1.2 开关电器与保护电器认知（二）（教案）《电器及PLC控制技术与实训》（机工版·第2版）同步精品课堂

《电器及PLC控制技术与实训》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.2 开关电器与保护电器认知（二） 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 从学习能力来讲，学生具备一定的观察能力和简单的分析能力，能够通过观察熔断器和热继电器的外形、结构，总结出部分特征。但在复杂知识的迁移应用上存在欠缺，比如难以将熔断器的选用原则灵活应用到不同电路场景中。此外，学生的学习水平存在差异，部分学生对电气知识接受较快，而少数学生可能因基础薄弱，在理解和掌握知识点时进度较慢。 背景分析 从实际应用角度而言，在工业生产、建筑电气、家用电器等领域，电路的安全运行至关重要。熔断器能在电路发生短路故障时迅速切断电路，避免故障扩大；热继电器则可有效保护电动机等设备免受长期过载的损害。据统计，电气故障中因短路和过载引发的事故占比超过 60%，而正确选用、安装和使用熔断器与热继电器，是预防此类事故的关键措施。随着工业自动化的发展，电气设备的功率和复杂度不断提升，对保护电器的性能要求也日益提高，掌握这两种保护电器的相关知识，是电气从业人员必备的基本技能。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 树立安全用电意识，深刻理解正确安装和使用熔断器、热继电器对于防止电路故障和安全事故的意义，在操作中严格遵守安全规范。 理解刀开关、转换开关和低压断路器的选用原则，包括额定电流、额定电压、安装环境、操作频率等关键参数的选择依据。 学会观察热继电器的外形和结构，能根据其结构特点理解其工作过程，具备一定的结构分析能力。 学习任务 描述 能准确描述常见熔断器的外形结构特点，熟记其在电路中的图形符号，明确外形结构与符号所代表的意义。​ 理解熔断器选用的基本原则，包括额定电流与电路最大正常工作电流、设备启动电流特性的关系，知晓不同场景下熔断器的选用依据。​ 掌握熔断器安装与使用的关键要点，清楚安装时的安全规范和使用过程中的注意事项。 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 熔断器和热继电器的外形结构、图形符号。这是识别和理解两种保护电器的基础，只有准确掌握其外形和符号，才能在电路原理图中正确识别它们，为后续学习和应用奠定基础。 教学难点 熔断器额定电流的合理选择。不仅要考虑电路的最大正常工作电流，还要结合电路中设备（如电动机）的启动电流特性，学生难以准确把握不同场景下的选型尺度。 教学难点突破方法 选取照明电路和电动机电路两个典型案例，给出具体的电路参数。先让学生尝试选型，再展示正确选型过程及结果，通过对比分析，让学生明确不同电路中熔断器额定电流的选取依据，理解启动电流对电动机电路熔断器选型的影响。 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 《电器及PLC控制技术与实训》，主编：崔金华，第2版；机械工业出版社出版。 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） 任务引入：能准确描述常见熔断器的外形结构特点，熟记其在电路中的图形符号，明确外形结构与符号所代表的意义。 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） 一、熔断器 1.常见熔断器的外形结构和符号 熔断器在线路中用作短路保护。使用时，熔断器应串联在所保护的电路中。正常情况下，熔断器的熔体相当于一段导线;当线路或设备发生短路时，熔体迅速熔断，从而分断电路，起到保护作用;有时，熔体还可以起到使电路与电源隔离的作用。 熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。常见的熔断器有RC系列瓷插式熔断器、RS系列快速熔断器、RT系列圆简帽形熔断器、RM系列无填料封闭管式熔断器、RL系列螺旋式熔断器和RZ系列自恢复式熔断器，其外形结构和符号如图 1-1-10 所示。 2.熔断器的选用 熔断器有不同的类型和规格。但对熔断器共同的要求是:在电气设备正常运行时、熔断器应不熔断;在发生短路时，熔断器应立即熔断;在电路电流正常变化时，熔断器应不熔断;在电气设备持续过载时，熔断器应延时熔断。 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） (1)熔断器类型的选用 根据使用场合选用熔断器的类型。对于照明电路，一般选用RT系列圆简帽形熔断器或RC系列瓷插式熔断器;对于电动机控制电路，一般选用RL系列螺旋式熔断器;对于半导体元器件保护，一般选用RS系列快速熔断器。 (2)熔断器规格的选用 1)熔断器的额定电压必须大于或等于电路的额定电压;熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流;熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。 2)对于变压器、电炉和照明等负载，熔体的额定电流应稍大于或等于负载电流;对于输配电线路，熔体的额定电流应稍大于或等于线路的安全电流;对于控制电路中电动机的短路保护，要根据电动机的起动条件和时间长短来选用熔体的额定电流。对于一台电动机的短路保护，熔体的额定电流应等于电动机额定电流的1.5~2.5倍;对于多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应等于其中最大容量电动机的额定电流的1.5~2.5倍加上其余电动机额定电流的总和。 主要讲解熔断器的选用。 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、热继电器 继电器是一种根据电或非电信号的变化接通或断开小电流电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。 继电器主要用来感知信号，一般不用来直接控制大电流的主电路，而用于控制电路。 继电器的分断能力很小，一般在5A及以下，因此，继电器一般不设灭弧装置。 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的一种自动电器，是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断相保护，以防电动机因过热而烧毁的一种保护电器。 1.外形、结构和符号 热继电器主要由热元件、双金属片、脱扣机构(连杆、推杆等)、触点、复位按钮和整定电流调节装置等组成， 常见热继电器的外形、结构和符号如图1-1-11所示。 教师根据课本内容讲解热继电器。 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学习内容，突破了课程内容难点。 2.工作原理 热继电器的热元件串联在主电路中，常闭触点串联在控制电路中。当电动机过载时，主电路中的电流超过允许值而使双金属片受热时，它便向左弯曲，通过导板推动杠杆机构使常闭触点断开，由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开而使接触器的线圈断电，从而断开电动机主电路。 3.选用 1)根据所保护电动机的额定电流来确定热继电器的规格，热继电器的额定电流一般略大于电动机的额定电流。 2)根据需要的整定电流值选择热元件的编号和电流等级，热元件的整定电流一般应为电动机额定电流的95%~105%。 3)根据电动机定子绕组的联结方式选择热继电器的结构型式，电动机的定子绕组做星形(Y)联结时，一般选用普通三相结构的热继电器，做三角形()联结时，一般选用带断相保护三相结构的热继电器。 教师讲解热继电器，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：热继电器在使用过程中应注意哪些事项？ 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） 课程主要围绕熔断器和热继电器展开，熔断器外形多为管状，符号是圆圈内加直线，选用时额定电流需匹配电路，安装要断电且接触良好。热继电器有调节旋钮等，符号为菱形内加平行线，靠电流热效应工作，用于过载保护，选用要结合电机参数，安装远离热源和振动。二者功能不同，熔断器防短路，热继电器防过载，需配合使用。希望大家掌握要点，规范操作，确保电路安全。 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)熔断器和热继电器在电路保护中各有什么主要作用？​ (2)常见熔断器的外形结构有哪些特点？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 从知识传授角度，通过对熔断器和热继电器的外形结构、符号、工作原理、选用及安装使用等内容的讲解，多数学生能够准确描述其基本特点和关键知识点。例如，在课堂提问中，大部分学生能说出熔断器的图形符号和热继电器的核心结构，这表明基础知识点的讲解较为清晰。不过，在深入理解方面仍有不足，部分学生对热继电器延时动作的原理和熔断器与热继电器功能差异的理解不够透彻，在后续教学中需通过更具体的案例分析加深学生的认知。 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 $$