2.3 单相变压器的空载运行及负载运行（教案）-《电机与拖动》同步精品课堂（人邮版）

《电机与拖动—变压器》教案 课 题 2.3 单相变压器的空载运行及负载运行 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 在《电机与拖动》教材中，单相变压器的相关内容具有重要地位。单相变压器的空载运行部分，阐述了其基本工作原理，让学生理解变压器利用电磁感应改变电压的本质。各物理量正方向的规定有助于学生准确分析电路。感应电动势和变比的讲解为后续理解变压器的性能奠定基础。空载电流和损耗以及相量图的内容，使学生对空载状态有更深入认识。单相变压器的负载运行部分，磁动势平衡方程及变流比、外特性与电压变化率、损耗及效率等内容，全面展示了变压器在实际工作中的特性。而变压器的阻抗变换作用，拓展了其应用范围。这些知识点的学习，有助于学生掌握变压器的工作原理和性能特点，为电机与拖动系统中合理运用变压器提供理论支持，是教材中不可或缺的重要组成部分，对学生深入理解电机与变压器的协同工作具有重大意义。 学情分析 中职学生在学习单相变压器运行知识时，有如下学情特点。知识基础方面，学生对变压器基本原理有初步认识，但对于空载和负载运行的复杂物理量及相量图等内容比较陌生。认知能力上，他们形象思维占优，对于工作原理这种较为直观的内容较易理解，然而在理解空载运行物理量方向规定、磁动势平衡方程等抽象概念时可能会遇到困难。学习态度上，部分学生的学习动力依赖于内容的趣味性和实用性。优势在于中职学生对实际操作有兴趣，通过实验展示变压器运行情况可提高其学习积极性。劣势是面对复杂理论推导易失去耐心。教师要结合实物、动画讲解，多给实践机会，根据学生反馈灵活调整教学时间。 学习目标 1.深入理解磁动势平衡方程的内涵，熟练运用该方程计算变流比，并解释一次侧和二次侧磁动势在负载运行时的相互关系。 2.理解变压器阻抗变换的原理，掌握一次侧和二次侧阻抗之间的变换关系公式。 3.明确空载电流的组成成分及其产生原因，掌握空载损耗的概念、组成部分以及在变压器运行中的影响。 学习重难点 学习重点 熟练运用公式计算感应电动势和变比，理解变比在变压器电压关系中的重要意义。 学习难点 能够运用变压器的阻抗变换原理解决简单的电路匹配问题，如计算在特定负载下为实现最大功率传输时变压器的变比。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.教师制作PPT课件，教案 2.学生按照教师的预习要求，认真阅读教材中关于单相变压器的空载运行及负载运行的章节内容。在阅读过程中，初步了解单相变压器的基本工作原理、空载运行和负载运行时涉及的一些基本概念（如空载电流、空载损耗、磁动势平衡方程等）。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 导入阶段： 开始上课时，教师通过展示一些生活中常见的使用变压器的电器设备图片（如手机充电器、笔记本电脑电源适配器、电力变压器等），引导学生思考这些设备是如何改变电压大小的。 提问学生：“大家都知道这些电器设备里面有一个很重要的部件叫变压器，那你们知道变压器是如何工作的吗？特别是在空载和带负载的情况下，它内部的各种物理量是如何变化的呢？” 学生观看教师展示的图片，积极思考教师提出的问题。 尝试根据自己已有的知识和生活经验，初步回答教师关于变压器工作原理的问题。 通过展示生活中常见的电器设备图片，将抽象的变压器知识与学生的日常生活联系起来，使学生感受到所学知识的实用性，从而激发学生的学习兴趣和好奇心。 活动二： 调动思维 探究新知 依次讲解下列各部分内容： 一、单相变压器的空载运行 1.单相变压器的基本工作原理 --单相变压器是指接在单相交流电源上用来改变单相交流电压的变压器小，主要用作控制及照明。 --变压器是利用电磁感应原理来工作的。 2.空载运行时各物理量正方向的规定 --电压的参考方向。在同一支路中，电压的参考方向与电流的参考方向一致。 --磁通的参考方向。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。 --感应电动势的参考方向。由交变磁通Φ产生的感应电动势 e，其参考方向与产生该磁通的电流参考方向一致。 3.感应电动势和变比 4.空载电流和空载损耗 5.空载运行时的相量图 二、单相变压器的负载运行 1.磁动势平衡方程及变流比 2.变压器的外特性及电压变化率 3.变压器的损耗及效率 三、变压器的阻抗变换作用 --变压器不但具有电压变换和电流变换的作用，还具有阻抗变换的作用。 通过讲解这节课的知识点，观察学生的接受情况，根据情况调整教学时间安排。 认真听讲教师对基本工作原理的讲解，积极回答教师提出的关于匝数与感应电动势关系的问题。 学生仔细观察教师在黑板上绘制空载运行时的相量图，在笔记本上自己尝试绘制。在绘制过程中，注意相量的大小、方向和相位关系，如果遇到问题，参考教材或者向教师询问。 在教师讲解阻抗变换作用的推导过程中，认真理解每一步的推导依据，思考变压器阻抗变换与电压、电流变换之间的内在联系。 计算练习可以帮助学生熟练掌握变比等概念的计算方法，提高学生的数学计算能力。而相量图的绘制练习则让学生通过实践操作，更加直观地理解变压器空载运行时各物理量之间的关系，培养学生的图形分析能力和动手能力。 让学生思考阻抗变换与电压、电流变换的联系，有助于构建变压器相关知识的网络，加深对变压器整体功能的理解。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 出示ppt一些练习题，包括单相变压器的空载运行（单相变压器的基本工作原理，空载运行时各物理量正方向的规定，感应电动势和变比，空载电流和空载损耗，空载运行时的相量图）单相变压器的负载运行（磁动势平衡方程及变流比，变压器的外特性及电压变化率，变压器的损耗及效率，）变压器的阻抗变换作用。巡视学生的做题情况，及时给予指导。 将学生分成小组，小组中间进行讨论这些练习题。 小组成员围绕讨论任务展开热烈讨论，发表自己的观点和看法。 各小组代表勇敢地站起来分享小组讨论结果。认真倾听其他小组的发言，学习不同的观点和思路。 通过提出问题和回答问题，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考和表达能力，促进学生对知识点的深入理解。 小组讨论可以培养学生的合作学习能力和团队精神，让学生在交流中互相启发，拓宽思维。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 以简洁明了的语言回顾本节课的主要知识点，包括单相变压器的空载运行（单相变压器的基本工作原理，空载运行时各物理量正方向的规定，感应电动势和变比，空载电流和空载损耗，空载运行时的相量图）单相变压器的负载运行（磁动势平衡方程及变流比，变压器的外特性及电压变化率，变压器的损耗及效率，）变压器的阻抗变换作用。针对本节课的重点内容，如变比的计算、磁动势平衡方程、变压器的效率计算以及阻抗变换关系等进行再次强调。 积极参与知识回顾环节，巩固所学知识点。 提问或分享自己的学习心得和疑问。 认真完成教师布置的作业或任务。 帮助学生梳理知识脉络，加深对重点内容的理解和记忆。 布置作业可以让学生在课后进一步巩固所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和探究精神。 课堂小结 作业布置 （一）某单相变压器在运行过程中发现空载损耗异常增大，请分析可能导致这种情况的原因，并提出相应的检测和解决措施。 （二）预习2.4基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：单相变压器的空载运行及负载运行 一、单相变压器的空载运行 1.单相变压器的基本工作原理 --单相变压器是指接在单相交流电源上用来改变单相交流电压的变压器小，主要用作控制及照明。 --变压器是利用电磁感应原理来工作的。 2.空载运行时各物理量正方向的规定 --电压的参考方向。在同一支路中，电压的参考方向与电流的参考方向一致。 --磁通的参考方向。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。 --感应电动势的参考方向。由交变磁通Φ产生的感应电动势 e，其参考方向与产生该磁通的电流参考方向一致。 3.感应电动势和变比 4.空载电流和空载损耗 5.空载运行时的相量图 二、单相变压器的负载运行 1.磁动势平衡方程及变流比 2.变压器的外特性及电压变化率 3.变压器的损耗及效率 三、变压器的阻抗变换作用 --变压器不但具有电压变换和电流变换的作用，还具有阻抗变换的作用。 教学反思 本次课通过对单相变压器的空载运行及负载运行各知识点的讲解，基本达成了教学目标。成功之处在于在教学过程中，通过列举实际生活中的变压器应用实例，如电力系统中的变电站变压器、手机充电器中的小型变压器等，让学生更加直观地感受到所学知识与实际生活的紧密联系，提高了学生的学习兴趣。但也存在一些不足，如在课堂讨论环节，虽然有部分学生积极参与讨论，但仍有一些学生表现不够主动。这可能是由于问题的难度设置不够合理，对于一些基础稍差的学生来说，可能存在一定的畏难情绪；或者是教学方式不够灵活多样，未能充分调动这部分学生的积极性。在今后教学中，采取分层教学、个别辅导等方式，满足不同学生的学习需求，提高全体学生的学习效果。 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 $$