuò)大電流表的量程。三、電池的并聯(lián) 有些用電器需要電池能輸出較大的電流，這時(shí)可用并聯(lián)電池組設(shè)并聯(lián)電池組是由n個(gè)電動(dòng)勢(shì)都是E，內(nèi)阻都是r的電池組成，則并聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)并聯(lián)電池組的總內(nèi)阻1. 電阻并聯(lián)電路特點(diǎn)及運(yùn)用。2. 一種特殊的并聯(lián)電路：電池并聯(lián)電路。三、混聯(lián)電路電路中元件既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)。 對(duì)于電阻混聯(lián)電路的計(jì)算，只需根據(jù)電阻串、并聯(lián)的規(guī)律逐步求解即可，但對(duì)于某些較為復(fù)雜的電阻混聯(lián)電路，比較有效的方法就是畫出等效電路圖，然后計(jì)算其等效電阻。 圖中R1 = R2 = R3 = 2，R4 = R5 = 4，試求A、B間的等效電阻RA

17、B。 解： 1. 按要求在原電路中標(biāo)出字母C，如下左圖所示。2. 將A、B、C各點(diǎn)沿水平方向排列，并將R1-R5依次填入相應(yīng)的字母之間。R1與R2串聯(lián)在A、C間，R3在B、C之間，R4在A、B之間，R5在A、C之間，即可畫出等效電路圖，如上右圖所示。3. 由等效電路可求出AB間的等效電阻，即：P31除上述方法外，其他的方法還有利用電流的流向及電流的分、合，畫出等效電路圖方法；利用電路中各等電位點(diǎn)分析電路，畫出等效電路等。 無(wú)論哪一種方法，都是將不易看清串、并聯(lián)關(guān)系的電路，等效為可直接看出串、并聯(lián)關(guān)系的電路，然后求出其等效電阻。燈泡A的額定電壓U1 = 6V，額定電流I1 = 0.5A；燈泡B的

18、額定電壓U2 = 5V，額定電流I2 = 1A。現(xiàn)有的電源電壓U = 12V，如何接入電阻使兩個(gè)燈泡都能正常工作？解：利用電阻串聯(lián)的分壓特點(diǎn)，將兩個(gè)燈泡分別串上R3與R4再予以并聯(lián)，然后接上電源，如右圖所示。下面分別求出使兩個(gè)燈泡正常工作時(shí)，R3與R4的額定值。 （1） R3兩端電壓為：R3的阻值為：R3的額定功率為：所以，R3應(yīng)選12/3W的電阻。（2）R4兩端電壓為：R4的阻值為：R4的額定功率為：P4 = U4I2 = 7 1 = 7W所以，R4應(yīng)選7/7W的電阻?；炻?lián)電路上功率關(guān)系是：電路中的總功率等于各電阻上的功率之和。四、小結(jié)反饋本次課主要是通過兩個(gè)具體的例子，說明混聯(lián)電路的特點(diǎn)，

19、和幾種重要的解題過程：等效電路法，和電源等效法。五、作業(yè)見習(xí)題集授課班級(jí)汽18授課教師屈偉授課地點(diǎn)汽18教室項(xiàng)目一三相交流電路課 時(shí)16任務(wù)1三相交流電路的基本知識(shí)課 時(shí)8參照教材教學(xué)目標(biāo)1、掌握三相交流電的特點(diǎn)及星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時(shí)的基本關(guān)系2、正確描述相電壓、相電流、線電壓、線電流等概念教學(xué)重點(diǎn)1、 能解決三相對(duì)稱負(fù)載的星形、三角形聯(lián)接問題2、 會(huì)分析簡(jiǎn)單的三相電路并計(jì)算三相電功率教學(xué)難點(diǎn)1、會(huì)用萬(wàn)用表的交流電壓擋測(cè)量相電壓、線電壓的數(shù)值教學(xué)階段及時(shí)間分配教學(xué)準(zhǔn)備 20分鐘復(fù)習(xí)提問引入新內(nèi)容36分鐘學(xué)習(xí)新內(nèi)容424分鐘小結(jié)反饋 60分鐘教學(xué)方法和方式講授法、演示法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)工具多媒體

20、教學(xué)過程具體教學(xué)進(jìn)程如下一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容汽車中有沒有遇到過三相交流電？ 三、具體教學(xué)，層層推進(jìn)本任務(wù)著重講解三相交流電路的基本知識(shí)和分析簡(jiǎn)單的三相電路并計(jì)算三相電功率。分為2個(gè)具體內(nèi)容：內(nèi)容一：三相交流電路的基本知識(shí)（8課時(shí)）1 三相交流電路 工業(yè)及民用交流電的產(chǎn)生、輸送、分配幾乎全部采用三相制。1三相交流電 三相交流電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。圖2-17是三相交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖。三組完全相同的線圈U1-U2，V1-V2，W1-W2(定子電樞繞組)放置在彼此間隔120的發(fā)電機(jī)定子鐵心凹槽里固定不動(dòng)。轉(zhuǎn)

21、子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組，通人直流電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中按正弦規(guī)律分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，并以角速度勻速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)定子繞組(稱相)依次切割磁力線產(chǎn)生頻率相同、幅值相同的正弦電動(dòng)勢(shì)eU、eV、eW，但相位角依次相差120，以U相為參考表示為 用相量表示：圖2-17 三相交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖1-定子繞組 2-定子鐵心3-磁極(轉(zhuǎn)子) 4-勵(lì)磁繞組 a)波形圖 b)相量圖圖2-18 三相電動(dòng)勢(shì)的正弦波形圖及相量圖 波形圖和相量圖如圖2-18所示，三相交流電達(dá)到最大值的先后順序稱為相序，圖中的相序?yàn)閁VW。 三相電動(dòng)勢(shì)的幅值相等，頻率相同，彼此間的相位差也相等，

22、這種電動(dòng)勢(shì)稱為對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。顯然他們的瞬時(shí)值之和或相量之和均為0。 2三相繞組的聯(lián)接通常用到的發(fā)電機(jī)三相繞組的接法通常如圖（2-19a)所示，即將三個(gè)末端聯(lián)在一起，這一連接點(diǎn)稱為中點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示。這種聯(lián)接方法稱為星形連接。從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線，從始端A、B、C引出的三根導(dǎo)線L1、L2、L3稱為相線或端線，俗稱火線。a)發(fā)電機(jī)三相繞組的接法； b)發(fā)電機(jī)三相電壓相量圖圖2-19 發(fā)電機(jī)的星形連接及其電壓相量圖 在圖（2-19a)中，每相始端與末端間的電壓，亦即火線與中線間的電壓，稱為相電壓，其有效值用UA、UB、Uc或一般地用UP表示。而任意兩始端間的電壓，亦即兩火線間的電壓，稱為線電壓，

23、其有效值用UAB、UBC、UCA或一般地用Ul表示。 各項(xiàng)電動(dòng)勢(shì)的正方向，如前所述，選定為自繞組的末端指向始端，相電壓的正方向選定為自末端指向始端(中點(diǎn))；線電壓的正方向，例如UAB是指A端指向B端，即端線L1與L2之間的電壓。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的繞組聯(lián)成星形時(shí)，相電壓和線電壓顯然是不相等的?，F(xiàn)在來確定它們之間的關(guān)系，在圖（2-19b)中，A、B兩點(diǎn)間的電壓的瞬時(shí)值等于A相電壓和B相電壓之差，即UABUAUB 同理得到UBCUBUcUCAUcUA 由于發(fā)電機(jī)繞組上的內(nèi)阻抗電壓降低與相電壓比較是很小的，可以忽略不計(jì)。于是相電壓和對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)基本上相等，因此可以認(rèn)為相電壓同電動(dòng)勢(shì)一樣，也是對(duì)稱的，故由相電

24、壓而得出的線電壓也是對(duì)稱的，在相位上比相應(yīng)的相電壓越前30。 至于線電壓和相電壓在大小上的關(guān)系也很容易從相量圖上得出UlUPcos30UP 由此得 UlUP (2-51) 發(fā)電機(jī)(或變壓器)的繞組在聯(lián)成星形時(shí)，可引出四根導(dǎo)線(三相四線制)，這樣就有可能給予負(fù)載兩種電壓。通常在低壓配電系統(tǒng)中相電壓為220V，線電壓為380V。發(fā)電機(jī)(或變壓器)的繞組在聯(lián)成星形時(shí)，不一定都引出中線。3三相負(fù)載的聯(lián)接方法 日常使用的各種電器根據(jù)其特點(diǎn)可分為單相負(fù)載和三相負(fù)載兩大類。照明燈、電扇、電烙鐵和單相電動(dòng)機(jī)等都屬于單相負(fù)載。三相交流電動(dòng)機(jī)、三相電爐等三相用電器屬于三相負(fù)載。另外分別接在各相電路上的三組單相用電

25、器也可以組成三相負(fù)載。三相負(fù)載的阻抗相同(數(shù)值相等，性質(zhì)一樣)則稱為三相對(duì)稱負(fù)載，反之稱為不對(duì)稱負(fù)載。三相負(fù)載有Y形和形兩種聯(lián)接方法，各有其特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合，應(yīng)注意不要搞錯(cuò)，否則會(huì)釀成事故。 1三相對(duì)稱負(fù)載的Y形聯(lián)接該電路的基本聯(lián)接方法如圖2-29a)所示，三相交流電源(變壓器輸出或交流發(fā)電機(jī)輸出)有三根火線接頭A、B、C，一根中性線接頭N。火線與中性線之間的相電壓為220V。對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載，只需接三根火線，中性線懸空得到圖2-29b)。圖2-29 對(duì)成負(fù)載的Y聯(lián)接 該電路具有如下特點(diǎn)： 1)由于三相負(fù)載對(duì)稱，在三相對(duì)稱電壓的作用下負(fù)載中的三相電流也是對(duì)稱的，而三相對(duì)稱電流的和為零(矢

26、量和)，所以不需接中線，三相電流依靠端線和負(fù)載互成回路。由于電路是對(duì)稱的，故電路的計(jì)算可以簡(jiǎn)化為單相電路的計(jì)算。 2)各相負(fù)載承受的電壓為電源的相電壓，大小為220V。 3)各相負(fù)載的線電流Il與相電流Ip相等，即：IlIpUPZP，式中ZP為每相負(fù)載阻抗。 4)各相支路中電壓與電流的相位差相等，大小為Pcos-1RZ。 5)各相負(fù)載取用的功率相等，電路的總功率為P3UPIPcosP 。 舉例：例2-12 2. 三相不對(duì)稱負(fù)載的Y形聯(lián)接工程實(shí)際使用中遇到的問題是將許多單相負(fù)載分成容量大致相等的三相，分別接到三相電源上，這樣構(gòu)成的三相負(fù)載通常是不對(duì)稱的。對(duì)于這種電路，需要使用三相四線制，如圖（2

27、-29a）所示。該電路具有如下特點(diǎn)： 由于三相負(fù)載不對(duì)稱，三相電流也不對(duì)稱，其三相電流的和不為零，必須引一根中線供電流不對(duì)稱部分流過，即必須用三相四線制。 由于中性線的作用，電路構(gòu)成了相互獨(dú)立的回路。不論負(fù)載有無(wú)變動(dòng)，各相負(fù)載承受的電源相電壓不變，從而保證了各相負(fù)載的正常工作。 如果沒有中線，或者中線斷開了，雖然電源的線電壓不變，但各相負(fù)載承受的電壓不再對(duì)稱。有的相電壓增高了，有的相電壓降低了。這樣不但使負(fù)載不能正常工作，有時(shí)還會(huì)造成事故。 一般情況下，中線電流小于端線電流，通常取中線的橫截面積小于端線的橫截面積。 通過分析得到，三相不對(duì)稱負(fù)載的各相支路的計(jì)算需要分別進(jìn)行。總結(jié)：三相交流電路中

28、，三相負(fù)載有星形和三角形兩種聯(lián)結(jié)方法。對(duì)于對(duì)稱三相電路，線電壓與相電壓、線電流與相電流及三相電路的功率有簡(jiǎn)單的計(jì)算關(guān)系。在三相四線制系統(tǒng)中，普遍存在的是大量不對(duì)稱三相負(fù)載，應(yīng)特別注意中性線的作用與意義。內(nèi)容二：三相電功率的分析并計(jì)算（8課時(shí)）1、 什么是三相負(fù)載、單相負(fù)載和單相負(fù)載的三相聯(lián)接？2、 為什么中性線中不接開關(guān)，也不接入熔斷器3三相負(fù)載的三角形聯(lián)接當(dāng)用電設(shè)備的額定電壓為380V時(shí)，負(fù)載電路應(yīng)按形聯(lián)接。聯(lián)接的電路如圖2-33所示。圖2-33 三相負(fù)載的三角形聯(lián)接 該電路的特點(diǎn)是： 1)形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無(wú)論負(fù)載平衡與否各相負(fù)載承受的電壓均為線電壓380V； 2)各

29、相負(fù)載與電源之間獨(dú)自構(gòu)成回路，互不干擾； 3)各相負(fù)載的相電流為：IpUPZUlZ; 4)在形聯(lián)接的各端點(diǎn)上均有三條支路，所以線電流Il不等于相電流Ip，當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三個(gè)相電流和三個(gè)線電流都對(duì)稱，兩者之間的關(guān)系為：IlIp5)設(shè)每相負(fù)載阻抗角為P，如果負(fù)載對(duì)稱，則電路取用的總有功功率為：P3UPIpCOSP3UPIpcosPUlIlcosP (2-52) 式(2-52)對(duì)于對(duì)稱星形負(fù)載也是適應(yīng)的,讀者可自行推導(dǎo),或參看其他書籍。當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)： PPAPBPC (2-53) 4三相電路的功率1有功功率三相負(fù)載總的有功功率等于各相有功功率之和P=P1+P2+P3若負(fù)載對(duì)稱，則P=3PP=3

30、UPIPcosP （2-54）（1）當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)接時(shí)：（2）當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)：2無(wú)功功率3視在功率*三相電路同樣具有無(wú)功功率和視在功率,其對(duì)稱負(fù)載的無(wú)功功率和視在功率不管是星形還是確形聯(lián)接均可用以下兩式計(jì)算，式中的為第相阻抗的阻抗角。 （2-59） （2-60）三相電源的視在功率一般稱為電源的容量。總結(jié)：1、形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無(wú)論負(fù)載平衡與否各相負(fù)載承受的電壓均為線電壓380V；2、各相負(fù)載與電源之間獨(dú)自構(gòu)成回路，互不干擾； 3)各相負(fù)載的相電流為：IpUPZUlZ;3、在形聯(lián)接的各端點(diǎn)上均有三條支路，所以線電流Il不等于相電流Ip，當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三個(gè)相

31、電流和三個(gè)線電流都對(duì)稱，兩者之間的關(guān)系為：IlIp4、設(shè)每相負(fù)載阻抗角為P，如果負(fù)載對(duì)稱，則電路取用的總有功功率為：P3UPIpCOSP3UPIpcosPUlIlcosP 授課班級(jí)汽18授課教師屈偉授課地點(diǎn)汽18教室項(xiàng)目一磁路課 時(shí)16任務(wù)1磁路的基本知識(shí)課 時(shí)4參照教材教學(xué)目標(biāo)1、掌握磁路的基本知識(shí)2、正確描述磁場(chǎng)的基本物理量等概念教學(xué)重點(diǎn)1、 正確描述磁場(chǎng)的基本物理量等概念教學(xué)難點(diǎn)1、能用磁路基本定律解決實(shí)際問題教學(xué)階段及時(shí)間分配教學(xué)準(zhǔn)備 20分鐘復(fù)習(xí)提問引入新內(nèi)容36分鐘學(xué)習(xí)新內(nèi)容424分鐘小結(jié)反饋 60分鐘教學(xué)方法和方式講授法、演示法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程具體教學(xué)進(jìn)程如下一、

32、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容1、生活中有沒有接觸過磁鐵？2、吸鐵石是不是磁鐵？3、知道磁場(chǎng)是怎么產(chǎn)生的嗎？4、汽車中有沒有用電設(shè)備中有磁場(chǎng)？5、怎么把電廠里的電轉(zhuǎn)換成直流的呢？三、具體教學(xué)，層層推進(jìn)本任務(wù)著重講解磁路的基本知識(shí)和能用磁路基本定律解決實(shí)際問題。分為3個(gè)具體內(nèi)容：內(nèi)容一：磁路的基本知識(shí)（4課時(shí)）一：磁路變化的電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在一定條件下又能產(chǎn)生電流，二者密不可分，許多電氣設(shè)備的工作原理是基于電磁的相互作用，如變壓器、電機(jī)、電磁鐵、電工測(cè)量?jī)x表以及其他各種鐵磁元件，不僅有電路的問題，同時(shí)還有磁路的問題。只有同時(shí)

33、掌握了電路和磁路的基本理論，才能對(duì)各種電工設(shè)備的工作原理作全面的分析。與流經(jīng)電路中的電流同理，流經(jīng)磁路的磁通也遵循一定的規(guī)律，如磁路的歐姆定律等。磁路問題是局限于一定路徑內(nèi)的磁場(chǎng)問題，因此磁場(chǎng)的各個(gè)基本物理量也適用于磁路。磁路主要是由具有良好導(dǎo)磁能力的材料構(gòu)成的，因此本章我們將對(duì)這種導(dǎo)磁材料的磁性能加以討論。磁路和電路是相關(guān)聯(lián)的，因此本章我們還將研究磁路和電路的關(guān)系以及磁和電的關(guān)系。通過以上的基本概念學(xué)習(xí)后，我們會(huì)對(duì)分析與計(jì)算磁路的基本方法加以討論，最后，會(huì)討論變壓器及電磁鐵等應(yīng)用實(shí)例。1磁路的基本概念為了更好地理解磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，掌握磁場(chǎng)的特性，我們可用下列幾個(gè)在物理學(xué)中學(xué)過的基本物理量來表

34、示，對(duì)此我們做一復(fù)習(xí)。2磁場(chǎng)的基本物理量（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來描述磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是一個(gè)矢量。它與電流（電流產(chǎn)生磁場(chǎng)）之間的方向關(guān)系滿足右手螺旋定則，其大小可用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電磁力與導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度的乘積的比值，來表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的性質(zhì)，并稱作該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B。其數(shù)學(xué)式為：在SI制中，B的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特（T）；以前也常用電磁制單位高斯（Gs）。兩者的關(guān)系是1T=104Gs如果磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相等，方向相同，則稱為均勻磁場(chǎng)。在均勻磁場(chǎng)中，B的大小可用通過垂直于磁場(chǎng)方向的單位截面上的磁力線來表示。由上式可知，一載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電

35、磁力氣作用，如圖3-1所示。電磁力的大小F與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、垂直于磁場(chǎng)的導(dǎo)體有效長(zhǎng)度L成正比。其數(shù)學(xué)式為 （4-1）式中，為磁場(chǎng)與導(dǎo)體的夾角；B、F、I三者的方向由左手定則確定。若，則 （4-2）（2）磁通磁感應(yīng)強(qiáng)度B（如果不是均勻磁場(chǎng)，則取B的平均值）與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S乘積稱為該面積的磁通，即 （4-3）可見，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看成為與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過的磁通，故又稱為磁通密度。在SI制中，的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋（Wb）；在工程上有時(shí)用電磁制單位麥克斯韋（Mx）。兩者的關(guān)系是1Wb=108Mx（3）磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率是表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物理量，也就是用來衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的

36、物理量。它與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積就等于磁感應(yīng)強(qiáng)度，即 （4-4）直導(dǎo)體通電后，在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，在導(dǎo)體附近點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)體中的電流、點(diǎn)所處的空間幾何位置及磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。其數(shù)學(xué)式為 由（3-4）可見，磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H只與電流大小以及該點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，而與磁場(chǎng)媒質(zhì)的磁性（m）無(wú)關(guān)，就是說在一定電流值下，同一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度不因磁場(chǎng)媒質(zhì)的不同而有異。但磁感應(yīng)強(qiáng)度是與磁場(chǎng)媒質(zhì)的磁性有關(guān)的。當(dāng)線圈內(nèi)的媒質(zhì)不同時(shí)，則磁導(dǎo)率m不同，在同樣電流下，同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小就不同，線圈內(nèi)的磁通也就不同了。自然界的物質(zhì)，就導(dǎo)磁性能而言，可分為鐵磁物質(zhì)()和非鐵磁物質(zhì)()兩大類。非鐵磁物質(zhì)和空氣的磁導(dǎo)率與

37、真空磁導(dǎo)率很接近，H/m。任意一種物質(zhì)磁導(dǎo)率和真空的磁導(dǎo)率的比值，稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率，即 （45）在SI制中，單位是亨/米（H/m）上式表示相對(duì)磁導(dǎo)率就是當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是某種物質(zhì)時(shí)某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與在同樣電流值下在真空中該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比所得的倍數(shù)。（4）磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)所引用的一個(gè)物理量，也是矢量。磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度除以該點(diǎn)的磁導(dǎo)率，即 （4-6）式中，的單位是安每米（A/m）上式是安培環(huán)路定律（或稱為全電流定律）的數(shù)學(xué)表示式。它是計(jì)算磁路的基本公式。由圖3-2可知，X點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 （4-7）由式（3-7）可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小取決于電流的大小、載流導(dǎo)

38、體的形狀及幾何位置，而與磁介質(zhì)無(wú)關(guān)。內(nèi)容二、磁性材料的磁性能（4課時(shí)）1磁性材料主要是指鐵、鎳、鈷及其合金而言。這些磁性材料具有下列磁性能。1）高導(dǎo)磁性磁性材料的磁導(dǎo)率很高，鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率比非磁物質(zhì)的要高很多，如硅鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率可達(dá)7000之多。這就使它們具有被強(qiáng)烈磁化（呈現(xiàn)磁性）的特性。鐵磁性材料的磁化曲線可否用磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨外磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化關(guān)系來表征（由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成）。如圖4-1所示的曲線。曲線大致可分為三個(gè)段：oa段、ab段和bc段。oa段為高導(dǎo)磁性材料段。正是由于鐵磁材料的高導(dǎo)磁性，許多電氣設(shè)備的線圈都繞制在鐵磁性材料上，以便用小的勵(lì)磁電流（與H有關(guān)）產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)、磁通。 如變壓

39、器、電機(jī)與發(fā)電機(jī)的鐵心都是高導(dǎo)性材料制成。以降低設(shè)備的體積與重量。OabHBHcHBOBrHc圖4-1 磁化曲線圖 4-2 磁滯回線2）磁飽和性在圖4-1中的ab段，磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限地增強(qiáng)。當(dāng)外磁場(chǎng)（或勵(lì)磁電流）增大到一定值時(shí)，全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外磁場(chǎng)的方向一致。這時(shí)磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BJ即達(dá)飽和值。3）磁滯性在鐵心線圈中通入交流電，鐵心被交變的磁場(chǎng)反復(fù)磁化，在電流變化一次時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨磁場(chǎng)強(qiáng)度H而變化的關(guān)系如圖4-2所示，由圖可見，當(dāng)H已減到零值時(shí)，B并未回到零值。這種磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱為磁性物質(zhì)的磁滯性，由此畫出的B

40、-H曲線稱為磁滯回線。當(dāng)線圈中電流減小到零值（即H=0）時(shí)，鐵心在磁化時(shí)所獲得的磁性還未完全消失。這時(shí)鐵心中所保留的磁感應(yīng)強(qiáng) 度稱為剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br（也叫剩磁），在圖4-2中即為縱坐標(biāo)0-2和0-5，永久磁鐵的磁性就是由剩磁產(chǎn)生的。 如果要使鐵心的剩磁消失，通常改變線圈中勵(lì)磁電流的方向，也就是改變磁場(chǎng)強(qiáng)度H的方向來進(jìn)行反向磁化。使B=0的H值（如圖3-6中的0-3和0-6段）稱為矯頑磁力HC（也叫矯頑力）。鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中產(chǎn)生的損耗稱為磁滯損耗，它是導(dǎo)致鐵磁性材料發(fā)熱的原因之一，對(duì)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的運(yùn)行不利。因此，常采用磁滯損耗小的鐵磁性材料作他們的鐵心。由實(shí)驗(yàn)可知，不同的鐵磁性

41、材料，其磁化曲線和磁滯回線都不一樣。2磁性物質(zhì)的分類按磁化特性的不同，鐵磁性材料可以分成三種類型。1）軟磁材料具有較小的矯頑力，磁滯回線較窄。一般用來制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金及鐵氧體等。鐵氧體在電子技術(shù)中應(yīng)用也很廣泛，可做計(jì)算機(jī)的磁心，磁鼓以及錄音機(jī)的磁帶、磁頭。2）硬磁性材料永磁材料具有較大的矯頑力，磁滯回線較寬。一般用來制造永久磁鐵。常用的有碳鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。3）矩磁材料具有較小的矯頑力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性也良好。在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中可用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體及1J51型鐵鎳合金。內(nèi)容三：磁路基本定

42、律（8課時(shí)）為了使較小的勵(lì)磁電流產(chǎn)生足夠大的磁通（或磁感應(yīng)強(qiáng)度），在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。由于鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率高得多，因此磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心而形成一個(gè)閉合通路。這種人為造成的磁通路徑，稱為磁路。1安培環(huán)路定律（全電流定律）在磁路中，沿任意閉合路徑，磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于與該閉合路徑交鏈的電流的代數(shù)和。即： （4-8）計(jì)算電流代數(shù)和時(shí)，與繞行方向符合右手螺旋定則的電流取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。若閉合回路上各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等且其方向與閉合回路的切線方向一致，式中N為線圈匝數(shù)，則：2磁路歐姆定律設(shè)一段磁路長(zhǎng)為l，磁路面積為S的環(huán)形線圈，磁力線

43、均勻分布于橫截面上，這時(shí)B、H與之間的關(guān)系為 根據(jù)安培環(huán)路定律得磁路的歐姆定律。 （4-9）上式中，為磁動(dòng)勢(shì)，單位為安匝；稱為磁路的磁阻，是表示磁路對(duì)磁通具有阻礙作用的物理量，他與磁路的幾何尺寸、磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，單位為。式（4-9）與電路的歐姆定律在形式上相似，所以稱為磁路的歐姆定律。它是磁路進(jìn)行分析與計(jì)算所要遵循的基本定律。因?yàn)殍F磁材料的磁導(dǎo)率m不是常數(shù)，它隨勵(lì)磁電流而變，所以鐵磁材料的磁阻是非線性的，數(shù)值很??；空氣隙的磁導(dǎo)率很小，而且是常數(shù)，所以空氣隙中的磁阻是線性的，數(shù)值很大。由于鐵磁材料的磁阻是非線性的，因此，不能直接用（4-9）式進(jìn)行定量分析，而只能進(jìn)行定性分析?？偨Y(jié)：1、磁場(chǎng)的

44、基本物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B：是用來描述磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是一個(gè)矢量。它的方向由右手螺旋定則確定，其大小可用來衡量。磁通：磁場(chǎng)中垂直穿過某截面S的磁感線總數(shù)，即 磁導(dǎo)率：表示物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。非鐵磁物質(zhì)和空氣的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率很接近，H/m。鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率很大，且不是常數(shù)。相對(duì)磁導(dǎo)率為。 磁場(chǎng)強(qiáng)度H：表示勵(lì)磁電流在空間產(chǎn)生的磁化力的矢量物理量。它與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系為，這是反映磁性材料的磁化性能的基本公式。2磁性材料具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性。磁滯會(huì)產(chǎn)生損耗并導(dǎo)致鐵心發(fā)熱。3磁路的基本定律安培環(huán)路定律：或，它是計(jì)算磁路的基本定律。歐姆定律：，它用來對(duì)磁路作定性分析，一般

45、不用來做定量計(jì)算。授課班級(jí)汽18授課教師屈偉授課地點(diǎn)汽18教室項(xiàng)目一變壓器課 時(shí)12任務(wù)1變壓器的基本知識(shí)課 時(shí)4參照教材教學(xué)目標(biāo)1、掌握變壓器的基本知識(shí)2、正確描述變壓器的功能教學(xué)重點(diǎn)1、 掌握變壓器的基本知識(shí)教學(xué)難點(diǎn)1、正確描述變壓器的功能教學(xué)階段及時(shí)間分配教學(xué)準(zhǔn)備 20分鐘復(fù)習(xí)提問引入新內(nèi)容36分鐘學(xué)習(xí)新內(nèi)容424分鐘小結(jié)反饋 60分鐘教學(xué)方法和方式講授法、演示法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程具體教學(xué)進(jìn)程如下一、教學(xué)準(zhǔn)備，安全至上1、檢查、記錄學(xué)生出勤情況；2、督促學(xué)生檢查工具、設(shè)備等。二、復(fù)習(xí)提問，引入內(nèi)容1、怎么把電廠里的電轉(zhuǎn)換成直流的呢？三、具體教學(xué)，層層推進(jìn)本任務(wù)著重講解磁路的

46、基本知識(shí)和能用磁路基本定律解決實(shí)際問題。分為3個(gè)具體內(nèi)容：內(nèi)容一：變壓器的基本知識(shí)（8課時(shí)）1變壓器變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。它的基本作用是將一種等級(jí)的交流電變換成另外一種等級(jí)的交流電。在電力和電子線路中，變壓器獨(dú)有廣泛應(yīng)用。2變壓器的結(jié)構(gòu)原理與功能（1）變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器基本組成部分均為閉合鐵心和線圈繞組，如圖4-3。圖4-3 變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖1）鐵心鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，為了減少鐵損，提高磁路的導(dǎo)磁性能，一般由0.350.55mm的表面絕緣的硅鋼片交錯(cuò)疊壓而成。根據(jù)鐵心的結(jié)構(gòu)不同，變壓器可分為心式（小功率）和殼式（容量較大

47、）兩種。 2）繞組即線圈，是變壓器的電路部分，用絕緣導(dǎo)線繞制而成的，有原繞組、副繞組之分。 與電源相聯(lián)的稱為原繞組（或稱初級(jí)繞組、一次繞組），與負(fù)載相聯(lián)的稱為副繞組（或稱次級(jí)繞組、二次繞組）。3）冷卻系統(tǒng)由于鐵心損失而使鐵心發(fā)熱，變壓器要有冷卻系統(tǒng)。小容量變壓器采用自冷式而中大容量的變壓器采用油冷式。（2）單相變壓器的工作原理圖4-4 變壓器工作原理圖在原繞組上接入交流電壓u1時(shí)，原繞組中便有電流i1通過。原繞組的磁動(dòng)勢(shì)i1N1產(chǎn)生的磁通絕大部分通過鐵心而閉合，從而在副繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。如果副繞組接有負(fù)載，那么副繞組中就有電流i2通過。副繞組的磁動(dòng)勢(shì)i2N2也產(chǎn)生 磁通，其絕大部分也通過鐵心

48、而閉合。因此，鐵心中的磁通是一個(gè)由原、副繞組的磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生的合成磁通，它稱為主磁通，用表示。主磁通穿過原繞組和副繞組而在其中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)分別為e1、 e2。此外，原、副繞組的磁動(dòng)勢(shì)還分別產(chǎn)生漏磁通s1和s2，從而在各自的繞和組中分別產(chǎn)生漏磁動(dòng)勢(shì)es1和es2，如圖4-4（a）所示。2變壓器的功能1）電壓變換寫出變壓器原理圖中原繞組電路的基爾霍夫電壓定律方程為：寫成相量表示式為由于原繞組的電阻R1和感抗X1（或漏磁通s1）較小，因而它們兩端的電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢(shì)E1比較起來，可以忽略不計(jì)，于是同理可得副邊電路的電壓與電動(dòng)勢(shì)的有效值為變壓器空載時(shí)，式中是空載時(shí)副繞組的端電壓。以上幾式說明

49、，由于原、副繞組的匝數(shù)N1、N2不相等，故E1和E2的大小也不等，因而輸入電壓U1（電源電壓）和輸出電壓U2（負(fù)載電壓）的大小也是不等的。原、副繞組的電壓之比為： （4-10）式中K稱為變壓器的變比，亦即原、副繞組的匝數(shù)比。可見，當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，只要改變?cè)褦?shù)比，就可得出不同的輸出電壓U2。K 1，為降壓變壓器；K1， 為升壓變壓器。變比在變壓器的銘牌上注明，它通常以“6000/400V”的形式表示原、副繞組的額定電壓之比，此例表明這臺(tái)變壓器的原繞組的額定電壓U1N=6000V， 副繞組的額定電壓U2N=400V。所謂副繞組的額定電壓是指原繞組加上額定電壓時(shí)副繞組的空載電壓。由于變壓器有內(nèi)

50、阻抗壓降，所以副繞組的空載電壓一般應(yīng)較滿載時(shí)的電壓高5%10%。2）電流變換由U1=E1=4.44fN1Fm可見，當(dāng)電源電壓U1和頻率f不變時(shí)，E1和Fm也都近于常數(shù)。就是說，鐵心中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時(shí)是差不多恒定的。因此有負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主磁通的原、副繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)（i1N1+i2N2）應(yīng)該和空載時(shí)產(chǎn)生主磁通的原繞組的磁動(dòng)勢(shì)i0N1差不多相等，即變壓器的空載電流i0是勵(lì)磁用的。由于鐵心的磁導(dǎo)率高，空載電流是很小的。它的有效值I0在原繞組額定電流I1N的10%以內(nèi)，因此I0N1與I1N1相比，常可忽略。于是 其有效值形式為：所 以 （4-11）可見，變壓器中的電流雖然由負(fù)載的大小確

51、定，但是原、副繞組中電流的比值是基本上不變的；因?yàn)楫?dāng)負(fù)載增加時(shí)，I2和I2N2隨著增大，而I1和I1N1也必須相應(yīng)增大，以抵償副繞組的電流和磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁通的影響，從而維持主磁通的最大值近于不變。變壓器的額定電流I1N和I2N是指變壓器在長(zhǎng)時(shí)連續(xù)工作運(yùn)行時(shí)原、副繞組允許通過的最大電流，它們是根據(jù)絕緣材料允許的溫度確定的。副繞組的額定電壓與額定電流的乘積稱為變壓器的額定容量，即（單相）它是視在功率（單位是伏安），與輸出功率（單位是瓦）不同。3）阻抗變換變壓器不但可以變換電壓和電流，還有變換阻抗的作用，以實(shí)現(xiàn)“匹配”。負(fù)載阻抗Z接在變壓器副邊，所謂等效，就是輸入電路的電壓、電流和功率不變。就是說，直

52、接接在電源上的阻抗Z和接在變壓器副邊的負(fù)載阻抗ZL是等效的。ZL與ZL的關(guān)系推導(dǎo)如下：所以 （4-12）匝數(shù)比不同，負(fù)載阻抗ZL折算到（反映到）原邊的等效阻抗ZL也不同。我們可以采用不同的匝數(shù)比，把負(fù)載阻抗變換為所需要的、比較合適的數(shù)值。這種做法通常稱為阻抗匹配。內(nèi)容二變壓器的外特性與效率（4課時(shí)）1變壓器的外特性當(dāng)電源電壓U1不變時(shí)，隨著副繞組電流I2的增加（負(fù)載增加），原、副繞組阻抗上的電壓降便增加，這將使副繞組的端電壓U2發(fā)生變動(dòng)。當(dāng)電源電壓U1和副邊所帶負(fù)載的功率因數(shù)cosj2為常數(shù)時(shí)，副邊端電壓U2隨負(fù)載電流I2變化的關(guān)系曲線U2=f（I2）稱為變壓器的外特性曲線。圖4-5為變壓器的

53、外特性曲線圖。圖4-5 變壓器的外特性曲線由圖可知，U2隨I2的上升而下降，這是由于變壓器繞組本身存在阻抗，I2上升，繞組阻抗壓降增大的緣故。繞組內(nèi)阻抗由兩部分構(gòu)成： A.繞組的導(dǎo)線電阻 B.漏磁通產(chǎn)生的感抗通常我們希望電壓U2的變動(dòng)愈小愈好。從空載到額定負(fù)載，副繞組電壓的變化程度用電壓變化率DU表示，即。 （4-13）式中U20為副邊的空載電壓，也就是副邊電壓U2N；U2為I2=I2N時(shí)副邊端電壓。電力變壓器的電壓調(diào)整率為5%左右。2變壓器的損耗與效率變壓器存在一定的功率損耗。變壓器的損耗包括鐵心中的鐵損PFe和繞組上的銅損PCu兩部分。其中鐵損的大小與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值Bm有關(guān)，與負(fù)

54、載大小無(wú)關(guān)，而銅損則與負(fù)載大?。ㄕ扔陔娏髌椒剑┯嘘P(guān)。鐵損即是鐵心的磁滯損耗和渦流損耗；銅損是原、副邊電流在繞組的導(dǎo)線電阻中引起的損耗。變壓器的輸出功P2與輸入功率P1之比的百分?jǐn)?shù)稱為變壓器的效率，用h表示。 （4-14）3特殊變壓器（1）自耦變壓器1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖4-6 自耦變壓器自耦變壓器的構(gòu)造如圖4-6所示。在閉合的鐵心上只有一個(gè)繞組，它既是原繞組又是副繞組。低壓繞組是高壓繞組的一部分。2）電壓比、電流比U1/U2=N1/N2=KI1/I2=N2/N1=1/K3）用途調(diào)節(jié)電爐爐溫，調(diào)節(jié)照明亮度，起動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)以及用于實(shí)驗(yàn)和在小儀器中。4）使用時(shí)的注意事項(xiàng)（1）.在接通電源前，應(yīng)將滑動(dòng)觸頭旋

55、到零位，以免突然出現(xiàn)過高電壓。（2）.接通電源后應(yīng)慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓手柄，將電壓調(diào)到所需要的數(shù)值。（3）.輸入、輸出邊不得接錯(cuò)，電源不準(zhǔn)接在滑動(dòng)觸頭側(cè)，否則會(huì)引起短路事故。（2）儀用互感器儀用互感器是專供電工測(cè)量和自動(dòng)保護(hù)的裝置，使用儀用互感器的目的在于擴(kuò)大測(cè)量表的程。為高奪電路中的控制設(shè)備及保護(hù)設(shè)備提供所需的低電壓或小電流并使它們與高壓電路隔離，以保證安全。儀用互感器包括電壓互感器和電流互感器兩種。1）電壓互感器（1）.構(gòu)造電壓互感器的副邊額定電壓一般設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)值100V，以便統(tǒng)一電壓表的表頭規(guī)格。其接線如圖4-7 所示。圖4-7電壓互感器（2）.電壓比電壓互感器原、副繞組的電壓比也是其匝數(shù)比：U1/U2=N1/N2=Ku若電壓互感器和電壓表固定配合使用，則從電壓表上可直接讀出高壓線路的電壓值。（3）.使用注意事項(xiàng) 電壓互感器副邊不允許短路，因?yàn)槎搪冯娏骱艽?，?huì)燒壞線圈，為此應(yīng)在高壓邊將熔斷器作為短路保護(hù)。 電壓互感器的鐵心、金屬外殼及副邊的一端都必須接地，否則萬(wàn)一高、低壓繞組間的絕緣損壞，低壓繞組和測(cè)量?jī)x表對(duì)地將出現(xiàn)高電壓 ，這對(duì)