第29课 避免故障保安全（教学课件）信息科技人教版六年级下册（新教材）

该小学信息科技课件围绕“避免故障保安全”，核心讲解控制系统的硬件与软件故障类型及自我保护设计。课堂导入通过大棚温度传感器故障致幼苗冻伤的真实案例引发问题，新知探究以故障分析表、说明书查阅等活动为支架，引导学生从识别故障到设计保护模块，构建“现象-分析-应用”的学习脉络。 其亮点在于情境化教学与任务驱动结合，活动1故障分析表让学生联系空调、冰箱等生活实例培养信息意识，活动4设计种植大棚保护模块渗透计算思维，借助插图、表格及空气断路器实物图增强直观性。知识总结清晰，智慧挑战巩固效果好，助力学生提升故障防范设计能力，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

P. K对，26是冰淇淋的。40天。这是。 这就是空气断路器内部那套聪明的、让人拍案叫绝的保护机制。可以说现在几乎每个家庭都在用它保护着电路安全。那它为什么叫空气断路器呢？和空气又有啥关系呢？早期广泛用于家庭电路保护的装置是这种熔断器，也就是保险丝。换过这种保险丝的，估计最少孩子都会打酱油了吧。它利用金属丝受电流发热熔断的原理来实现电路保护，虽然简单可靠，制造成本低，但熔断后必须人工更换，而且不能精细控制，也不具备灭弧能力，所以已经逐渐被空气断路器取代，空气断路器最厉害的地方是它能根据不同的异常电流情况触发不同的断路操作，而且事后不需要更换任何部件，寿命还长，下面我们看看它究竟是如何工作的？虽然不同品牌的设计略有不同，不过内部结构都主要包括有热脱扣器、磁脱脱扣器操作机构以及面糊是四大部分。操作机构是空气断路器机械动作的核心，当你手动合闸后，操作机构就会维持触头闭合状态，其中的储能弹簧被压缩并被锁扣装置锁定，保持弹簧处于蓄能状态。这时电流会分别通过热脱扣器和磁脱扣器。我们先来看看热脱扣器，它的核心是一个双金属片，由两种不同金属压在一起制成。这两种金属的热胀冷缩能力不一样，膨胀速度也不同。因此，当它们被压在一起后受热时就会使整片金属会慢慢弯曲。所以当电路过载时，比如你同时打开了空调、电磁炉、电饭煲等大功率电器，电流超过了线路的承载范围，这时候电流会慢慢让双金属片升温，膨胀不均就会让它缓慢的发生弯曲，一旦弯到一定程度，就会推动一个释放杠杆，杠杆松开了锁扣，释放了预先压紧的储能弹簧，最终跳闸，使电路被切断。不过热脱扣器只能保设备，因为这种方式反应相对慢一些，一般要几秒到几十秒，但如果是短路，电流可能会瞬间冲到上百安热脱扣器根本来不及及发热，还是很容易造成火灾或威胁生命安全。所以空气断路器内还设置有磁。脱扣器它其实是一个电磁线圈，中心有个用弹簧支撑的铁芯。它利用安培定律和电磁力原理，正常电流时几乎不起作用，但一旦电流瞬间增大，线圈就会立刻产生强磁场，磁场吸引可动铁芯，克服弹簧反力后快速运动，同样推动下方的释放杠杆，最终使其松开了锁扣而跳闸。但它触发的整个过程非常快，通常只需要几毫秒，可以有效防止电器被烧毁，甚至避免人身触电事故。不过在断开电路的那一瞬间，由于电流还在硫动触头之间，会拉出电弧，可能你也见过拔插头时的那种火花，就很容易引发火灾。这时候，断路器内部的灭弧装置就开始发挥作用了，它由一排金属片组成，叫灭弧栅，能迅速把电弧切割成多段，拉长路径，利用空气作为灭弧介质，让它迅速冷却并熄灭。这也是为什么叫它空气断路器的原因。这就是看似普通的空气断路器背后的科学原理，它把机械结构、电磁原理和热力原理巧妙地结合在了一起，稳定又可靠，静静地守护着我们家中每天的用电安全。 第8章 自主可控与安全 避免故障保安全 第29节 人教版 学习目标 01 课堂导入 02 新知探究 03 知识总结 04 智慧挑战 05 兴趣园地 06 目录 CONTENTS 2 了解控制系统故障的表现与危害 了解一些控制系统在安全防护方面的设计 学习目标 初步具备控制系统安全防范功能的设计意识 课堂导入 有一农户的大棚里培育了西红柿幼苗，适宜温度是15～25℃。管理人员把升温设备启动的阖值设为18℃。有一天，气温骤降，大棚温度低至6℃，但温度传感器测出的温度却是20℃，导致升温设备一直没接到启动指令，最终很多幼苗被冻伤！ 雪天的种植大棚 被冻伤的幼苗 为什么大棚没有自动升温？ 一个控制系统的正常运行，除了要求使用者严格遵守控制系统的使用规章制度，还要求控制系统本身具备相应功能，最大限度避免各种仪器仪表、发动机等硬件的故障。控制系统的任何一个部件发生故障，都可能导致整个系统无法正常运行。 新知探究 通过收看新闻报道，可以知道一些交通工具发生的故障事件。再例如，日本大发工业公司由于车辆前部的减震装置存在缺陷，召回超过10万辆汽车。 一、了解控制系统可能出现的故障 控制系统出现的故障，主要分为硬件故障和软件故障。 1.硬件故障有传感器故障、机械部件故障、电源线路故障等； 2.软件故障有操作系统安装错误、参数设置错误、病毒入侵等。 新知探究 日常生活中的一些电器设备，有时也会出现故障。例如，冰箱某个零件失灵导致冷藏功能失效；台灯出现灯泡被烧坏或短路故障。 新知探究 冰箱冷藏功能失效，食物变质 灯具短路故障 你还遇到过哪些控制系统的故障吗？ 1.请回顾自己使用一些控制系统时遇到的故障，列出来和大家分享。 新知探究 学习任务单 活动1 控制系统 故障现象 故障原因 空调 冰箱 台灯 智能门锁 控制系统故障分析表 开启制冷模式但制冷效果差 过滤网/蒸发器积灰严重， 通风受阻 结霜严重 化霜系统故障，蒸发器结霜过厚影响制冷 灯光闪烁不定 镇流器故障，导致电流不稳定 指纹/密码无法解锁 电池电量耗尽，或供电线路接触不良 很多电器的使用说明书里会列出可能出现的故障以及处理办法（如下图）。请阅读以下的电器使用说明书，了解相关的故障案例。 新知探究 洗衣机说明书举例 空调说明书举例 2.查阅你手中的说明书，列举2种故障案例。 (1)当_______出现__________时，显示的代码是________，这属于（电路故障 设备失灵 硬件被破坏）。 (2)当_______出现__________时，显示的代码是________，这属于（电路故障 设备失灵 硬件被破坏）。 新知探究 学习任务单 活动1 洗衣机 不进水 E1 √ 空调 无法启动 无显示 √ 控制系统会出现故障，就像人体会生病一样。一个抵抗力强、自我保护意识强的人往往不容易生病，即使生病了也会很快恢复。 二、了解控制系统避免故障的自我保护设计 一个控制系统的安全性能越高，它的自我保护能力也就越强。可以在控制系统内部安装保护功能模块，尽量确保控制系统的稳定运行和安全使用。上一课提到的电梯防夹功能，就是电梯系统安全性能的一个设计，让电梯具备自我保护功能。 新知探究 机电一体式关门防夹安全装置 漏电保护开关 烟雾传感器 了解下表中的控制系统，它们在工作过程中出现意外情况时，是如何进行自我保护的。 控制系统应对意外情况的自我保护功能分析表 新知探究 学习任务单 活动2 控制系统 意外情况 自我保护功能 照明系统 电流过大 电吹风 机体过热 空调 室外温度异常高 电梯 轿厢内烟雾浓度异常 汽车 行驶过程中乘客不小心打开车门 电气设备的自我保护 1.电路瞬间电流过大，会自动“跳闸”，防止过载导致触电或着火。 2.有的电吹风在温度超过安全范围时自动断电，避免过热引起火灾。 3.空调在运行时，会通过传感器检测室内外温度，如果温度过高，就会触发温度保护，自动停止运行。 4.具备烟雾检测功能的电梯，如果轿厢内烟雾过浓，会触发警报系统并停止运行。 5.汽车达到一定速度时，车门会自动上锁，这是为了防止车门被打开。 新知探究 你知道吗？ 高压锅是常见的厨房电器。在它工作时，打开锅盖会有危险。假如你是高压锅设计师，你会设计下图中的哪个部件来防止锅盖被打开? 新知探究 我会选安全自锁阀，工作过程是：当锅内压力高于外界大气压时，就触发这个零件锁死锅盖，让它无法被打开。 随着对智能种植大棚的深入使用，种植户发现了大棚安全性能方面的不足，于是想增加一些安全保护措施，保证大棚基础设施的安全。 如果请你做设计师，你会给种植大棚设计一个什么样的“自我保护”模块？请参考前面所学的知识，绘制该模块的工作过程示意图。 下面的模块供参考。 室外温度过低保护模块 室外温度过高保护模块 系统电流过大保护模块 浇灌系统水压过大保护模块 新知探究 学习任务单 活动4 1.请写出你要设计的自我保护模块名称。______________________ 2.请描述它的工作过程。 智能种植大棚控制系统在运行时，会通过____________检测_________,当检测发现_________________,就会________________,避免___________。 3.绘制“自我保护”模块的工作过程示意图。 新知探究 室外温度过低保护模块 计算 ____________________________________ 输入 ________________________ 输出 ________________________ 学习任务单 活动3 2组以上传感器 大棚内温度 平均温度低于设定安全值 启动升温设备 单一传感器失灵导致作物冻伤 2组传感器检测温度 计算平均温度，与设定安全值比较，生成指令 启动升温设备 知识总结 避免故障保安全 控制系统故障分为硬件故障、软件故障 控制系统自带自我保护设计，帮助规避安全事故。 规范使用、定期维护，能够有效减少控制系统故障，保障使用安全。 2.空调工作时外机温度过高，系统自动停止运行，目的是（ ） A.节省用电 B.人为远程控制 C.过热保护，避免烧毁部件和引发火灾 D.自动定时关机 1.下列属于控制系统硬件故障的是（ ） A.系统参数设置错误 B.温度传感器损坏失灵 C.电脑中病毒程序卡顿 D.智能系统软件死机 智慧挑战 智慧挑战 解析：传感器属于硬件部件，损坏属于硬件故障。 答案：B 解析：空调高温停机是硬件自我保护，防止部件过热损坏、引发安全事故。 答案：C 空气断路器 兴趣园地 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $