電工基礎(chǔ)電子

1、課題11 1變壓器的構(gòu)造11 2變壓器的工作原理課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)3教學(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。教學(xué)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。教學(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。教學(xué)效果教后記課前復(fù)習(xí)1電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2右手螺旋定則。3楞次定律。新課第一節(jié)變壓器的構(gòu)造一、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（副繞組）：與負(fù)載相連的線圈。3其他附件絕緣層冷卻設(shè)

2、備鐵殼或鋁殼（電磁屏蔽作用）二、用途和種類(lèi)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(lèi)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E1 = N1E2 = N2 所以=2因U1 » E1，U2 » E2結(jié)論 » = K即一次、二次繞組兩端電壓與繞組匝數(shù)成正比，K稱(chēng)為變壓比。3討論K > 1，即N1 > N2 ，U1 > U2 降壓K < 1，即N1

3、< N2 ，U1 < U2 升壓 三、變換交流電流1推導(dǎo)由P1 = I1 U1 cos j1，P2 = I2 U2 cos j2，P1 = P2cos j1 » cos j2得I1 U1 » I2 U22結(jié)論 » = 即一次、二次繞組中電流與繞組匝數(shù)成反比。3提問(wèn)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1推導(dǎo)由=，=得 = ()2 = K2 2結(jié)論在二次側(cè)接上負(fù)載阻抗時(shí)，就相當(dāng)于使電源直接接上一個(gè)阻值為K2的阻抗。例1：例13變換阻抗的應(yīng)用使負(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。例2：

4、例2 五、變壓器的外特性和電壓變化率 1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(chēng)為變壓器的外特性。（2）外特性曲線2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DU = ´ 100 %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。練習(xí)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）。小結(jié)1變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2要求學(xué)生熟記變壓器應(yīng)用的三個(gè)公式，并強(qiáng)調(diào)公式的適用條件，應(yīng)用時(shí)要特別注意。布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）4問(wèn)答與計(jì)算題（1

5、）（3）。課題11 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教學(xué)目標(biāo)掌握變壓器功率和效率的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)功率和效率的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)一次電流的計(jì)算。學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新課課前復(fù)習(xí)變壓器的作用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P1 = U1I1 cos j12二次輸出功率P2 = U2 I2 cos j13損耗功率 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1二次輸出電壓的大小隨一次輸入電壓的變化

6、而變化（即U2的大小由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）；3一次輸入功率隨二次輸出功率的變化而變化（即P1的大小由P2決定）。三、效率效率是指輸出功率與輸入功率的百分比，即h = ´ 100 %例1：本節(jié)例題通過(guò)例題總結(jié)出解題規(guī)律：U2P2P1I1。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。布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）3填充題（1）（4）；4問(wèn)答與計(jì)算題（4）。課題11 4常用變壓器11 5變壓器的額定值和檢測(cè)課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(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

7、及檢測(cè)方法。教學(xué)重點(diǎn)常用變壓器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和用途。教學(xué)難點(diǎn)學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新課課前復(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)常用變壓器一、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» = K，U2 = U1即：改變N2即可改變U2。 4優(yōu)缺點(diǎn)與同容量變壓器相比重量輕、體積小，用銅量少、效率高。 » = ；I1 » I2所以Icb = I2 - I1 = I2 - I2 = I2（1 - ）Icb < I2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。二、多繞組變壓

8、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，P1 = I1 = 三、互感器1電壓互感器（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)N1 >> N2（2）作用測(cè)量高電壓。（3）分析»= K >> 1；U1 = KU2（4）注意點(diǎn)二次繞組不能短路（配套一只電壓表），二次繞組和鐵心要可靠接地。2電流互感器（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)N1 << N2N1 < N2（2）作用：測(cè)量大電流。（3）分析 » =，K << 1所以I1 »I2（4）注意點(diǎn)二次繞組不能開(kāi)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

9、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

10、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Im一次側(cè)加上額定電壓，二次側(cè)開(kāi)路時(shí)的一次電流稱(chēng)為磁化電流。Im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)小結(jié)填表自耦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(wèn)答與計(jì)算題（5）、（6）。課題11 6三相異步電動(dòng)機(jī)課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)4教學(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)

11、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。教學(xué)重點(diǎn)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。教學(xué)難點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生。學(xué)情分析學(xué)生已掌握磁場(chǎng)的知識(shí)。教學(xué)效果教后記新課課前復(fù)習(xí)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象。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)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12

12、0°。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、籠型二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生1講解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(chēng)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 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三、工作原理1原理定子繞組通入對(duì)稱(chēng)的三相交流電，產(chǎn)生

13、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n0。這是三相異步電動(dòng)機(jī)工作的必要條件。若n = n0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(lèi)推。（2）

14、n0 = 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s = ´ 100 %（2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n = 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P1 = Ul Il cos j（2）效率h = ´ 100 %6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

15、溫度值。9工作方式：連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)。練習(xí)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）1是非題（7）（10）。小結(jié)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。布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）4問(wèn)答與計(jì)算題（7）（9）。課題11 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教學(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。教學(xué)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。教學(xué)難點(diǎn)制動(dòng)的基本原理與基本方法。學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新課課前復(fù)習(xí)在相同的線電

16、壓下，Y形聯(lián)結(jié)時(shí)的線電流和形聯(lián)結(jié)時(shí)的線電流的關(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，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)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 三角形換接起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)把定子繞組連成星形，等到轉(zhuǎn)速接近額

17、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，只適用于正常運(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Y - D 起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為多大？（3）自耦降壓起動(dòng)二、調(diào)速 n = n0 ( 1 - s ) = ( 1 s ) 1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(chē)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)，

18、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 + n0 ）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)1全壓起動(dòng)、降壓起動(dòng)的概念。2降壓起動(dòng)的方法。3Y降壓起動(dòng)的原理。4改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的方法；使三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的方法。5三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方法。布置作業(yè)習(xí)題（電工基礎(chǔ)第2版周紹敏主編）2選擇題（5）（10）。課題11 8單相異步電動(dòng)機(jī)課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)了解單相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理和用途。教學(xué)重點(diǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理。教學(xué)難點(diǎn)起動(dòng)原理和方法。學(xué)情分析學(xué)生會(huì)用相量圖分析RLC串聯(lián)電路。教學(xué)效果教后記新課課前復(fù)習(xí)1電流的磁場(chǎng)。2右手定則、左手定則。第八節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)：用單相交流電源供電的電動(dòng)機(jī)。構(gòu)造：由定子和籠型轉(zhuǎn)子組成。一、工作原理1由于單相交流電產(chǎn)生的是脈動(dòng)磁場(chǎng)，而脈動(dòng)磁場(chǎng)可認(rèn)為由兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)速相同、但轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所合成。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，合轉(zhuǎn)矩為零