電工基礎(chǔ)電子教案

1、岳1 1111變壓器的構(gòu)造11 2變壓器的工作原埋課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)3r學(xué)目標(biāo)1 .掌握變壓器的構(gòu)造和工作原理。2 .熟練掌握變壓器變換電壓、電流和阻抗的規(guī)律。巴節(jié)重點(diǎn)1 .變壓器的工作原理。2 .變換電壓、電流和阻抗的規(guī)律。/【學(xué)難點(diǎn)阻抗變換規(guī)律及其應(yīng)用。學(xué).?:情分析學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中已接觸過(guò)變壓器。6【學(xué)效味2*數(shù)后記.課前復(fù)習(xí)1.電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。新課2.右手螺旋定則。3.楞次定律。第一節(jié)一、構(gòu)造變壓器的構(gòu)造1 .鐵心（1）磁路的通道。（2）用彼此絕緣的硅鋼片疊成，目的是增加電阻，減小渦流和磁滯損耗。（3）結(jié)構(gòu)形式：心式和殼式。2 .繞組一次繞組（原繞組）：和電源相連的線圈。二次繞組（副

2、繞組）：與負(fù)載相連的線圈。3 .其他附件絕緣層冷卻設(shè)備一一鐵殼或鋁殼（電磁屏蔽作用）、用途和種類1.符號(hào)2 .用途改變交流電壓，改變交流電流，改變阻抗，改變相位。3 .種類電力變壓器（輸配電）：整流變壓器； 調(diào)壓變壓器：輸入、輸出變壓器。第二節(jié)變壓器的工作原理演示變壓器有載（燈座）的工作情況。一、工作原理電磁感應(yīng)原理。通過(guò)演示啟發(fā)學(xué)生詳細(xì)敘述變壓器能量傳遞的過(guò)程。二、變換交流電壓1 .推導(dǎo)因Ei Ni A tAE2 N2 一A t所以Ei 二 NiE2 N22 .因Ui Ei, U2 E2結(jié)論UiNi KU 2 N 2即一次、二次繞組兩端電壓與繞組匝數(shù)成正比，K稱為變壓比。3 .討論K i,即

3、 Ni N2 , Ui U2 > 降壓K i,即 Ni N2 , Ui U2 升壓三、變換交流電流i .推導(dǎo)由Pi Ii Ui cos i , P2 I2 U2 cos 2, Pi P2cos i cos 2得Ii Ui I2 U22 .結(jié)論u上工|2NiK即一次、二次繞組中電流與繞組匝數(shù)成反比。3 .提問為什么高壓邊線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細(xì)，低壓邊則相反？四、變換交流阻抗i .推導(dǎo)由J 1 Ui a U2|乙=,Z2 =I iI 2得N i乙 J.）2 Z2 K2 Z22 .結(jié)論在二次側(cè)接上負(fù)載阻抗 Z2|時(shí)，就相當(dāng)于使電源直接接上一個(gè)阻值為K2 Z2的阻抗。例1 :例13 .變換阻抗的應(yīng)用

4、使負(fù)載阻抗與信號(hào)源內(nèi)阻抗匹配，從而使負(fù)載獲得最大的輸出功率，這在電子技 術(shù)上應(yīng)用很廣泛。4 2:例2五、變壓器的外特性和電壓變化率5 .外特性（1）當(dāng)變壓器的一次電壓和負(fù)載功率因數(shù)都一定時(shí)，二次電壓隨二次電流變化的關(guān)系稱為變壓器的外特性。（2）外特性曲線6 .電壓變化率它指空載時(shí)二次電壓 U2N和有載時(shí)二次電壓 U2之差與U2N的百分比，即U 2N U 2U 2N100%電壓變化率是變壓器的主要性能指標(biāo)之一，數(shù)值越小表示變壓器性能越好，一般在5%左右O小結(jié)布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第 2版周紹敏主編）1 .是非題（1）（6）。2 .選擇題（1）（4）。1 .變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理。并強(qiáng)調(diào)公式的適用

5、條件，應(yīng)用時(shí)要特別2 .要求學(xué)生熟記變壓器應(yīng)用的三個(gè)公式, 注意。習(xí)題（電工基礎(chǔ)第 2版周紹敏主編）4 .問答與計(jì)算題（1）（3）。1 1111 3變壓器的功率和效率課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)1*（學(xué)目標(biāo)掌握變壓器功率和效率的計(jì)算。e存重其c功率和效率的計(jì)算。aXT（學(xué)難看c一次電流的計(jì)算。學(xué)守?情分步0（學(xué)效界12故后記f226 / 22課前復(fù)習(xí)變壓器的作用新課1.變換交流電壓。2 .變換交流電流。3 .變換阻抗。強(qiáng)調(diào)三公式的適用條件。那么如果考慮損耗情況將會(huì)怎樣呢？第三節(jié)變壓器的功率和效率一、功率1 . 一次輸入功率Pi U1I1 cos i2 .二次輸出功率P2 U2I2COS 13 .損

6、耗功率P P1 P2 PFe PCu電流越大，銅損 PCu越大；頻率越高，鐵損 PFe越大。二、掌握幾個(gè)規(guī)律U2的大1. .二次輸出電壓的大小隨一次輸入電壓的變化而變化（即 小由U1決定）；2. 一次電流隨二次電流的變化而變化（即 I1由I2決定）的大小由P23. 一次輸入功率隨二次輸出功率的變化而變化（即P1決定）。三、效率效率是指輸出功率與輸入功率的百分比，即P2一 100 %P1例1 :本節(jié)例題通過(guò)例題總結(jié)出解題規(guī)律：U2 一 P2一 P1 一 |1。練習(xí)小結(jié)1 .變壓器一次輸入功率、二次輸出功率的計(jì)算。2 .變壓器效率的概念以及它的計(jì)算公式。 / II 布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹

7、敏主編）3.填充題（1）（4）; 4.問答與計(jì)算題（4）。講V1114常用變壓器115變壓器的額定值和檢測(cè)11課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)21學(xué)目標(biāo)1. 了解常用變壓器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和用途。2. 了解變壓器的額定值及檢測(cè)方法。爹e學(xué)重度常用變壓器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和用途。爹A.H學(xué)難上學(xué)，情分析爹#1學(xué)效味L2心散后記新課課前復(fù)習(xí)變壓器應(yīng)用的三個(gè)公式，公式的適用條件。第四節(jié)常用變壓器、耦合變壓器(調(diào)壓變壓器)1 .結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變壓器一次、二次繞組有一部分是共用的。2 .作用連續(xù)改變輸出電壓。3 .分析Ui NiN2K, U2 U1U2 N2Ni即：改變N2即可改變U2O4 .優(yōu)缺點(diǎn)與同容量變壓器相比重量輕、體

8、積小，用銅量少、效率高。I 1N21,1一；I 1 一 |2I 2N1K K所以Icb |2|1| 2 |2 I 2 ( 1)KK|cb 2用銅量減少，但高低壓繞組存在著電氣上的聯(lián)系，所以它不能作為安全變壓器、多繞組變壓器1 .結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一次或二次都可能有多個(gè)繞組。2 .作用可同時(shí)輸出幾個(gè)不同的電壓。3 .分析U1 N1 U1 N1 U2 N2 U3 N3P2 P3P1IlPlU i cos i三、互感器1.電壓互感器(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Ni N20O悵(2)作用測(cè)量高電壓。(3)分析Ui NiU2 N2(4)注意點(diǎn)二次繞組不能短路(配套一只電壓表)K 1; Ui KU2,二次繞組和鐵心要可靠接地。2

9、.電流互感器(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)NiNi < N2(2)作用：測(cè)量大電流。N21Ni K(3)分析所以Ii 工 I2K(4)注意點(diǎn)二次繞組不能開路(配套一只電流表)；二次繞組和鐵心要可靠接地。(5)介紹鉗形電流表結(jié)構(gòu)、使用。四、三相變壓器三相變壓器實(shí)際上就是三個(gè)相同的單相變壓器的組合。1 .結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每個(gè)鐵心柱上繞著同一相的一次和二次繞組。2 .作用改變?nèi)嘟涣麟姷碾妷骸? .根據(jù)三相電源和負(fù)載情況，一次、二次繞組既可接成星形，又可接成三角形。 第五節(jié)變壓器的額定值和檢驗(yàn)一、額定值變壓器額定運(yùn)行的條件叫變壓器的額定值。1 .額定容量：指二次側(cè)的最大視在功率。2 .額定一次、二次電壓：額定一次電壓

10、是指接到一次繞組電壓的規(guī)定值；額定二 次電壓是指變壓器空載時(shí)，一次加上額定電壓，二次側(cè)兩端的電壓值。3 .額定電流：指規(guī)定的滿載電流值。二、檢驗(yàn)1 .區(qū)分各繞組：根據(jù)直流電阻值區(qū)分。2 .方法：線細(xì)、匝數(shù)多，電阻大的是高壓繞組；線粗、匝數(shù)少，電阻小的是低壓 繞組。3 .絕緣檢查使用兆歐表測(cè)量各繞組之間、各繞組到地（鐵心）之間的絕緣電阻值。4 .各繞組的電壓和變壓比5 .磁化電流I一次側(cè)加上額定電壓，二次側(cè)開路時(shí)的一次電流稱為磁化電流。I 一般為一次額定電流的3% 4 %。磁化電流太大，變壓器不能使用，表明一次繞組匝數(shù)繞少了（即電感 量不夠）或鐵心結(jié)合處距離太大或鐵心的磁導(dǎo)率太小。練習(xí)填表自耦

11、變壓器多繞組變壓器電壓互感器電流互感器三相變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作用注意點(diǎn)計(jì)算公式布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編） 4.問答與計(jì)算題（5）、（6）。岳課 111 6三相異步電動(dòng)機(jī)*課型新課授課班紉授課時(shí)數(shù)41學(xué)目標(biāo)1 .掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理，并熟悉它的銘牌數(shù)據(jù)的意義。2 .掌握三相異步電動(dòng)機(jī)極數(shù)與轉(zhuǎn)速的計(jì)算。0 .3學(xué)重度1 .三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。2 .三相異步電動(dòng)機(jī)極數(shù)與轉(zhuǎn)速的計(jì)算。1教學(xué)難度旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生。與歹2情分析學(xué)生已掌握磁場(chǎng)的知識(shí)。如 耶'學(xué)效味L2N *數(shù)后記課前復(fù)習(xí)i.電磁感應(yīng)現(xiàn)象。新課2.右手定則、左手定則。第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)

12、原理，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩的原動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可分為：交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)分為：?jiǎn)蜗嚯妱?dòng)機(jī)和三相 電動(dòng)機(jī)，三相電動(dòng)機(jī)分為：同步和異步。一、結(jié)構(gòu)1 .定子機(jī)座：保護(hù)和散熱作用。鐵心：是電動(dòng)機(jī)的磁路部分。由彼此絕緣的硅鋼片疊成。目的是減小鐵損（渦流 和磁滯損耗）。繞組：是電動(dòng)機(jī)的電路部分。三組，空間位置彼此相差120。2 .轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸：輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。鐵心：由彼此絕緣的硅鋼片疊成。繞組：繞線式、籠型、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2 .結(jié)論：當(dāng)空間彼此相差 120的三個(gè)相同的線圈通入對(duì)稱三相交流電時(shí)，就能夠產(chǎn)生與電流有相同角速度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(即在一個(gè)周期內(nèi)電流的相位角變化了360 ,其合成磁場(chǎng)的方

13、向在空間也旋轉(zhuǎn)了360 )。3 .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與三相電源的相序一致。要使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，只要改變電 源的相序，即只要把接到三相繞組始端上的任意兩根電源線對(duì)調(diào)，就可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)的反轉(zhuǎn)。4 .直流電恒定磁場(chǎng)單相交流電脈動(dòng)磁場(chǎng)三相交流電一一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三、工作原理1 .原理定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，就切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感線，所以在閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流；轉(zhuǎn)子 導(dǎo)體中感應(yīng)電流一產(chǎn)生就受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的力矩作用，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。2 .電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相同的。3 .電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 no。這是三相異步電動(dòng)機(jī)

14、工作的必要條件。若n no無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，無(wú)感應(yīng)電流， 不轉(zhuǎn)動(dòng)。四、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速1 .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(1)磁極對(duì)數(shù)p,它的大小由每個(gè)繞組中串聯(lián)的線圈個(gè)數(shù)決定。若每相繞組只有 一個(gè)線圈，繞組的始端之間相差120 ,則p 1;若每相繞組有兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差60 ,則p 2;依次類推。60 f(2) no P若 f 50 HzP 1, n0 3000 r minP 2, n0 1500 r min2.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(1)轉(zhuǎn)差率(2)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nn° n s n。100 %n0 ( 1 s)。五、銘牌1 .型號(hào)2 .電壓：指額定運(yùn)行時(shí)定子繞組應(yīng)加的線電壓數(shù)值。3 .電流：指額定運(yùn)行

15、時(shí)定子繞組的線電流值。4 .轉(zhuǎn)速：S在1% 9 %之間，能正常工作。5 .功率和效率(1)功率指額定運(yùn)行時(shí)輸出功率P2。輸入功率Pi = , 3 Ui Ii cos(2)效率Pic,100 %P26 .功率因數(shù)指滿載時(shí)的值。7 .接法指定子繞組的接法。8 .絕緣等級(jí)指額定運(yùn)行時(shí)機(jī)內(nèi)溫度最高點(diǎn)處所容許的極限溫度值。9 .工作方式：連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)。習(xí)題(電工基礎(chǔ)第 2版周紹敏主編) 1 .是非題(7) (10)。1 .三相異步電動(dòng)機(jī)的組成，各部分起的作用。2 .三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理小結(jié)3 .三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算。4 .動(dòng)機(jī)的額定功率、額定電壓、額定電流。習(xí)

16、題(電工基礎(chǔ)第 2版周紹敏主編)布置作業(yè)4.問答與計(jì)算題(7)(9)。 111 - 7三相異步電動(dòng)機(jī)的控制課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2彳（學(xué)目標(biāo)了解三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的基本原理與基本方法。心方重點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)的基本原理與基本方法。（學(xué)難點(diǎn)制動(dòng)的基本原理與基本方法。學(xué)?情分析0（學(xué)效球2Jx數(shù)后記.課前復(fù)習(xí)在相同的線電壓下，Y形聯(lián)結(jié)時(shí)的線電流和A形聯(lián)結(jié)時(shí)的線電流的新課 關(guān)系。第七節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的控制一、起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)有全壓起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種。1 .直接起動(dòng)(全壓起動(dòng))加在電動(dòng)機(jī)定子繞組的起動(dòng)電壓是電動(dòng)機(jī)的額定電壓，這樣的起動(dòng)叫全壓起動(dòng)。(1)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子電流很大

17、，定子電流也很大。(2)適用于小型電動(dòng)機(jī)。(3)缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大，是額定工作電流的57倍，使電動(dòng)機(jī)本身的使用壽命降低，同時(shí)，還影響同一電網(wǎng)上鄰近電氣設(shè)備的正常工作。2 .降壓起動(dòng)減小起動(dòng)電流，避免直接起動(dòng)時(shí)的缺點(diǎn)。(1 )串電阻降壓起動(dòng)一一在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將電阻串聯(lián)在定子繞組與電源之間的起 動(dòng)方法。(2)星形 一三角形換接起動(dòng) 一一電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)把定子繞組連成星形，等到1-轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換成三角形的起動(dòng)方法。起動(dòng)電流僅為直接起動(dòng)時(shí)的 一，只適用于3正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形連接的電動(dòng)機(jī)。例1:已知：In 15A, Is In 6 ( Is為直接起動(dòng)的起動(dòng)電流)，求：采用丫 起 動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流

18、為多大？(3)自耦降壓起動(dòng)二、調(diào)速n no ( 1 s ) ( 1 -s ) 60fP1 .變頻調(diào)速2 .變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：只適用于繞線式轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)方法：在轉(zhuǎn)子電路中接入一個(gè)調(diào)速電阻，通過(guò)改變電阻的大小來(lái)改變轉(zhuǎn)速。3 .變極調(diào)速三、反轉(zhuǎn)只要將三根相線中任意兩根對(duì)調(diào)即可四、制動(dòng)1 .機(jī)械制動(dòng)2 .電氣制動(dòng)（1）反接制動(dòng)：在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，將接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)調(diào)位置， 使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)， 而轉(zhuǎn)子由于慣性仍在原方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)的轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而起制動(dòng)的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，利用某種控制電器將電源自動(dòng)切斷， 否則，電動(dòng)機(jī)將會(huì)反轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：反接后旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電動(dòng)機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速（ n no ）很大，因而電流較大。（2）能耗制動(dòng)：在切斷三相電源的同時(shí)通入直流電，該直流電的恒定磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)動(dòng) 的轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣性運(yùn)動(dòng)的方向相反，從而使電動(dòng)機(jī)停下來(lái)。練習(xí)小結(jié)布置作業(yè)1 .全壓起動(dòng)、降壓起動(dòng)的概念。2 .降壓起動(dòng)的方法。3 . Y A降壓起動(dòng)的原理