• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      《變壓器》教學(xué)中理想化模型的建立

      2019-05-08 08:06秦文元
      新課程·下旬 2019年3期
      關(guān)鍵詞:副線圈磁通量鐵芯

      秦文元

      我們?cè)谔幚砦锢韱?wèn)題時(shí),為了便于研究,往往會(huì)舍棄非本質(zhì)的次要因素,抓住對(duì)所要研究問(wèn)題起主要作用的因素,建立理想化的物理模型,簡(jiǎn)稱理想模型。理想化方法是研究物理問(wèn)題的重要思想方法。

      在高中物理學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的理想模型有質(zhì)點(diǎn)、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、點(diǎn)光源、光滑曲面等。例如,我們現(xiàn)在使用的教材中關(guān)于《變壓器》的一節(jié),在現(xiàn)行教材中給出的兩個(gè)等式只適用于理想變壓器,教材在“什么樣的變壓器才是理想變壓器”這個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題上用“這種忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器,稱為理想變壓器”這樣的一句話就把這個(gè)問(wèn)題給避過(guò)去了,并沒(méi)有提出變壓器的理想化條件,建立理想模型。教材中提出變壓器的理想模型就是因?yàn)閷?shí)際變壓器在工作時(shí)存在能量損失而且只有理想變壓器的電壓、電流和匝數(shù)才能夠滿足后面經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得出的結(jié)論。如果沒(méi)有任何過(guò)渡而突然地引入變壓器的理想化模型,不但會(huì)使教學(xué)環(huán)節(jié)銜接不自然,而且可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)關(guān)系式應(yīng)用條件的認(rèn)識(shí)模糊,對(duì)能量損失的原因一知半解,不利于知識(shí)的拓展。通過(guò)在一線的教學(xué)實(shí)踐與不斷探索中我總結(jié)出,突出變壓器的理想化模型,應(yīng)是處理本節(jié)教學(xué)內(nèi)容所遵循的基本原則,明確“理想變壓器”的概念遠(yuǎn)遠(yuǎn)比含糊其辭要好。

      因此,在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí),在引入新課后,在分析變壓器的工作原理基礎(chǔ)之后,教師應(yīng)該以能量的轉(zhuǎn)化和傳輸為核心,引導(dǎo)學(xué)生分析變壓器傳輸電能時(shí)因各種原因而產(chǎn)生的電能損耗。為了體現(xiàn)這一點(diǎn),我在教學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)了如下教學(xué)過(guò)程:

      老師:若使變壓器中的鐵芯不閉合或撤去鐵芯,副線圈是否還會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象?

      學(xué)生:原線圈中的磁通量仍有部分通過(guò)副線圈,當(dāng)磁通量變化時(shí)還會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

      老師:既然這樣,為什么還說(shuō)鐵芯是變壓器的重要組成部分?

      演示實(shí)驗(yàn) 使可拆變壓器的鐵芯由不閉合到閉合,如圖所示:可以觀察到接在副線圈兩端的小燈泡亮度從較暗到正常發(fā)光。

      原因分析:若無(wú)鐵芯或鐵芯不閉合時(shí),原線圈中的磁感線只有一小部分貫穿副線圈,大部分漏失在外,有了閉合鐵芯,由于鐵芯被磁化,絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部而貫穿副線圈,大大地增強(qiáng)了變壓器傳輸電能的作用。

      老師:可見(jiàn),漏失的磁感線不能起到傳輸電能的作用。有了閉合鐵芯后,漏失的磁感線大大減少,但能完全避免漏失嗎?

      學(xué)生:不能,仍然會(huì)有一小部分磁感線漏失在周圍空間。

      老師:因此,變壓器副線圈輸出的電能比原線圈輸入的電能小。實(shí)際變壓器工作時(shí),除了因漏磁而損耗電能外,還有哪些方面的原因也會(huì)引起電能損耗呢?

      先留出時(shí)間讓學(xué)生思考,鼓勵(lì)學(xué)生提出猜想,再讓一位學(xué)生用手觸摸工作后的變壓器線圈和鐵芯,并說(shuō)出觸摸的感覺(jué)。

      學(xué)生:由于原副線圈有電阻,電流通過(guò)時(shí)要發(fā)熱;鐵芯在反復(fù)磁化時(shí)也要發(fā)熱,都要損耗電能。

      老師:變壓器工作時(shí),能量損失主要有哪幾個(gè)方面?

      學(xué)生自己歸納后得出:(1)原副線圈的電阻發(fā)熱;(2)磁感線漏失;(3)鐵芯發(fā)熱。

      老師:完全正確,實(shí)際變壓器工作時(shí),有很小的功率損耗,功率損耗的形式有三種:銅損、鐵損和磁損。(1)銅損:雖然銅導(dǎo)線的電阻很小,但是當(dāng)變壓器工作時(shí),有電流通過(guò)線圈,線圈中仍然會(huì)有熱量產(chǎn)生,導(dǎo)致能量損耗,這種損耗叫銅損;(2)鐵損:當(dāng)原副線圈中有交變電流通過(guò)時(shí),在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量,鐵芯中就會(huì)因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦流,使鐵芯發(fā)熱而導(dǎo)致能量損耗,這種在鐵芯中損失的能量叫鐵損。為了減少鐵損,變壓器鐵芯常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成,使渦流被限制在狹窄的薄片之間,回路電阻增大,渦流大為減弱,從而減少了鐵損;(3)磁損:變壓器工作時(shí),原副線圈產(chǎn)生的交變磁通量絕大多數(shù)通過(guò)鐵芯,但也有很少一部分磁通量從線圈匝與匝之間漏掉,即有漏磁,這就使得通過(guò)原副線圈的磁通量并不相等,這漏掉的磁通量會(huì)在周圍空間形成電磁波而損失一部分能量,這種損耗叫磁損。

      現(xiàn)在,由于在材料和技術(shù)上采取了許多有效措施,實(shí)際變壓器在工作時(shí),損失的能量雖然有三種途徑,但損失的能量只占輸入能量很小的一部分,特別是大型變壓器,效率可以達(dá)到97%~99%,電能損耗很少。因此,我們可以忽略電能的損耗,建立理想化的物理模型:這樣一種完全沒(méi)有能量損耗的變壓器,我們稱它為理想變壓器。

      教學(xué)中,我們弄清了變壓器工作時(shí)產(chǎn)生能量損失的各種因素,通過(guò)分清主次,并突出主導(dǎo)因素,建立了理想變壓器的模型。后面的教學(xué)中就以理想變壓器為對(duì)象,進(jìn)一步研究其工作特性和變壓規(guī)律。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析導(dǎo)出理想變壓器原副線圈的功率關(guān)系、電壓關(guān)系和電流關(guān)系。經(jīng)過(guò)這樣處理后,我的教學(xué)思路嚴(yán)謹(jǐn)清晰,教學(xué)過(guò)程自然流暢,不僅能夠使學(xué)生準(zhǔn)確地理解理想變壓器的工作原理和工作特性,而且還能使學(xué)生再次學(xué)習(xí)建立物理模型的方法,有利于提高學(xué)生的分析概括能力。

      注:本文系2018年甘肅省教育科學(xué)規(guī)劃課題《崆峒區(qū)高中物理實(shí)驗(yàn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查及厲行節(jié)約策略研究》成果,課題立項(xiàng)號(hào):GS[2018]GHB2916)。

      編輯 高 瓊

      猜你喜歡
      副線圈磁通量鐵芯
      一種橡膠圈內(nèi)置鐵芯壓合自動(dòng)化生產(chǎn)線的備料系統(tǒng)
      交變電流結(jié)合理想二極管類試題深度剖析
      淺析磁通量變化量在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用
      對(duì)含有二極管電路的一點(diǎn)探討
      卷鐵芯自耦變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
      輸入端含負(fù)載的變壓器問(wèn)題的處理方法
      解讀理想變壓器的規(guī)律
      磁通量概念解讀
      磁通量概念解讀
      變壓器鐵芯故障接地的分析與處理
      清徐县| 长垣县| 衡阳市| 高平市| 合川市| 瑞昌市| 岳西县| 梅州市| 宝鸡市| 宁蒗| 郯城县| 厦门市| 兴安县| 宣威市| 淳化县| 哈密市| 昌吉市| 麦盖提县| 房产| 江孜县| 名山县| 夏邑县| 铅山县| 柳州市| 东安县| 滕州市| 泰安市| 绥滨县| 金阳县| 彭泽县| 志丹县| 象州县| 宿州市| 时尚| 邓州市| 鹤山市| 丰镇市| 榕江县| 上虞市| 酉阳| 庄浪县|