10.2-直流电动机的工作原理（教案）-《电工技术与基础》同步教学（电子工业出版社第2版）

教案 编号：PTzZ-369 流水号：68 （首页）共 4页 课程 《电工技术与基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 直流电动机的工作原理 班级日期 中职 2024.05 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 掌握直流电动机的基本工作原理。 · 理解直流电动机中电磁感应、电磁转矩和转速调节的原理。 · 学会分析直流电动机的运行特性。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 直流电动机的基本工作原理。 2. 电磁感应、电磁转矩和转速调节的原理。 教学难点 1. 直流电动机中电磁感应与电磁转矩的关系。 2. 直流电动机转速调节的方法。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过讲解直流电动机的基本工作原理和相关概念，为学生打下理论基础。 2. 实验法：组织学生进行实验操作，加深对直流电动机工作原理的理解。 3. 讨论法：鼓励学生提出问题，进行讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 回顾直流电动机的基本结构，如定子、转子、换向器等。 2. 引出本节课的主题：直流电动机的工作原理。 2分钟 讲授新课 练习指导 电磁感应是直流电动机工作的基本原理。在直流电动机中，当电刷A和B分别连接直流电源的正负极时，电流从电刷A流入，从电刷B流出，通过线圈abcd形成回路。在磁场的作用下，导线ab和cd会产生磁力，其方向由左右定则来决定。 电磁转矩是直流电动机产生转矩的关键。当电流流过电枢线圈时，载流导体在励磁场的作用下产生的电磁力表达式为F=BIL。整个线圈的电磁转矩为T=F×d。随着线圈数目的增加，换向片的数目也相应的增多，有多个换向片组合起来的整体即为换向器。 转速调节是直流电动机控制的关键。转速特性与转子电流Ia的关系如下：并励(他励)时，转速特性为斜率为Ra/CeΦ的直线。当电机磁路饱和时，随着输出功率P2的增大，Ia增大，电枢反应的去磁作用使转速n增大，直线上翘。为保证电机稳定运行,采取措施使特性略为下降。串励时，转速n随着Ia的增大而迅速减小。 机械特性是直流电动机转速与电磁转矩的关系。并励(他励)时，机械特性为一条通过原点的直线。串励时，机械特性为一条通过原点的曲线。 通过以上分析，可以理解直流电动机中电磁感应、电磁转矩和转速调节的原理，并学会分析直流电动机的运行特性。 直流电动机的基本工作原理如下： 1. **电枢绕组通电**：当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时，电枢表面的N极下导体和S极下部分导体都流过相同方向的电流。 2. **产生电磁转矩**：根据左手定则，导体受到逆时针方向的力矩作用。整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。 3. **换向器的作用**：在直流电动机中，换向器将电刷上的直流电源的电流变换成电枢绕组内的交流电流，使电磁转矩的方向稳定不变。 总结来说，直流电动机通过电刷和换向器将直流电源转换为交流电流，从而在电枢绕组中产生电磁转矩，驱动转子旋转，实现电能到机械能的转换。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 描述直流电动机中电磁感应的过程，并解释电磁转矩的产生。 2. 分析直流电动机转速调节的方法，并比较不同方法的优缺点。 12分钟 布置作业 · 完成课后习题，巩固所学知识。 · 选择一种直流电动机，分析其工作原理和运行特性，并撰写一篇简短的报告 1分钟 总结回顾 、知识点总结 1. 直流电动机的基本工作原理。 2. 电磁感应、电磁转矩和转速调节的原理。 3. 直流电动机的运行特性分析。 第 1 页，共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$