1.5 变压器的损耗和效率（教案）-《电机与变压器》同步精品课堂（高等教育出版社）

《电机与变压器》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务1.5 变压器的损耗和效率 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 变压器损耗主要包括铁损耗和铜损耗。铁损耗由磁芯材料在交变磁场中的涡流和磁滞效应产生，与频率和磁通密度有关。铜损耗则是由于绕组电阻引起的，与电流的平方成正比。变压器的效率是指输出功率与输入功率之比，损耗越小，效率越高。影响变压器效率的因素包括设计、材料选择、工作温度和负载条件。在实际应用中，优化设计和使用高导磁材料可以降低损耗，提高效率。学生需深入理解损耗机理，掌握影响效率的因素，以便于在变压器设计和应用中做出恰当选择。 背景分析 变压器的分类主要基于其用途、冷却方式、相数、频率和结构等。例如，按用途可以分为电力变压器和仪用变压器；按冷却方式可以分为油浸式和干式；按相数可以分为单相和三相变压器；按结构可以分为芯式和壳式等。在课程中，了解变压器的结构和分类对于学习其工作原理、设计、应用和维护至关重要。这有助于学生在实际工作中选择合适的变压器类型，以满足特定的技术要求和操作条件。 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。 掌握变压器的损耗 掌握并学会变压器的效率并进行应用 学习任务 描述 掌握变压器的损耗 掌握并学会变压器的效率并进行应用 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 掌握变压器的损耗 教学难点 掌握并学会变压器的效率并进行应用 教学难点突破方法 重新梳理电机在国民经济中的作用，强化对知识难点的深度把握，调整本节课的相关内容，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：王生，2015年3月第5版；高等教育出版社出版。 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） 预习变压器的损耗 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） 变压器是应用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流电压输出。在 传输电能过程中，不可避免地要产生损耗，虽然很少，但有时还是不能忽略的。 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） 一 、变压器的损耗 变压器内部的损耗包括铁损和铜损两部分。 1. 铁 损Pre 当变压器铁心中的磁通交变时，在铁心中要产生磁滞损耗和涡流损耗，这两项统称为铁损。在变压器空载试验中，由于空载电流I。和一次绕组电阻r, 都比较小，变压器空载时，绕组电阻上损耗的能量很小，变压器的空载损耗基本上等于变压器的铁损。当电源电压一定时，铁损基本上是恒定的。 2. 铜损Pc 变压器一次、二次绕组中都有一定的电阻，当电流流过绕组时，就要产生热量，消耗电能，这 就是铜损。由于电阻上的功率损耗与电流的平方成正比，变压器的铜损取决于负载电流的大小 和绕组的电阻值。 主要讲解变压器的损耗。 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。 二 、变压器的效率 1. 变压器的效率及其实用公式 变压器在传输电能时，存在两种基本损耗：铜损和铁损。变压器输入有功功率P₁与输出有功功率P₂ 之差就是变压器本身的功率损耗。将变压器的输出功率P₂与输入功率P₁的比值定 义为变压器的效率，用符号η表示。 教师根据变压器的效率讲解。 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.变压器的效率特性曲线 对于一个实际的变压器，pe。和Pcam是一定的。由空载试验和短路试验都可以测出来。当负载的功率因数一定时，效率η只与负载系数β有关。 变压器的效率与负载系数β的关系，即η=f(β)曲线，称为变压器的效率曲线，如图1-25所示。它表明了变压器的效 率η与负载电流I₂大小的关系。 教师讲解变压器的效率特性曲线，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：总结变压器的损耗。 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） 在变压器损耗与效率的课程中，我们重点探讨了影响变压器性能的两大损耗：铁损耗和铜损耗。铁损耗源于磁芯材料在交变磁场中的涡流和磁滞效应，而铜损耗则是绕组电阻引起的。通过学习，学生们应理解损耗与变压器设计、材料、工作条件的密切关系。课程强调了效率的重要性，即输出功率与输入功率之比，以及如何通过减少损耗来提高效率。学生们应掌握计算方法，并学会在实际应用中选择合适材料和设计，以优化变压器性能。 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、画出变压器的效率特性曲线。 2、写出变压器的效率及其实用公式。 3、简述变压器的损耗。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在变压器损耗和效率的教学过程中，我意识到学生对于理论知识的吸收与实际应用之间存在差距。通过反思，我认为需要加强实验教学，让学生通过实际操作观察变压器在不同负载下的损耗变化，从而加深对理论的理解。同时，我计划引入更多现实世界的应用案例，帮助学生理解变压器效率的重要性及其优化方法。此外，我认识到在教学中应更多地鼓励学生提问和探讨，以激发他们的学习兴趣和批判性思维能力。 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 $$