2.2 单相变压器的运行特性（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2.2 单相变压器的运行特性 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。 掌握变压器的外特性、变压器的电压调整率。 掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容。 学习任务 描述 掌握变压器的外特性、变压器的电压调整率； 掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容。 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 掌握变压器的外特性、变压器的电压调整率； 教学难点 掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容。 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.变压器的外特性 一般情况下，变压器空载运行时，如果一次绕组外加电压 U₁不变，那么二次绕组的 输出电压 U₂也不变。在二次绕组侧接上负载后，负载电流I₂ 将随负载的变化而变化。若 负载电流I₂ 增大，在二次绕组内阻抗压降也会增大，二次绕组的输出电压U₂ 会随之下降。 这种变化关系可以用变压器的外特性曲线来描述。 当一次绕组外加电压 U₁和负载功率因数cosφ₂ 一定时，二次绕组的输出电压 U₂与负载电流 I₂ 之间的关系叫做变压器的外特性， 通常用曲线表示，如图2-5所示。为了使不同容量和电压的变压器的外特性可以相互比较， 图中纵坐标用U₂/U₂x 的值表示，横坐标用 I₂/I₂x 的值表示，这种值也称为标么值。显然，当一次绕组外加额定电压 Ux 且I₂y=0 时，二次绕组的输出电压U₂=U₂n纯电阻负载：cosφ₂=1,U₂ 随I₂ 的增大而下降，但下降的幅度不大。 > 感性负载：cosφ₂ <1,U₂ 随I₂ 的增大而下降幅度加大。这是由于无功电流滞后，对变压器磁路中主磁通的去磁作用较强，使E₂ 下降所致。 >容性负载： cosφ₂ <1且φ₂为负值，U₂ 随I₂ 的增大而增大。这是因为超前的无功电流在容性负载时有助磁作用，主磁通增加， E₂ 也随着增加。 由图2-5可知，负载功率因数是影响变压器外特性的主要因素。 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 变压器的电压调整率 一般情况下，变压器的负载多为感性负载。当负载变化时，二次绕组的输出电压也会 发生变化。电压调整率描述了二次绕组输出电压的变化程度，用△U%表示。 电压调整率是变压器的主要性能指标之一，它的大小反映了电网电压的稳定性。 △U% 越小，说明二次绕组的输出电压越稳定。电压调整率的大小与负载的性质及变压器 本身的参数有关。当负载功率因数cosφ₂ 增大时，电压调整率减小，电压的稳定性提高。 一般电力变压器的电压调整率约为3%～5%。 主要讲解变压器的电压调整率。 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 变压器的损耗和效率 1. 变压器的损耗 变压器在传输电能的过程中会产生损耗，其内部损耗包括铁损耗和铜损耗两类。 (1)铁损耗PFe 变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损耗是铁心中磁滞损耗 与涡流损耗之和，它由硅钢片的质量、磁通交变的频率和铁心中的磁通密度的大小决定， 与输入电流大小无关。采用硅钢片叠成的变压器一般可以把涡流损耗降低到基本铁损耗的30%～40%。 附加铁损耗一般为基本铁损耗的15%～20%,主要包括磁通在金属构件中引起的涡流损耗和由于铁心接缝处磁通分布不均而产生的损耗。 教师根据变压器的损耗和效率讲解。 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)铜损耗 Pcu 变压器的铜损耗是随负载电流产生的，也可分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。基 本铜损耗是由电流流过一、二次绕组而产生的损耗；附加铜损耗是由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内分布不均匀而产生的额外损耗。变压器的铜损耗以基本铜损耗为主。 教师讲解铜损耗 Pcu，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：总结变压器的外特性。 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，掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容，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. 简述变压器的外特性？ 2. 简述纯电阻负载？ 3. 简述变压器的电压调整率？ 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%，大多数学生掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容。 七、教学反思 教学反思 通过老师“教”与学生“学”的互动过程，使学生掌握并学会运用变压器的损耗和效率等内容，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 $$