4.3 直流电磁继电器的构造、规格和工作原理（教学设计）通用技术苏教版选择性必修1

课题 4.3直流电磁继电器的构造、规格和工作原理 课时 1课时 教材版本 苏教版通用技术选择性必修1 年级 高二 教学目标 技术意识： 1. 能说出直流电磁继电器的构造和工作原理。 2. 能够识别常见直流电磁继电器的规格并能说出其技术指标。 物化能力： 能够独立完成对直流电磁继电器的检测。 教学重难点 重点：理解直流电磁继电器的构造和工作原理。 难点：识别常见直流电磁继电器的规格。 学情分析 学生已经学习了本章第二节继电器的作用与类型，对继电器的核心作用（以小控大、电气隔离）和主要类型有了清晰的认识，并能够进行简单的外部电路连接。学生对继电器内部的精密机械结构感到好奇，但对其如何协同工作缺乏系统认识。对额定电压、“释放电流”、“吸合电流”等规格参数的概念理解模糊，不知如何根据参数选用继电器。容易将线圈的工作回路与触点的负载回路在原理上混淆。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：PPT课件 教学环节 教学过程 一、 课堂导入 创设情境 视频展示：将继电器的线圈两端连接到音频放大器，接通和断开线圈电源，让学生清晰听到"咔嗒"声。 师：大家听到的这个声音，就像是继电器的心跳声，每一次心跳，都代表着一次精密的机械动作。那么这个小小的元件为什么会发出如此清脆的声音？它的心脏内部到底有着怎样精妙的结构？今天，我们就来聆听并解剖这个电子世界的心跳。 设计意图：听觉冲击：通过声音这一直观感官刺激，瞬间吸引学生注意力；生动类比：将抽象的机械动作比作心跳，形象易懂，便于记忆；悬念引导：通过设问自然引出本课主题，激发探究欲望。 二、 探究活动 新知讲解 任务一：认识直流电磁继电器 1.直流电磁继电器的结构 教师活动：展示直流电磁继电器工作原理图，详细介绍直流电磁继电器的各个组成部分与工作原理。 （1）电磁铁是直流电磁继电器的基本部件，其线圈接输入电路，用于接收控制信号。 （2）返回弹簧、衔铁等是继电器的中间机构。 （3）一对或数对动、静触点组成的触点系统是它的执行机构。 （4）电磁继电器中的触点分类 在工作过程中能够动作的触点称为动触点，不能动作的触点称为静触点。线圈不通电时，常开触点断开，常闭触点闭合；线圈通电后，常开触点闭合，常闭触点断开。动触点与一个静触点常闭而与另一个静触点常开，称为转换触点。 学生活动：理解直流电磁继电器工作电路与控制电路隔离的特点。 2.直流电磁继电器的电路符号 教师活动：展示直流电磁继电器的线圈、常开触点、常闭触点和转换触点的电路符号J 线圈符号： 常开触点： 常闭触点： 转换触点： 总结： 继电器的触点有三种基本形式： 1.动合型(H型)：线圈通电后，两个触点才闭合。 2.动断型(D型)：线圈通电后两个触点才断开。 3.转换型(Z型)：线圈通电后，原来闭合的触点现在断开；原来断开的触点现在闭合； 试验目的：观察电磁继电器驱动电动机的过程，了解继电器的作用。 3.直流电磁继电器的主要技术参数 （1） 额定工作电压：是指继电器正常工作时加在线圈两端的电压值。继电器型号不同，对工作电压的要求也不同，常见的工作电压有5 V、6 V、9 V、12 V、24 V等。 （2） 吸合电流：是指继电器能够完成吸合动作所需要提供的最小电流值。为保证继电器可靠工作，提供给继电器的工作电流必须略大于规定的吸合电流。 （3） 释放电流：是指继电器从吸合状态转入释放状态时，流过继电器线圈的最大电流值，通常吸合电流远大于释放电流。 （4） 直流电阻：是指线圈的直流电阻，一般在几百欧到几千欧之间。可以用多用电表测出这一电阻值。 （5） 触点负荷：是指继电器触点所承受的开路电压和闭合电流。开路电压常见的有110 V、220 V、380 V等，闭合电流常见的有5 A、10 A、50 A等。 教师活动：展示继电器实物图片，让学生尝试说出图片上的参数具体含义。 4.马上行动——干簧继电器 师：干簧继电器主要由干式舌簧片与励磁线圈组成。干式舌簧片(触点)是密封的，由铁镍合金做成，舌片的接触部分通常镀有贵重金属(如金、铑、钯等)，接触良好，具有优良的导电性能。触点密封在充有氮气等惰性气体的玻璃管中，因而有效地防止了尘埃的污染，减少了触点的腐蚀，提高了工作可靠性。其结构简单，体积小。吸合功率小，灵敏度高，一般吸合与释放时间均在0.5～2ms以内。 任务二：使用直流电磁继电器设计控制系统 5.检测直流电磁继电器 （1）检测触点电阻 用多用电表的电阻挡测量常闭触点与动触点电阻，其阻值应为零；而常开触点与动触点的阻值应为无穷大。 用多用电表的R“×1Ω”挡测量常闭触点的电阻值，正常为零；将开关S按下，此时常闭触点的阻值应为无穷大。若在没有按下开关S时，测出某一组常闭触点有一定的阻值或阻值无穷大，则说明该组触点已烧坏或氧化。 （2） 检测线圈电阻 电磁继电器线圈的阻值一般为25Ω～2 kΩ。额定电压低的电磁继电器线圈的阻值较低，额定电压高的电磁继电器线圈的阻值较高。可用多用电表R“×10Ω”挡测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在断路现象。若测得其阻值为无穷大，则线圈已断路损坏；若测得其阻值低于正常值很多，则线圈内部有短路故障。如果线圈有局部短路，则用此方法不易发现。 （3）检测吸合电压和吸合电流 检测继电器的吸合电压和吸合电流时可按图所示接好稳压电源、电流表、电压表、继电器，电压表的量程可选在30V挡，电流表量程在100mA范围内即可。将继电器线圈串联到电路中，电压表并联在线圈的两引脚上，电流表也串入电路，注意电流表与电压表的正、负极不要接错。接好后稳压电源通电，并逐渐增加电压值，直到听见衔铁发出“咔”的一声，表明磁铁已将衔铁吸住，此时电压表、电流表的数值便是吸合电压和吸合电流的值。 2.直流继电器的选用 （1）了解必要条件：①电路的电源电压，能提供的最大电流； ②输出电路中的电压和电流； ③被控电路需要几组、什么形式的触点。 （2）查阅相关资料，找出需要的继电器的型号和规格。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用，进行检测，并考虑尺寸是否合适。 （3）注意根据装置容积的大小，选择合适的继电器。 3继电器内部结构 如图是电磁继电器的内部结构，其中1、2和1’、2’为常闭触点，1、3和1’、3’为常开触点，1和1’是动触点，最上面两个引脚是线圈引脚，当线圈通电时1、2断开，1、3闭合，右侧同理。 三、 课堂小结 1.电磁继电器一般由电磁铁（带芯线圈）和一组或几组带触点的簧片组成。 2.电磁继电器在工作过程中能够动作的触点称为动触点，不能动作的触点称为静触点。3.直流电磁继电器的主要技术参数包括：额定工作电压，吸合电流，释放电流，直流电阻，触点负荷。 设计意图：以思维导图的形式总结本节课能帮助学生理顺本节课的知识点。 四、 拓展延伸 继电器的选用 直流电磁继电器使用注意事项 1.继电器有常开和常闭触点，根据不同功能选择相应的触点。 2.用三极管控制继电器时，继电器需要接三极管集电极。（共发射极接法） 3.继电器线圈在断电瞬间会产生一个反向自感电动势，为了保护三极管不受损坏，需要在线圈两端反向并联一只二极管。 设计意图：通过拓展，帮助学生掌握继电器选用的思路，并强调直流电磁继电器使用的相关注意事项。 五、 课堂练习 1.下列属于继电器常开触点符号的是 （　　） 答案：D 解析：A项为继电器线圈；B项为继电器的常闭触点；C项为电位器；D项为继电器的常开触点。 2.如图所示是某继电器结构原理图，该继电器有5只引脚，其中常闭触点对应的两只引脚是（　　） A.1和2 B.3和4 C.3和5 D.4和5 答案：B 解析：由图可知，引脚3和4为常闭触点，引脚3和5为常开触点。 3.下列电子元器件在电路中，不可以当开关使用的是（　　） 答案：B 解析：A项为二极管，具有单向导电性，可当开关使用；B项为色环电阻器，不能当开关使用；C项为三极管，具有电流放大和开关功能；D项为继电器，具有开关功能。 4.当直流电磁继电器的控制电路开关闭合时，可使动触点和常开触点（　　） A.闭合 B.断开 C.无反应 D.以上都不是 答案：A 解析：当电磁继电器控制电路开关闭合时，继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开。 5.小明搭接了如图所示的简易光控路灯电路。调试时，用手遮住光敏电阻RL后，无论如何调节RP的大小，灯都不亮。为了查明故障的原因，小明用数字式多用电表分别测量了VT的基极和发射极之间的电压Ube及集电极和发射极之间的电压Uce。如果小明测量的结果为Ube=0.7 V，Uce=0.2 V，下列故障的推断中可能的是 （　　） A.RP与电源正极断路 B.VD与电源正极断路 C.继电器线圈与VT集电极断路 D.继电器常开触点J与电源断路 答案：D 解析：A项，测量结果Ube=0.7 V，Uce=0.2 V，说明三极管处于饱和导通状态。RP与电源正极断路，三极管处于截止状态；B项，VD与电源正极断路，继电器正常工作，灯亮；C项，继电器线圈与VT集电极断路，则VT不可能处于饱和导通状态；D项，继电器常开触点J与电源断路，继电器吸合，J不闭合，灯不亮。 板书设计 教学反思 1. 本节课师生共同完成一个概念图：中心是“直流电磁继电器”，向外辐射“构造”、“原理”、“参数”三大分支。 2. 学生对直流电磁继电器内部结构的理解可能有困难，不宜过度深入，用“需要更大的力才能吸过来”和“吸住后不需要很大力就能维持”来类比解释即可。 3. 对于规格书识读，可以准备一份简化版的“学生任务单”，让学生在上面进行圈画和选择，提高实操性。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $