2.8 仪用互感器测量电流和电压（教案）-《电气测量技术》同步精品课堂（高等教育出版社）

《电气测量技术》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务2.8 仪用互感器测量电流和电压 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 设计包含理论讲解、模拟操作和现场实习的综合课程。通过模拟软件让学生在安全环境中练习互感器的使用，同时，安排现场参观或实习，让学生亲身体验互感器在电力系统中的作用，从而加深对课程内容的理解和记忆。教师还应提供额外的辅导和资源，帮助学生克服学习难点，确保他们能够熟练且安全地使用互感器进行电流和电压的测量。 背景分析 电气测量技术课程是电气工程及其自动化专业的核心课程之一，对于学生理解电气系统的运行和维护至关重要。随着工业自动化和智能制造的发展，对电气测量技术的要求越来越高，这要求学生不仅要掌握传统的测量技术，还要了解现代测量技术如智能传感器和数据采集系统。学生通常对电气测量的基本概念有所了解，但缺乏实际操作经验和对高精度测量设备的认识。此外，学生可能对电气测量在现代工业中的应用场景理解不足，包括其在能源管理、系统监控和故障诊断中的作用。课程设计需要结合理论教学和实验室实践，使学生能够将理论知识应用于实际问题的解决，并增强其对新技术的适应能力。教师应注重培养学生的工程实践能力和创新思维，以适应未来电气工程领域的挑战。 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。 认识仪用互感器 探究仪用互感器的工作原理 使用仪用互感器测量电流、电压 仪用互感器的维护与保养 学习任务 描述 认识仪用互感器 探究仪用互感器的工作原理 使用仪用互感器测量电流、电压 仪用互感器的维护与保养 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 认识仪用互感器 探究仪用互感器的工作原理 教学难点 使用仪用互感器测量电流、电压 仪用互感器的维护与保养 教学难点突破方法 重新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 《电气测量技术》，主编：杜德昌，2021年3月第2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） 预习仪用互感器的工作原理 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） 实际测量时，经常遇到需要测量高电压、大电流的场合，而要生产一个能够直接 测量高电压、大电流的交流仪表是很困难的，使用起来也十分危险。利用变压器能 改变交流电压和电流的原理，可以制造出一种特殊的变压器——仪用互感器。 仪用互感器是指用于传递信息供给测量仪器、仪表和保护、控制装置的变换 器，也称测量用互感器。按照用途不同，仪用互感器分为变换交流电流的电流互感 器和变换交流电压的电压互感器。 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、识——认识仪用互感器 要求 常见仪用互感器如图2-4-1所示，以小组为单位，仔细观察仪用互感器，认识电 流互感器、电压互感器的外形与结构。 1.仪用互感器的外形 仪用互感器的外形如图2-4-2所示。 2.仪用互感器的参数 (1)电流互感器的铭牌与参数(如图2-4-3所示) 电流互感器的主要参数有额定电流变比、准确度等级、额定容量、额定电压、极性 标志等，选用电流互感器时，主要选择它的额定电流及额定电压，电流互感器的主要参 数见表2-4-1。 3.仪用互感器的用途 (1)扩大交流仪表的量程：可利用仪用互感器按比例地把大电流、高电压变换 成小电流、低电压，再用低量程的仪表进行测量，就相当于扩大了交流仪表的量程。 (2)测量高压时保证工作人员和仪表的安全。在测量高压电路时，不但降低了 对仪表的绝缘要求，而且可以保证工作人员和仪表的安全。 (3)有利于仪表生产的标准化，降低生产成本。仪用互感器二次侧的额定电压 和额定电流统一规定为100 V 和5 A, 只要最大量程为100V 的电压表和5A 的电 流表，再配用不同变比的仪用互感器，就能满足测量各种高电压和大电流的要求。 主要讲解认识仪用互感器。 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 、探——探究仪用互感器的工作原理 以小组为单位，参照图2-4-5和图2-4-7,自主探究电流、电压互感器的工作 原理，探究思路：先了解内部结构，然后分析工作原理。 1. 电流互感器的内部结构与工作原理 电流互感器的图形符号如图2-4-4所示，实际上就是一个降流变压器，能把一 次侧的大电流变换成二次侧的小电流。使用时，将一次侧与被测电路串联，二次侧 与电流表串联，如图2-4-5所示，由于电流表的内阻一般很小，所以电流互感器在正 常工作状态时，接近于变压器的短路状态。 2.电压互感器的内部结构及工作原理 电压互感器实际上就是一个降压变压器，其图形符号与接线图分别如图2-4-6 和图2-4-7所示。电压互感器能将一次侧的高电压变换成二次侧的低电压，因此其 一次侧绕组的匝数远多于二次侧匝数。使用时，将一次侧与被测电路并联，二次侧 与电压表并联。由于二次侧的额定电压一般为100V, 故不同电压变比的电压互感 器，其一次侧的匝数是不同的。 教师根据探究仪用互感器的工作原理讲解。 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。 三、做——使用仪用互感器测量电流、电压 1.使用电流互感器测量电流 要求 以小组为单位，参照表2-4-5,使用电流互感器测量电动机运行时的电流，最 后交流评价。 四 、修——仪用互感器的维护与保养 1. 电流互感器的校验 要求 以小组为单位，参照表2-4-7,对电流互感器进行校验。 2. 电压互感器的常见故障检测 要求 以小组为单位，参照表2-4-8,对电压互感器进行故障检测。 教师讲解使用仪用互感器测量电流、电压，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：总结仪用互感器的工作原理。 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） 教授仪用互感器测量电流和电压的课程中，我强调了互感器在电力系统中的应用，特别是在高电压环境下进行安全测量的重要性。学生们学习了互感器的基本原理，包括电流互感器（CT）和电压互感器（VT）如何通过变压器效应来降低电流和电压，以便进行精确测量。 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、简述电压互感器的常见故障及原因。 2、简述电流互感器的校验方法。 3、简述使用电压互感器测量电压的方法。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教授仪用互感器测量电流和电压的课程中，我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。学生们对互感器的工作原理和应用场景表现出了浓厚的兴趣，但在理解互感器变比和极性的概念上遇到了一些困难。这提示我在未来的课程设计中，需要通过更多的实例和互动式教学来帮助学生加深理解。 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 $$