电磁铁电磁继电器课件(精选12篇)
【教学目标】
知识与技能
1.知道什么是电磁铁;
2.知道电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关;
3.了解电磁铁在生活中的应用;
4.知道电磁继电器及其构造和工作原理。
过程与方法
1.通过对实验猜想和观察、分析,提高学生分析、归纳的能力;
2.通过阅读说明书和观察电磁继电器,知道如何使用电磁继电器,提高学生的观察、分析及操作能力。
情感态度与价值观
1.通过认识电与磁之间的相互联系,使学生乐于探索自然界的奥妙,养成学生的学习热情和求是态度,初步领会探索物理规律的方法;
2.通过了解物理知识的实际应用,认识科学发明就在我们身边,认识科学及其相关技术对社会发展、人类生活的影响,提高学习物理的兴趣。
【教学重点】
电磁铁的特性和应用、电磁继电器的构造和工作原理。
【教学难点】
电磁铁的特性、电磁继电器的工作原理。
【教学准备】
教师准备:自制多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、大铁钉、漆包线(5m)、开关、导线、电源、滑动变阻器、大头针、电铃等;
学生分组:电磁继电器、铁钉、漆包线(5m)、开关、导线、电源、滑动变阻器、大头针等
【教学过程】
主要教学过程
教学环节及内容 教师活动 学生活动
一、激趣导入
【情境创设】
小明帮老师整理实验室时,不小心把一盒大头针撒落地面上了;——结合所学知识,你能帮小明想到一个好方法来收集这些大头针吗?
【设置悬念】
被磁铁吸起的大头针能不能自动掉入盒子里?
演示电磁铁收集大头针的工作过程
【引入新课】
这一种想有磁性就有、想没有磁性就没有的磁铁到底是什么?今天我们就来揭开它的神秘面纱。让我们一起走进——电磁铁 电磁继电器 交流热议:
1、用手捡起来就是了
(很困难且容易扎手)
2、用磁铁吸引
(轻松但容易扎手)
3、……
认真观察老师的演示实验、思考
(设计意图:联系实际,设置疑问,创设物理情境,激发学生兴趣,使学生认真观察、思考。)
二、探究新知
1.电磁铁
【问题过渡】
要使螺线管的周围产生磁场,根据我们学过的知识,可采用什么方法?如果要使通电螺线管的磁性增强,应该怎么办呢?
【引导实验】
先将小磁针放在螺线管的两端,通电后观察小磁针偏转的程度,再将铁棒插入螺线管,通电后观察小磁针偏转的程度?
【实验器材】螺线管、铁棒、小磁针、开关、电源、导线。
【提出问题】
1.小磁针的偏转程度哪个大?这表明什么?
2.为什么插入铁棒后,磁性会增强呢?
我们把插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁
学生思考、交流、讨论。
回答预设:
(1)螺线管通电。
(2)……。
根据实验现象思考问题并积极发表见解。
回答预设:
1.插入铁棒后,小磁针的偏转程度增大,这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。
2.铁棒被磁化,也要产生磁场,于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场,因而磁场大大增强了。
(设计意图:通过直观的实验体验,认识电磁铁,并感受电磁铁的特点。)
2.电磁铁的磁性
(1)自制简易电磁铁
(2)实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素
(3)电磁起重机
(4)磁悬浮列车
【情景过渡】
自己动手,利用桌上的器材做一个简易电磁铁
【提出问题】
1.用自己做的简易电磁铁靠近大头针,现象如何?
2.与其他同学做的电磁铁相比如何?
3.现象不同,说明了什么?
4.影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些?
【实验探究】(控制变量法)
对于外形相同的螺线管,电磁铁磁性的强弱影响因素有哪些?
1.改变电路中的电流大小:
结论:匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强。
2.改换不同匝数的螺线管:
结论:电流一定时,外形相同的螺线管匝数越多,电磁铁的磁性越强
【视频播放】
电磁铁的实际用途很多,最直接的应用之一就是电磁起重机
你还知道电磁铁的哪些用途?
磁悬浮列车简介:
积极动手、用心制作
根据现象思考并积极发表见解。
回答预设:
1、吸引大头针
2、我的吸引的大头针比他的多(少)
3、吸引大头针数目的多少说明电磁铁磁性的强弱
4、猜想预设:
1.电流大小
2.线圈外部形状
3.线圈匝数多少
……
动手操作,观察体验。
观察现象:
1.电流大的电磁铁吸引的铁钉数目多、磁性强
2.匝数多的电磁铁吸引的铁钉数目多、磁性强
(设计意图:通过实验现象,感受知识的推理过程,并学会控制变量法和转换法的科学研究方法。)
仔细观看视频,了解并思考电磁铁的应用原理
回答预设:电动机、发电机、洗衣机、电冰箱、电铃等
磁悬浮列车……
认真观看
(设计意图:渗透爱国主义教育,激发学生探求欲望。)
3.电磁继电器
(1)电磁继电器的结构和工作原理
(2)电磁继电器的应用
【过渡问题】
高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响,如何才能完成工作而又不会造成人身伤害?如何自动控制、远距离控制?
【播放视频】电磁继电器的结构和工作原理
【想想议议】
1.电磁继电器的结构是什么?
2.电磁继电器的工作原理是什么?
总结:电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
【顺势提问】
用电磁继电器控制电路有什么好处?
【实际应用】
水位自动报警器、温度自动报警器、门铃等
利用多媒体给出以上报警器的电路
思考、交流。
观看、记忆:
利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
----电磁继电器。
回答预设:
1.由电磁铁、弹簧、衔铁、触点组成;其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
2.通电时,把衔铁吸下来使触点接触,工作电路闭合.断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路
学生交流讨论答案预设:
1.用低电压、弱电流控制高电压、强电流;
2.实现远程遥控、自动化控制等。
自主分析、小组议论
(设计意图:利用多媒体动画展示电磁继电器的构造和工作原理以及各种应用,学生印象深刻。)
三、课堂小结 回顾本节课“你学到了什么?” 学生讨论发言,梳理本节知识要点
——见附件1。
四、课堂检测 教师巡视、讲评。完成同步训练
——见附件2。
通过中学所学的物理知识我们能够得知所有带电的物体周围存在着磁场, 变化的电场产生变化的磁场, 也就产生了电磁波。我们知道电磁波产生的过量电磁辐射能够阻碍到其他设备的正常运作。现在的车辆已经于最初的车辆有着很大的差异, 正逐步的从人工操作向人工智能方面发展。车上有了大量接收电磁波的设备, 例如卫星导航, 移动电话等。电磁的兼容是指电子设备能在电磁环境中正常运作不受影响, 也不干扰其他电子产品的工作。这就要求安装在汽车内部的电子设备对其他外在的电磁有一定的抗干扰能力, 还要求该汽车电器产生的电磁在一定限度内不能干扰其他设备, 使多个电子产品可以在同一空间中共存。
2 汽车的电磁干扰现象
电磁干扰具体来讲就是影响了电子设备的接受信号, 产生了噪音。汽车上的电子设备由总线控制, 各个设备间就能通过线路的连接产生干扰。现象一:当汽车在有高强度的电磁区域路过时, 汽车上的仪表会产生奇怪的摆动, 收音机中会发出“刺啦, 刺啦”的噪音。现象二:汽车在雨天, 启动雨刮器, 达到一定车速时, 汽车的发动机燃油点火电子控制系统失去作用。现象三:某一型号的客车在打转向灯时车门打开了。
这些都是由电磁作怪使车上的功能不能正常使用, 都是导致汽车发生事故的原因。这些干扰是怎么产生的和怎么能减少这些干扰保证行车安全是我们现在要解决的问题。
3 电磁干扰的来源
干扰来源主要有三种:第一种是外界或自然的干扰, 经过有高压电线输出设备、大功率的无线电发射基地、雷电辐射与太阳辐射的干扰;第二种是汽车在高速行驶与空气之间产生摩擦, 从而产生静电对汽车进行干扰;第三种是车载干扰, 汽车上的电子设备的电线捆绑在一起, 在车内狭小的空间内就容易产生电磁辐射干扰正常的工作。汽车的点火系统是这其中最主要的组成。以上所说的干扰中影响最大的是来自汽车内部的干扰。汽车内的供电系统的异常电压会在汽车内产生异常的电磁波, 在点火开关时电压的瞬间变化太大以至于会产生磁场的瞬间增加或衰减, 这一现象会对车内敏感的配件产生影响导致其损坏;汽车触点放电的干扰, 内部电器的线束、开关、线圈等都有电流通过, 在打开开关通电时线束、线圈产生的电磁也足以干扰其他设备的正常工作;汽车不仅会和外部空气之间产生静电, 在汽车内部只要有摩擦就可以产生静电, 车内空气与驾驶员之间的静电, 驾驶员衣物与座椅的摩擦, 虽然这些静电很小, 但是也要进行放电措施, 放电的电流就会产生电磁辐射进行干扰。
4 汽车电磁兼容性存在的问题与提高措施
4.1 电磁兼容存在的问题
解决汽车的电磁兼容性就必须要考虑这几个问题, 第一, 如何将电器产生的电磁控制减小到最小;第二, 汽车内部电压的瞬间变化是如何干扰汽车正常工作的电磁环境的;第三, 怎么降低电磁的敏感度。
4.2 怎样提高电磁兼容性
提高电磁的兼容性最主要的措施是降低电器的电磁强度, 首先要降低发电机中的电流, 其次早在车灯等会在瞬间产生电流的地方加上电弧抑制器, 最后在有电刷的地方加上换向器, 电容要很好的过滤电磁波。在降低了汽车内部的电磁干扰后还要考虑电磁的主要传播途径, 电磁干扰的传播一般分为传导干扰与辐射干扰这两种形式, 传导干扰是通过电流沿着电路进行传递, 传到汽车的敏感器件时就会产生干扰的现象;辐射干扰是通过空气或者其他介质以电磁波的形式向周围进行辐射, 以影响周围其他设备正常工作的磁场, 使设备受到干扰不能正常的运行, 汽车受到损害。
4.3 解决电磁干扰措施
第一种措施, 在进行汽车的设计时就应当做好应对高压电流产生的干扰磁场的措施, 单个电流产生的磁场是很微弱的, 用比较厚的绝缘效果好的材料包裹高压线路能有效的降低电磁辐射。在产生火花的地方采用金属遮盖, 让对电器产生干扰的电磁波传导不出去也无法向外面产生辐射, 但是这个措施会加大汽车的生产成本。第二种措施, 在点火开关等位置的高压电路中加入阻尼电阻, 大阻值的电阻能有效的抑制电磁的干扰, 但是过大阻值的阻尼电阻会导致点火开关不能正常使用。但是在一些特殊用途的车辆上, 阻尼电阻抑制的电磁波还不够, 我们可以试着在车上安装滤波器, 过滤电磁波减弱电磁的干扰。第三种措施, 使用电容器来吸收点火的火花, 来减弱点火瞬间产生的高频率的电磁波的辐射, 以达到减少干扰的作用。并且电容器的安装相较于加装金属覆盖物价格便宜, 经济合理, 电容器的应用技术也相对成熟, 会使汽车的安全指数增加。第四种措施, 合理布置汽车内部的各种线路, 大功率的电路远离敏感电器, 尽可能的将大功率的电路与小功率的电路分开, 减少线束间产生的电磁干扰。
5 结语
解决电磁波的干扰确实是一个很重要的任务。汽车的电子设备的兼容性研究在我国起步晚, 我们最开始一直是购买国外的技术, 近几年才进行研究。汽车作为现在交通的主要工具, 它的性能的安全受到所有民众的关注。电磁兼容性的研究提高了我国汽车产品的质量, 有了出口竞争力, 推动经济发展。
参考文献
2. 电磁继电器的工作电路由电路和电路两部分组成.
3. 图1是电磁选矿的示意图.当电磁选矿机工作时,铁砂将落入____(填“A”或“B”)坑.
4. 电磁铁是一个带有铁芯的螺线管,有着广泛的应用.在实际使用中要增强其磁性,以下方法中可行的是().
A. 减少线圈的匝数
B. 增大线圈中的电流
C. 改变线圈中电流的方向
D. 减小线圈两端的电压
5. 如图2所示,当工作电路发生故障而断开时,铃响报警;故障排除后工作电路接通时,绿灯和白灯亮,铃不响,则图中().
A. a是电铃B. b是电铃
C. c是电铃D. a是绿灯
6. 一个能够自由转动的矩形线圈,悬挂在磁场中,通电后线圈不动,这可能是().
A. 线圈中的电流方向接反了B. 线圈中通的是交流电
C. 线圈此时正好处在平衡位置 D. 以上讲法都不对
7. 要改变直流电动机的转向,可采取的办法是().
A. 增强磁极的磁性
B. 增加电源电压
C. 增加线圈中的电流
D. 改变线圈中的电流方向或对调磁铁的磁极
8. 直流电动机的工作原理是().
A. 电磁感应现象
B. 线圈在磁场中转动产生电流
C. 通电导线周围有磁场
D. 通电线圈在磁场中受力而转动
9. 将小电动机M与小灯泡按如图3所示的电路连接,在小电动机M的转轴上绕线,然后用力拉线,使小电动机M转动,发现小灯泡发光.该现象中下列说法错误的是().
A. 电产生了磁,使电动机转动
B. 磁产生了电,使小灯泡发光
C. 电动机是电源
D. 转速越快,灯越亮
10. 如图4是电磁继电器的构造和工作电路示意图,要使它的电磁铁对衔铁的吸引力大些,以下做法可行的是().
A. 增加电源B的电压
B. 减少电磁铁线圈的圈数
C. 增加电源A的电压
D. 去掉电磁铁线圈中的铁芯
11. 小张同学在制作、研究电磁铁的实验中,用大铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个电磁铁,并找来了电源、开关、滑动变阻器、导线和大头针等实验器材,连成如图5所示的电路.
(1)该图是用以探究电磁铁的磁性强弱与_______的关系的.
(2)小张同学判断电磁铁磁性强弱的依据是_______.
(3)通过观察图中的实验现象,可以得到电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系是_______.
(4)电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用,以下装置中利用电磁铁特点工作的是_______(填写序号).
A. 电铃 B. 玩具电动机
C. 电磁继电器D. 手摇发电机
12. 为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素,小华以电池(电压一定)、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉以及较长的导线为主要器材,进行了如图6所示的简易实验.
(1)要改变电磁铁电流的大小,可以通过____来实现;要判断电磁铁磁性强弱,可以通过观察____ 来确定.
(2)请完成如下实验表格.
(3)在与同组同学交流讨论时,一个同学提出问题:当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?①你对此的猜想是:____.②现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证的办法:________.
(参考答案见第59页)
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。
当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
(一)知识目标:
1.了解小电机的基本构造。
2.定性地了解电磁铁的构成。
3.了解电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。
(二)能力目标:
1.制作铁钉电磁铁.
2.在实际操作实验中,归纳总结出电磁铁的磁性
(三)情感目标:
通过实践活动,培养学生合作与交流能力,大胆地进行想象,乐于用学到的科学知识解决实际问题,培养学生的创新精神。
重点:
知道电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。
难点:
在实际操作实验中,归纳总结出电磁铁的磁性。
学情分析
“电磁铁”在生活中应用非常广泛,但是对于大部分学生来说了解的非常少,而学生对电动玩具的小电机转动有极大的兴趣。因此,在本节中从学生的兴趣导入,引导学生步步深入,完成教学目标。
教学方法
本节课主要采用了小组合作探究的教学形式,即:发现问题→猜想假设→设计实验→实验→得出结论。
教学过程
一、复习导入。
师:同学们,上节课我们动手拆装了自己的电动玩具,并对自己的电动玩具进行了介绍。那么,这些电动玩具的主要动力装置是什么呢?(小电机、电池)关于小电机,你还想了解哪些知识?
师:同学们的问题很多,我们只有了解电机里的构造,弄明白电机为什么会转动,才能了解小电机里面的其他问题。
二、观察与提问
教师拆开小电机。
师:老师这里有一个小电机,我们一起来看看它里面是什么样子的。(教师拆开小电机。)
二、出示屏幕:小电机的构造。
师:谁来说一说小电机里面是什么样子的?并猜想一下他是怎样转动的?(线圈、转动轴、外壳、磁铁)
师:我们看到铜丝一圈一圈绕起来叫线圈。线圈的圈数教匝数。(板书:线圈(匝数))
三、制作电磁铁,探究电磁铁的性质。
师:你知道了小电机的构造后,有什么新的问题吗?
(同学们的问题有很多,但基本集中在“小电机的电线为什么要绕成一圈一圈的?小电机的转动是否和线圈有关系?”)
1、制作电磁铁
师:我们可以做一个线圈来看一看这个线圈与电机的转动有没有关系。制作线圈的材料是一根漆包线和一枚铁钉。制作线圈的方法是从钉帽一端开始,把漆包线沿着一个方向缠绕在铁定上。老师来跟大家演示一下。(师演示向里缠绕的方法)
师:这是老师缠好的线圈,漆包线在接通电池时要把它两端的绝缘漆刮下来,这样线圈才能通电。那么通电后的线圈具有什么性质呢?怎样来做事实验。
(可以用做好的线圈把桌上的曲别针吸起来试试)
2、实验一:通电的电磁铁有磁性
师:下面我们各组来做实验,请看实验提示
提示:
1、做好分工
2、认真实验
3、随时记录
师:先讨论一下怎样实验,然后在实验中把结果及时记录下。好,开始实验。
师:谁来说一说通电后的线圈有磁性吗?你们上来给大家展示一下吧。
小组汇报:通过实验我们发现,线圈通电后像磁铁一样有了磁性.
教师小结:这个小组通过实验证明了线圈通电后像磁铁一样有了磁性,它的磁性是因为电产生的。所以在科学上我们把这种中间插有铁芯的线圈叫做电磁铁。今天我们就一起来玩电磁铁。(板书:玩转电磁铁)
出示屏幕:我们把这种中间插有铁芯的.线圈叫做电磁铁。
师:电磁铁由几部分组成?(线圈、铁芯)(板书:铁芯)
师:原来通电的线圈就是电磁铁。我们还发现有电磁铁的一个性质,就是通电有磁性。(板书:通电有磁性)
3、实验二:电磁铁由南北极
师:电磁铁通电后像磁铁一样具有磁性,磁铁除了有磁性,它还有什么性质呢?(磁铁有南北极)电磁铁有南北极吗?(有)我们还是做实验来鉴别一下。下面就请小组利用桌上的材料自己设计实验,看看电磁铁是否由南北极。请看实验提示:
1、设计实验
2、动手实验
3、及时记录
师:谁来说一说你们的发现?
师:通过实验我们发现电磁铁确实由南北极。(板书:南北极)谁还有其他发现?
(改变线圈缠绕方向,南北极也不一样)
教师小结:同学们真了不起!通过实验不但知道了电磁铁有南北极,有的小组还找到了改变南北极的方法。下面我通过一个小游戏来考考大家,看看那一组最会玩电磁铁。
四、游戏:“钓鱼比赛”
师:同学们,请看比赛规则
比赛规则:
1、用盘子里的回形针作为“小鱼”,每组准备一个杯子,作为自己的“鱼篓”。
2、每组选一名同学参加比赛。比赛开始后,每组的参赛选手用自己的电磁铁从盘子里“钓鱼”,钓到“鱼”后放到自己的“鱼篓”里,在相同的时间里,钓到最多的获胜。
1、各小组推选参赛代表。
师:给大家一些准备时间,选出参赛代表。
2、开始比赛
师:请参赛选手起立,拿起电磁铁做好准备,小组其他成员可以帮忙。预备开始。
3、汇报比赛结果并交流经验。
1)各小组选参赛代表
2)各小组比赛
3)学生汇报
五、练习:
1、电磁铁由( )和( )组成。
2、电磁铁通电时有( )和( )。
1、要求学生知道电磁铁在通电条件下有磁性,电磁铁也有两极,它的两极是可以改变的。
2、培养学生的制作能力(学会制作电磁铁的方法),试验能力和归纳概括能力。
3、培养学生探究的兴趣和态度。
二、教学准备
1、大头针,2、带绝缘外皮的导线,3、大号铁钉,4、一号电池,5、指南针,6、磁铁,7、电磁铁,8、电池盒,9、橡皮筋。
三、教学形式
采用实际操作试验,教师归纳总结。
四、教学活动
教学环节
教师活动
学生活动
教学意图
1、观察导入3’
1、老师手拿一块磁铁吸一些大头针。提问学生,你们看老师手里拿的是什么?
2、磁铁都有那些性质呢?
3、大家看老师手里的这个装置有没有磁性(边演示边说)。
4、将这个装置接通电源,提问有磁性了马(边演示边说)。
5、这个装置在通电前与通电后有什么不同?
这位同学说得很好,所以我们把在通电条件下具有磁性的装置叫电磁铁。下面就让我们来共同探讨一下有关电磁铁的指示。
吸铁石(磁铁)
1、有两极(南极,北极)
2、同级相斥,异级相吸。
没有。
有了。
通电前无磁性,通电后有磁性。
启发学生
2、制作电磁铁 5’
大家想不想制作一块电磁铁?
那好,我们就先来了解一下电磁铁的制作方法。
1.用导线的任意一端从钉子的任意一端顺一个方向缠绕。
2.可以从里向外缠绕,也可以从外向里缠绕。
3.缠绕的线圈要紧密一些。
4.最后用橡皮筋来固定线头。
(教师边演示边讲)
大家都看明白了没有?
老师手里还有一样东西大家看看认识吗?
如何使用指南针呢?
想。
学生认真边听边观看老师演示。
明白了。
指南针
指南针的小指针有两色红色和白色,红色指北方,因为罗盘上的北是红色的。
学习电磁铁的制作方法。
3、动手实验22’
大家还有什么问题吗?
在开始做实验之前老师提两点要求:
1.制作过程中要充分发挥组员间的分工与合作。
2.有不明白的问题小组讨论或问老师。
能不能做到?
开始做实验。
教师去各组指导学生做实验。
没有了。
能。
培养学生的动手操作式样能力。
4、汇报试验结果 10’
请几组同学汇报试验结果。边说边演示。
学生汇报
培养学生归纳概括总结的能力。
5、填充部分5’
提问:
一个电磁铁,钉子帽一端是北极,我们把线圈的缠绕方向改变,再把电池的正负极改变。问这个电磁铁的钉子帽是什么极?
我们制做的电磁铁,通电电池增加到两节。测试电磁铁吸起的大头钉的数量与一节电池的数量有多少差别?
答案:北极。
剩余电流继电器可与低压断路器或低压接触器等组装成组合式的剩余电流保护器[1],用来对电气线路进行接地故障保护,防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故。
随着电子技术的发展,剩余电流继电器已实现单片机控制及数字化。在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响剩余电流继电器的正常工作[2,3]。IEC第17技术委员会陆续对IEC 60947系列标准进行修订时,在产品标准中增加了电磁兼容(EMC)的要求。因此新编的正在报批的国家标准《剩余电流动作继电器》中也增加了电磁兼容验证要求[4]。
1 电磁兼容验证及要求
1.1 静电放电抗扰度
剩余电流继电器应按GB/T 17626.2-2006的要求进行试验,试验等级:空气放电8 k V,接触放电8 k V。
剩余电流继电器应在专用的金属外壳中进行试验,试验装置应符合图1的要求。
对操作人员可接触的部位,例如,整定装置、键盘、显示器、按钮等进行直接放电试验。直接放电每极性10次,间隔大于或等于1 s。间接放电应施于外壳表面上的选定点,在每一个选定点每极性试验10次,间隔大于或等于1 s。
判定按性能标准B执行,性能标准B:试验时,通以0.3I△n时,剩余电流继电器不应动作。试验后,在突然出现剩余电流I△n的条件下验证正确动作,试验时测量动作时间,动作时间应符合标准的要求。在试验期间,剩余电流继电器可动作,如出现这种情况,后续试验应在最接近的较低的试验等级下进行,这时剩余电流继电器不应再动作。
1.2 电快速瞬变/脉冲群(EFT/B)抗扰度试验
剩余电流继电器应按GB/T 17626.4-1998要求进行试验,采用共模试验,试验等级4,即电源端口:4 k V;信号端口(例如,外接互感器的连接线等):2 k V。
剩余电流继电器应分别按图2(电源端口试验)、图3(信号线端口试验)和图4(对带分离互感器的剩余电流继电器)安装。
对电源和辅助电源端口应采用耦合-去耦网络。对信号端口应采用耦合-去耦网络或耦合夹注入法。骚扰应施加1 min。判定按性能标准B执行。
1.3 射频电磁场辐射抗扰度试验
剩余电流继电器应按GB/T 17626.3-2006的要求进行试验,试验等级3,即10 V/m的要求。
当使用发射极化信号的天线,例如,双锥形天线或对数周期天线,试验应进行二次,一次在水平极性,另一次在垂直极性,并考虑到的二个面应有最大灵敏度。首先在整个频率范围内对试品进行误动作试验,接着试品在各个频率点进行正确动作试验。
试验装置应按图5和图6(对带分离互感器的剩余电流继电器)。
误动作试验,频率在80~1 000 MHz和1 400~2 000 MHz范围内扫描。对每个频率的幅度调制波的停顿时间应在500~1 000 ms之间,步长为先前频率的1%。
正确动作试验,试验应在如下每个频率进行:80,100,120,180,240,320,480,640,960,1 400 MHz和1 920 MHz,在每个频率的电磁场稳定后验证其动作。每个频率的停留时间应大于标准中对I△n规定的最大动作时间。
判定按性能标准A执行,性能标准A:试验时,通以0.3I△n时,剩余电流继电器不应动作。通以1.25I△n时,在每个试验频率时剩余电流继电器应动作,每个频率的停留时间应不小于规定的I△n时的最大动作时间。试验后,在突然出现剩余电流I△n的条件下验证正确动作,试验时测量动作时间,动作时间应符合标准的要求。
1.4 射频电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验(共模)
剩余电流继电器应按GB/T 17626.6-1998的要求进行试验,试验电平:10 V(电源端和信号端)。
电源线应通过耦合-去耦网络M1、M2或M3(适用时)注入骚扰。
信号线应通过耦合-去耦网络注入骚扰。若不可行,可采用电磁夹。
对带分离互感器的剩余电流继电器,通过互感器连接线注入骚扰的试验装置如图6所示。
首先在整个频率范围内对试品进行误动作试验,接着试品在各个频率点进行正确动作试验。
误动作试验,频率在150 k Hz~80 MHz的范围内扫描。对每个频率的幅度调制波的停顿时间应在500~1 000 ms之间,步长为先前频率的1%。
正确动作试验,在如下每个频率进行试验:0.150,0.300,0.450,0.600,0.900,1.20,1.80,2.40,3.60,4.80,7.20,9.60,12.0,19.2,27.0,49.4,72.0 MHz和80.0 MHz。在每个频率的骚扰电压水平稳定后验证其动作。每个频率的停留时间应大于JB 8756-××××中的表2对I△n规定的最大动作时间。判定按性能标准A执行。
1.5 电磁发射试验
具有电子线路的剩余电流继电器可能产生不间断的电磁骚扰。当电子线路的基本开闭频率大于9 k Hz时,应按GB 4824(环境A或环境B)进行发射试验,其发射应不超过规定的极限。射频传导发射(150 k Hz~30 MHz),射频辐射发射(30~1 000 MHz),利用准峰值探测器(guasi-peak detector)测量。
在进行上述试验时,对剩余动作电流和(或)延时可调的剩余电流继电器,应在其最低整定值时进行试验。剩余电流继电器应施加一个合适额定工作电压,主电路没有负载。
2 应对的抑制方法
产品在上述试验出现问题时应具体分析原因,采取相应的应对措施。
在电快速瞬变/脉冲群骚扰信号试验中,骚扰会通过电源线传导耦合进入剩余电流继电器的电路中。剩余电流继电器中的电子电路对脉冲骚扰是比较敏感的。如果其中含有数字电路,对脉冲骚扰更为敏感。进入电子电路的电快速瞬变/脉冲群的骚扰信号通过直接触发和电感应耦合,使其工作异常。因此剩余电流继电器在电源端应有良好的滤波性能。
对于进入电路的电快速瞬变/脉冲群骚扰信号还可以通过印制线路板的地线共阻抗耦合到继电器其它的敏感部分。由于任何地线都具有电阻和电抗,所以当有电流通过就要产生电压降。对于电快速瞬变/脉冲群骚扰信号,其电流变化极快,并且含有大量高频分量,在公共地线上很容易产生电位差。当此电压高于电路的抗扰度电平时,就可能对共用地线的其它电路产生骚扰。因此印制线路板的地线应尽量的宽而短。
如果剩余电流继电器的绑线不合理,当通过电快速瞬变/脉冲群骚扰信号时也会引起骚扰。如强电和弱电回路的导线绑在一起或信号线与强电电源放在一起时,当骚扰信号通过其中的电路时,由于电路之间的距离太近,它们之间相互耦合,产生“串扰”现象,造成剩余电流继电器的不正常工作。因此要合理布线,强电、弱电、信号线分别绑线。
通过印制线路板的优化设计来提高系统的静电放电抗扰度的能力,印制线路板上的印制线可以成为静电放电中产生电磁发射的天线。为了降低这些天线的耦合作用,在设计印制线路板上的印制线时应尽可能的短,印制线包围的面积应尽可能的小。在设计时,所有的元器件应均匀分布印制板的整个区域,以减小共模耦合。使用多层印制线路板和栅格的走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰。剩余电流继电器应有一个良好的接地系统,即为静电放电电流提供一个低阻抗的放电路径,并将放电电流有效地限制在此路径中。
对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰的天线。信号输入采用滤波方式,阻止辐射骚扰耦合到剩余电流继电器中。一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器的混合方式。
在剩余电流继电器的软件设计中增加抑制电磁干扰的措施,它们能有效地应对剩余电流继电器工作严重失常。这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等。“刷新”过程涉及周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态。“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否完成某个功能。如果这功能没有实现,一个“恢复”程序被激活。
3 结语
目前,等同采用IEC 60947系列标准的新修订的国家标准中都相应增加了电磁兼容(EMC)的要求,并把EMC的试验作为型式试验的项目,必须对产品进行考核。因此,随着新修订的低压电器产品标准的陆续发布实施及EMC认证工作的进一步开展,低压电器的EMC认证将会像安全认证一样重要和普及,国内的低压电器制造厂商应尽早作好准备。
参考文献
[1]JB/T8756-1998剩余电流动作保护继电器[S].
[2]白同云,吕晓德.电磁兼容设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.
[3]王幸之,王雷.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.
关键字:家用电器、电磁辐射、预防
【分类号】F426.6
众所周知,現在我们国家乃至全世界都已经进入了电气时代,因此民众对于家用电器需求也就越来越高,随着人们生活中家用电器设备数量和种类的增加,这些电器在使用的时候就存在很大的隐患,它们发出的电磁辐射在无形中危害了人体的健康。因为这些产品在使用的过程中会产生各种各样的电磁辐射,它们虽然是无形的辐射,但是长期积累以后对人体危害很大。家用电器作为人们生活中经常需要用到的,它们在使用过程中有很多问题需要被注意,特别是手机这种最普遍的电器产品,它需要被人们最合理的使用,这样才能把危害降到最低。针对家用电器辐射的分析和对人体的危害下文我们已经作出了详细的分析,并提出了相关的预防措施。
一、 电磁辐射危害人体的机理
对于电磁辐射来说,我们每个人既陌生又熟悉,对于它来讲,它是以无形传递的方式进入人体,干扰人体器官的正常运行。也就是说高频电磁波进入人体的时候,它们会对人体内非同相位的器官产生影响,而且产生的电磁波越高,它穿过人体时就会影响人体内越多的相位,对于人体危害越大。就比如对于人们经常使用的手机来说,它的频率是1.8GHz,波长达到了15厘米,因此它发射出来的电磁波经过人体内时就会使得人体内很多的相位受影响,长期如此人体就会受到侵害,从而产生各种健康问题。而对于平常人们使用的交流电来说,它们的频率仅仅50赫兹,波长只有6000千米,因此它们的电磁波进入人体时只会干扰人体内的一个相位,而且它的强度比较小,对人体一般不会产生影响。从大体上来讲,电磁波对人体的辐射包括两种:躯体热效应和神经效应。
(一)、躯体热效应:对于人体器官来说,它有70%是由水构成的,因此一个健康的机体它可以自己调节体内水分的平衡和热量,而当电磁波辐射人体的时候,就会使人体内部的水分子和电磁波产生相互的摩擦。摩擦过后体内热量就会上升,而这部分上升的热量一旦超过人体所能自动调节的温度,那么人体温度就会出现不平衡,人体器官的各种活动就会出现混乱,从而让躯体出现各种疾病,这就是所谓的热效应。
(二)、神经效应:我们学过物理都知道,地球本身就是一个巨大的磁场,我们每个人在地球上生活都必定会受到电磁场的影响,当然了这种影响是很微弱的,人体的器官在这个微弱的电磁场的作用下健康运行,但是它们一受到其他电磁波的影响,就会出现混乱,破坏人的神经系统,这就是神经效应。
二、常见电器设备的电磁辐射分析
(一)、微波炉、电视机等家用电器
微波炉是现代居民最常使用的一种电器产品,它方便了人们加热食品,受到人们喜爱,它是通过封闭式加热来进行工作的,给人体造成的主要是热效应,家用微波炉采用2.4GHz主频,它在对食物进行封闭式加热,食物内的水分子受到这种强电磁波辐射后产生大量摩擦而变热,同样的方式,如果密封不严密,微波炉泄漏的微波能量也能使人体内的水分子变热,影响到人体的健康。经测试,微波炉门中央0.05m处,其电磁波大小达到30.14μW/ c m2,到1m外便衰减到0.41μW/c m2。因此如果在加热食品的过程中不能被全面封闭就会释放出电磁波影响人体健康。
(二)、电脑、无线路由器、手机、基站等通信设备
我们大家都知道电脑是一个内部构造比较复杂的电器设备,它发射电磁波的部件有很多,那些都会造成人体危害,因此在日常生活中我们要把电脑的放置稍微远离人睡觉休息的地方。随着社会的发展,无线路由器也不断进入人们的生活,它主要是通过发射无线电波来让人们使用,因此在它发射无线电波的时候电磁波辐射也会增加,我们要注意安装的时候尽量放置在客厅等地方。手机已经成为了现代社会人们出行生活的一种必备产品,它丰富了人们的生活,也让人们的生活更加方便快捷,但是它对人体的辐射也可以说是最大的,有研究证实,使用手机时,会有40%至60%的辐射量直接渗透到脑部一寸到一寸半的深度,并在脑中形成累积。而脑细胞由神经元细胞和神经胶质细胞组成,神经元细胞受到辐射加热会死亡,这时胶质细胞就会增殖,从而形成肿瘤。严重的还会产生癌变。 四、电磁辐射的防护措施
(一)、避免同时使用多种电器产品。
对于家用电器造成的辐射,我们不能从根本上杜绝,因此我们一定要想办法预防,特别是对于家用电器使用较多的家庭,一定要注意在家中摆放电器的时候不能过于集中,要把它们分开摆放,而且不使用的时候最好不要给它们通电。另外,在使用的时候一定要注意不要多个电器同时使用,可以分开来使用,这样就可以最大程度的减少电磁波的辐射。
(二)、减少电磁辐射载体的影响。
为了减少电磁辐射,我们必须要经常对室内进行通风换气,这是减少电磁波辐射的关键,特别是在刚刚使用完家用电器后,一定要及时打开窗户或者排风扇,从而保证室内的空气流动。另外,保持室内整洁也是防辐射的关键,灰尘是电磁传递的主要载体,因此,在使用完毕电器以后,如果空气中有灰尘,那么那些电磁就会附着在灰尘里,从而危害人体健康。因此,我们一定要保持室内通风,并经常擦拭电器上的灰尘,这样就可以最大程度预防电磁辐射疾病。
(三)、注意饮食调节
预防电磁辐射还有一个就是要注意饮食的平衡,在日常生活饮食搭配中,一定要多食用新鲜的蔬菜水果,多吃一些富含维生素的产品,比如胡萝卜,西红柿等,都可以增强人体抵抗力,减少电磁辐射。
参考文献:
【1】.郭翠锋;家用电器的电磁辐射分析与预防,吉林广播电视大学学报,2010年02期。
通过方波电流注入方法对某型号固态继电器的.输入端电磁脉冲效应进行了实验研究,给出了输入端方波注入对固态继电器输出端性能影响的实验结果,为固态继电器的产品设计及实际应用提供参考.
作 者:陈向跃 孙蓓云 付继伟 于海涛 Chen Xiangyue Sun Beiyun Fu Jiwei Yu Haitao 作者单位:陈向跃,孙蓓云,Chen Xiangyue,Sun Beiyun(西北核技术研究所,西安,710024)
付继伟,于海涛,Fu Jiwei,Yu Haitao(北京宇航系统工程研究所,北京,100076)
在看了《电磁继电器的应用》这一课的教学设计后,我感觉到在这节课中,充分体现了教师主导,学生主体的教学思想,教师尊重学生差异,注重对学生综合能力尤其是创造性思维能力、解决问题能力的培养。教学策略内容和形式丰富多样,便于发展学生的多种智能,体现了自主合作、探究的学习方式,对学习者特征的分析到位,详细列出学生所具备的认知能力、信息技术技能、情感态度和学习基础等,对学习者的兴趣、动机等有适当的介绍,有利于教学目标的落实。同时活动设计具有层次性,体现了对学生不同阶段的能力要求。在具体的教学实施中,教师安排了五个环节,环环相扣,层层推进,符合学生的认知特点,有利于学生对知识的掌握,教师能关注到学生的差异,考虑到了学习能力比较弱的学生,教学过程中课堂气氛宽松和谐,学生有较为充足的自主尝试探索的时间和空间,充分体现了学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式,充分发挥了学生的主动性、积极性和创造性。
我认为本节课可以修改的地方:
1、在教学设计上,本节课的重点是电磁继电器的结构和工作原理,我认为重点不能只学原理,要培养学生动手能力,重点可以改为利用电磁继电器的原理作出报警电路,解决实际问题。动手能力弱,这正是我们的学生所欠缺的。
开展电子元器件失效分析的目的就是通过确定失效模式和失效机理, 提出对策, 采取措施, 防止类似的失效模式和失效机理重复出现。目前的航空维修产业, 失效分析在质量归零中具有特别重要的意义和作用。在电子信息技术迅速发展的今天, 航空维修对于电子元器件可靠性的问题也越来越重视。
1 常用电子元器件的失效模式
机载电子设备中的电子电路和电子系统主要是由各种元器件组成的, 主要的元器件种类有电阻器类、电容器类、电感和变压器类、集成块类、接触器类。
电阻器类元器件包括电阻和可变电阻, 它们在电子设备中使用量大, 并且是一种易发热消耗功率的元器件。电阻器的失效模式与产品结构、工艺、使用环境等密切相关, 主要分两大类:致命失效和参数漂移失效。致命失效主要表现为短路、机械损伤、接触损坏、短路、绝缘、击穿等, 由于电阻阻值漂移导致的失效较少, 只有10% 左右。
接触器类的元器件主要可分为开关、连接器、继电器和启动器等, 其中开关和接触件以机械故障为主, 主要由于磨损、疲劳和腐蚀所致, 而接点故障、机械失效等则是继电器等常见的失效模式。
2 电磁继电器工作原理及常见的失效机理
2.1 电磁继电器工作原理
继电器是当今航空航天等领域应用非常广泛的电子元器件, 它是用较小电流来控制较大电流的一种自动开关。继电器种类繁多, 通常将继电器分为电磁继电器、干簧继电器、时间继电器及固态继电器等几种。其中电磁继电器结构清晰、工作可靠, 是机载电子设备应用最广泛的一种继电器。图1 给出了部分电磁继电器产品实物图。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点、簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压, 线圈中就会流过一定的电流, 从而产生电磁效应, 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯, 进而带动衔铁的动触点与静触点 (常开触点) 吸合。当线圈断电后, 电磁的吸力也随之消失, 衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置, 使动触点与原来的静触点 (常闭触点) 吸合。这样吸合、释放, 从而达到了在电路中的导通、切断目的。
2.2 电磁继电器主要失效模式和失效原因
电磁继电器整体失效的主要模式有:继电器常开、继电器常闭、继电器动弹簧动作不满足要求、触点闭合后继电器电参数超差, 继电器有不稳定故障。
由于电磁继电器生产工艺的不足, 很多电磁继电器的失效在生产过程中就埋下质量隐患, 如机械应力释放期过短导致机械结构成型后部件变形, 残留物去除不尽导致PIND检测不合格甚至失效, 出厂检测与使用筛选不严使得失效器件投入使用等。
3 机载电子设备中电磁继电器失效案例分析
3.1 转换器设备中固定部位的继电器易失效
转换器设备中装有30 余个电磁继电器, 根据故障情况统计, 有2 个固定位置的继电器故障发生次数明显高于其他部位, 且该部位的电磁继电器故障模式主要为触点常闭或常开。
检查失效的电磁继电器外观, 没有发现异常, 且失效继电器周围的元器件也没有受到损伤。打开继电器进一步检查, 继电器触点没有积炭污染等异常现象, 在检查继电器电磁铁时, 发现缠绕在铁芯上的线圈有断丝现象, 这便是导致电磁继电器失效的原因。
分析转换器电路原理, 失效部位的电磁继电器后端接入的电子设备消耗电流要大于其它位置继电器, 而在设备设计时, 设计人员选用了相同型号的继电器, 同时给予器件的冗余度不够, 因此这两个固定位置的继电器比其他位置继电器出现故障的概率要高。
转换器设备中固定位置的继电器是因为长期在大电流的情况下工作, 经长时间大电流工作, 电磁继电器内部线圈因长期受热, 最终熔断失效。
3.2 机载电源配电设备继电器接入负载后失效
机载电源配电设备空载时, 各项性能正常, 设备内的继电器均可正常工作, 当设备后端接入负载后, 设备内部某一继电器不能正常吸合, 导致设备故障。
继电器在生产过程中, 要经过焊接等工序, 焊接后若不进行完全清洗, 就会残留部分生胶带和松香焊剂, 在继电器工作一段时间后, 这些残留物会释放出有机分子, 继电器继续使用, 有机分子将会吸附聚集在触点表面, 形成有机薄膜, 因有机薄膜不导电, 引起触点接触电阻增大, 最终导致继电器性能下降直至最终失效。
4 结论
电磁继电器只是机载电子设备应用的电子元器件中的一类, 而我们在机载电子设备维修过程中会遇到各种类型各种模式的电子元器件失效, 通过失效分析, 我们可以对设备的修理工艺提出改进建议和提高可靠性的改进措施, 逐渐转换修理模式, 从修理中总结经验, 将事后修理慢慢与预防性修理结合, 提高产品修理技术水平。从失效分析看, 电子元器件使用前的严格有效筛选也是可以帮助我们提高机载电子设备的维修质量, 减少因电子元器件自身缺陷带来的质量隐患。
摘要:在机载电子设备维修过程中, 常常会出现电子元器件失效, 从而影响电子设备的正常工作。文中阐述了常见的电阻器类、电容器类、电感和变压器类、集成块类及接触器类元器件的主要失效模式, 并着重分析了机载电子设备中常用的电磁继电器的失效机理和失效模式。针对两例因电磁继电器失效引起机载电子设备故障的案例, 开展电磁继电器失效原因分析。
关键词:电子元器件,失效分析,失效机理,电磁继电器
参考文献
[1]孔学东、恩云飞.电子元器件失效分析与典型案例[M].北京:国防工业出版社, 2006.
教学目的与要求:
1.知道电磁铁的结构并能自制电磁铁
2.了解电磁体磁性强弱跟线圈匝数和电流大小的关系 教学准备:
电磁铁、电池、开关、滑动变阻器、电流表、大铁钉、漆包线、大头针、导线等。教学过程:
一、新课引入
设置情景:桌上有一堆大头针,请同学们想一想用什么方法能快速地把大头针捡起来放到盒子里而又不被扎到手(旁边有一磁铁)?(请一名学生上来演示:)
然后老师手掌中藏着一个电磁铁同样把大头针吸起来又很轻松的放到盒子里。问:这是怎么回事?
下面我们来看一段录象。视频资料:电磁起重机
(放到把废钢铁吸起来时停顿)问:起重机把废钢铁吸起来了,它是利用了什么性质?(生答:)视频播放完后,问:起重机吸起废钢铁后又发生了什么情况?(生答:)这个起重机里用的是永磁体吗?为什么?(生答:)
实际上它应用到的就是我们今天这节课要学的内容——电磁铁。(显示课题)
二、新课教学
1.探索电磁铁的工作原理
我们把插有铁心的螺线管称为电磁铁。板书(屏显):1.电磁铁:带有铁芯的螺线管。
在同学们的桌子上就有一个电磁铁,请同学们先观察它的构造,然后动手做一做:怎样才能利用它把大头针吸起放到另外一处?(可用摄像头记录某一组的过程)
在这个过程中,同学们先给电磁铁通电,才能把大头针吸起来;然后又断电,才能使得大头针被放下。请同学们思考一下:电磁铁的工作原理是什么?(生答:)
板书(屏显):2.工作原理:电流的磁效应。2.自制电磁铁
同学们能不能仿照模型自己做一个电磁铁呢?(把学生手上的电磁铁收回)问:我们需要哪些器材呢?
(学生能答出——要追问选的器材用来代替电磁铁的哪个部件或有什么用?
学生不能答出——看看老师给你们准备了什么:
铁钉,它用来干什么?为什么要包上纸? 漆包线,用来干什么?)
板书(屏显):3.结构:线圈、铁芯(图片)
问:如何证明同学们自制的电磁铁有用呢?(生答:看能不能把大头针吸起来)
赶快动手,看谁做的电磁铁吸的大头针多。各组学生利用选择的器材自制一个电磁铁去吸引大头针。然后挑选吸起大头针不同的若干组,让他们展示本组的成果。
3.探究:电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关
问:刚才有的组吸得多,有的组吸得少,这说明什么问题?(生答:)问:为什么电磁铁的磁性强弱不同?电磁铁的磁性强弱究竟与哪些因素有关呢? 引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由。猜想:
1、线圈的匝数
①你选择哪些器材?
②如何判断电磁铁磁性的强弱? ③怎样控制变量?
④怎样设计实验记录表格?)
然后学生根据自己的实验方案进行探究,教师巡视,注意解决出现的问题。
步骤1:移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈中的电流,观察大铁钉吸起大头针的多少。请一组说出他们得到的结论,然后问其他的组是否也得到一致的结论,还有没有不同的结论。
步骤2:保持通过线圈中的电流,改变线圈的匝数,观察大铁钉吸起大头针的多少。请一组说出他们得到的结论。(提示学生可以寻求其他组的帮助,电池个数不同的两个组可以相互合作,共同探究)
让学生归纳、概括实验结果后,教师板书。
板书(屏显):4.电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小有关。
①通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。
②在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强。
问:如果让你来设计一个磁性强弱可以调节的电磁铁,你会用什么方法呢?
鼓励学生提出尽可能多的方案,并且板书在黑板上,引导学生讨论、判断每个方案的优劣,最后一致得出用滑动变阻器改变电流的方法最为方便实用。
5.电磁铁的应用
板书(屏显):5.电磁铁的应用。①电铃
演示:电铃通电后工作,让学生观察其工作情景(用flash动画显示)。然后介绍基本结构,电流怎样经过触点、衔铁流过电磁铁的。
让学生根据动画尝试说明电铃的工作过程。②电话 ③磁悬浮列车 ④录音磁头
三、小结
四、作业:上网或查阅资料,弄清楚电话(或磁悬浮列车、录音磁头)中哪个部位用到了电磁铁以及是如何工作的?
2、电流的大小„„
请学生设计实验来证明自己的猜想是否正确。(引导学生分析,注意控制变量 点评:
1.本节课课堂教学以学生的探究为主,教师只是课堂活动的组织者和参与者,充分发挥学生的主体地位,体现了新课改的精神。
2.考虑到探究实验课的弊端:即拖沓,冗长,学生注意力不容易集中等因素,教师采取了在一定的探究环节中规定时间的办法,刺激学生的好胜心,使他们最大限度的利用时间。同时充分利用现代教学手段,增加可视度,提高课堂效率。
3.教师始终抓住“问题生成”这一核心,使学生在认识知识内容的过程中思维步步深入,从而将“过程与方法”及“情感态度与价值观”教学目标落实得恰到好处。
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