2.1 单相变压器的运行原理（教案）-《电机与变压器》同步精品课堂（航空工业出版社）

《电机与变压器》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务2.1 单相变压器的运行原理 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 本书以培养应用型工程技术人才为根本任务，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， 突出了电工技术领域的新知识、新技术、新工艺和新方法，力求使教材具有鲜明的时代特 征。在内容讲解中，对与后续课程联系不大及不必要的理论推导进行了较为合理的简化，突出了实践能力培养。 背景分析 《电机与变压器》本书共分9章，主要内容包括变压器基础知识、单相变压器的运行、三相变压器、几种特殊变压 器、三相异步电动机、单相异步电动机、同步电机、直流电机和特种电机。在教学单元中加入了与学 习内容相关的实训，如单相变压器的空载试验和短路试验、三相变压器绕组极性及联结组别的测定等， 将相关技能与知识点同步推进，真正做到了理论联系实际。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 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。 了解变压器的运行原理，掌握变压器的空载运行和负载运行过程。 了解变压器的外特性和电压调整率。 学习任务 描述 了解变压器的运行原理，掌握变压器的空载运行和负载运行过程； 了解变压器的外特性和电压调整率。 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 了解变压器的运行原理，掌握变压器的空载运行和负载运行过程； 教学难点 了解变压器的外特性和电压调整率。 教学难点突破方法 根据专业实操技术复杂、理论知识含量较高的特点，遵照循序渐进的原则，在知识程度上由浅入深，由易到难，使用示意图片、实物照片及表格形式将各个知识点生动地展示出来，使学生在学习过 程中对书中知识易于理解，且不会觉得枯燥无味。 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） 引入 标出油浸式电力变压器的基本结构。 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） 1.空载运行的定义 将变压器的一次绕组接交流电源，二次绕组 开路，这种运行方式称为变压器的空载运行，其 运行原理如图2-1所示。 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） 2. 各电磁量参考方向的规定 由于变压器接在交流电源上，电压、电流、 磁通、电动势等的大小和方向均随时间作周期性 变化。为了能正确表明各量之间的关系，首先要 规定它们的参考方向。 (1)在一次绕组中，电压的参考方间与电流的参考方向一致。 (2)磁通的参考方向与电流的参考方向之间符合右手螺旋定则。 (3)绕组感应电动势的参考方向与产生该电动势的磁通参考方向一致，符合右手螺旋定则和楞次定律。 (4)在二次绕组中，电动势的参考方向与电流的参考方向一致；电压的参考方向与电流的参考方向一致。 变压器空载运行时，当一次绕组接上交流电源 u₁ 后， 一次侧线圈中有电流 i₀ 通过。 在电流₀作用下，线圈中产生交变磁通φ(主磁通),该磁通通过一、二次绕组，在两绕 组中分别产生感应电动势e₁、e₂, 如图2-1 所示。 (1)空载电流i 空载电流是指变压器空载运行时通过一次绕组的电流。 (2)感应电动势的大小 主要讲解各电磁量参考方向的规定。 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。 (3)变压比 K 称为变压比，简称变比，它是一次绕组与二次绕组之间的电压比。由式(2-7) 可知，当接入的电源电压U₁ 恒定时，若想改变负载端得到的电压U₂, 只需调整变压比K 即可。 实际变压器在空载运行时存在漏磁通，它是通过一次绕组周围的空间形成闭合回 路而产生的，仅占主磁通的0.25%。同时，变压器运行时铁心会有损耗，由于绕组内 阻还会产生压降，由于这些量很小，故可以忽略不计。本节讲述的变压器运行相关内 容均指理想变压器，即不计漏磁通的影响，不计绕组的电阻和铁心的损耗。 教师根据变压比讲解。 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。 2 变压器的负载运行 1. 负载运行的定义 变压器的负载运行是指变压器的一次绕组接交流电源，二次绕组接负载时的工作状态，其运行原理如图2-3所示。 2. 负载运行变流比 变压器负载运行时，由于二次绕组与负载 Z₁相连形成闭合回路，二次侧有感应电流 i₂ 流过。由楞次定律可知，负载电流i 会产生新的磁通来削弱一次绕组产生的磁通①,从 而使感应电动势e₁ 减小。当 u₁不变时，e₁ 的减小会导致一次绕组电流的增大，以使磁通 尽量保持原来的大小， 一次绕组电流由空载电流i₀增大到i, 如图2-3所示。 3. 阻抗变换 教师讲解变压器，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：总结单相变压器的运行原理。 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，了解变压器的外特性和电压调整率，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. 简述空载运行的定义？ 2. 简述各电磁量参考方向的规定？ 3. 简述变压比？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 通过采用小组讨论分组法、 自主阅读法，书本相结合的方式，能达到教学效果，在各组提问中，回答问题的正确率为98%，大多数学生了解变压器的外特性和电压调整率等内容。 七、教学反思 教学反思 通过老师“教”与学生“学”的互动过程，使学生了解变压器的外特性和电压调整率，将理论讲授与实践训练相结合，理论讲授中贯穿实际应用，实践中有理念、有方法，易学、易懂、易上手，真正做到了理论联系实际。 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 $$