1.4 铁心线圈电路（教案）-《电机与拖动基础》同步精品课堂（高等教育出版社）

《电机与拖动基础》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务1.4 铁心线圈电路 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 本书是一本结合增强现实 AR 技术和虚拟仿真 VR技术来讲述电机与拖动理论知识的教材。安卓手机扫描本书中的电机图片将真实展现电机的三维模型，软件自动识别电机种类，读者可对电机的三维模型进行旋转、缩放、拆分和组合等互动操作，同时本书利用 MATLAB 仿真工具来解决电力拖动系统中的复杂问题，给出了电机调速 MATLAB 仿真模型，读者可进行各种电机调速互动操作。 背景分析 《电机与拖动基础》本书用简明易懂的语言和深入浅出的方式来阐述基础理论知识，粗细结合、详略得当。全书共分7章，包括电磁学和电力拖动的基本知识、直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、异步电动机、异步电动机的电力拖动和同步电动机。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生利用电机拖动技术解决实际工程问题的能力。 熟悉和掌握直流铁心线圈电路、交流铁心线圈电路的主要内容。 对学会对漏磁路的等效电路参数、主磁路的等效电路参数以及电动势平衡方程式等内容进行掌握。 学习任务 描述 熟悉和掌握直流铁心线圈电路、交流铁心线圈电路的主要内容； 对学会对漏磁路的等效电路参数、主磁路的等效电路参数以及电动势平衡方程式等内容进行掌握。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 熟悉和掌握直流铁心线圈电路、交流铁心线圈电路的主要内容； 教学难点 对学会对漏磁路的等效电路参数、主磁路的等效电路参数以及电动势平衡方程式等内容进行掌握。 教学难点突破方法 重新梳理了“电机与拖动”课程的教学 内容，强化了电磁学和电力拖动的基础知识，调整了直流电机、变压器、交流电机和同步电机的讲述顺 序和相关内容，利用简明易懂的语言，深入浅出的方式，阐述基础理论知识，做到粗细结合、详略得当， 有助于学生的学习和理解。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电机与变压器》，主编：黄平、张海珍，2015年3月第1版；航空工业出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 铁心线圈电路根据通入电流的不同，可以分为直流铁心线圈电路和交流铁心线圈电路两类，如图所示。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知] （2分钟） 1. 电磁关系 如图1-21(b) 所示，当铁心线圈两端加上交流电压u 时，线圈中将产生交流 电流i, 并产生交变的磁通。其中，绝大部分是主磁通φ,很小部分是漏磁通①。。 交变的主磁通和漏磁通分别在线圈中产生感应电动势 e 和 e。。选择 u 与 i 的参考方向一致，由于e、e。和 i 的参考方向与磁感线的参考方向都应符合右手螺旋 定则，因此e、e。和 i的参考方向一致。 2.功率关系 3. 磁路等效 (1)漏磁路的等效电路参数 (2)主磁路的等效电路参数 由于主磁通集中在铁心中，而铁心的磁导率不是常数，故相应的磁路为非线 性磁路，与主磁通对应的磁阻和线圈电感也不是常数。因此，不能用分析e。的 方式来分析主磁通所产生的感应电动势 e, 但可以直接利用电磁感应定律来 分析。 (3)等效电路 获得漏磁路和主磁路的等效电路参数后，可得交流铁心线圈电路的等效电路，如图1-24所示。 4. 电动势平衡方程式 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知] （14分钟） 由于铁心的磁导率比空气等非磁性物质的 磁导率大得多，电流通过线圈时所产生的磁通可以分为两部分： 一是大部分经铁 心而闭合的磁通称为主磁通，记为φ,相应的磁路称为主磁路；二是小部分经空 气等非磁性物质而闭合的磁通称为漏磁通，记为φ。,相应的磁路称为漏磁路。 主要讲解漏磁路。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT 的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 直流铁心线圈电路 如图1-21(a) 所示，当铁心线圈中通入恒定直流电流1时，将产生不随时间 变化的恒定磁场，该磁场不会在线圈中产生感应电动势。因此，在直流电路中 线圈的电感相当于短路，线圈的直流电流I 只与线圈的直流电压 U 和电阻 R 有关。 教师根据直流铁心线圈电路讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 1.2.2 交流铁心线圈电路 在分析交流铁心线圈电路时，若涉及电路和磁路的问题，对电路问题仍采用 原电路的分析方法，而对磁路相关的问题则通常将其转换为电路问题，用等效电 路来分析磁路的工作情况，最后统一按照电路理论进行计算。由于主磁场和漏 磁场所经过的磁路不同，二者相应的等效电路参数也不尽相同。 教师讲解交流铁心线圈电路，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结交流铁心线圈电路。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） （引入思政教育：认认真真、严谨细致的工作态度、团队合作精神） 通过本节课所学内容，对学会对漏磁路的等效电路参数、主磁路的等效电路参数以及电动势平衡方程式等内容进行掌握，学会对各类不同的电机进行电机调速，以基础知识、基本概念、基本定律为主要编写原则，以“必需、够用”为准则来选择和安排知识点，并合理地更新了教学内容。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作 业（13分钟） [完成作业] （13分钟） 1. 简述交流铁心线圈电路？ 2. 简述电磁关系？ 3. 简述功率关系？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 学习内容理论性强、概念多，综合了数学、电学、磁学、力学等多学科知识，比较抽象，难于理解。在实际教学中，电机结 构复杂，电机绕组缠绕方式繁琐，传统教材中的图片和文字难以准确描述。同时，电力拖动运行由稳态和瞬态组成，传统教材侧重稳态分析，缺乏瞬态的讲解和形象展示。 七、教学反思 教学反思 为了进一步方便学生结合本书内容进行自主学习，作者在计算机端虚拟仿真 VR 教学软件的基础 上，利用增强现实 AR 技术，开发了一套安卓手机 APP 三维互动 AR 软件。该软件与本书紧密结合， 当学生用安卓手机扫描本书上的电机图片时，软件自动识别电机种类，真实的电机三维模型将跃于纸上，学生可以进行旋转、缩放、拆分、组合等一系列操作。同时，该软件配备电力拖动功能，学生可进行各种电机调速互动操作。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$