并聯(lián)電路范文

時間:2023-04-05 23:32:55

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并聯(lián)電路

篇1

1.學(xué)會串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接方法.

2.根據(jù)電路圖連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路.

3.培養(yǎng)學(xué)生連接電路的基本技能、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)習(xí)慣

教學(xué)建議

教材分析

這是學(xué)生做的第一個電學(xué)分組實(shí)驗(yàn),它對學(xué)生認(rèn)識串、并聯(lián)電路特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生連接電路的技能有重要作用,必須創(chuàng)造條件,組織學(xué)生做好這個實(shí)驗(yàn).由于實(shí)驗(yàn)所需器材較簡單,取材也容易,建議盡可能多分一些組,讓學(xué)生人人都有動手操作的機(jī)會.如果沒有那么多的電鈴,也可不用.連接電路時強(qiáng)調(diào)要注意兩點(diǎn),一是開關(guān)先要切斷,二是經(jīng)驗(yàn)不足時不要先用兩根導(dǎo)線連接電源后再接電路,而是要按教材所講的,先從電源的正極連起,連好各個元件后最終連上電源的負(fù)極,或者按相反的次序.

教法建議

1.為了提高實(shí)驗(yàn)效果,可引導(dǎo)學(xué)生圍繞以下問題進(jìn)行預(yù)習(xí):

(1)串聯(lián)電路、并聯(lián)電路連接的特點(diǎn)是什么?連接課本圖4-24和圖4-25電路需那些器材(包括名稱、數(shù)量)?

(2)為防止接錯或漏接,自己先擬定一個接線順序.再連接過程中為什么開關(guān)應(yīng)是斷開的,并特別注意防止短路?

(3)如下圖所示電路中的開關(guān)的連接是否正確?如果是錯誤的,把它改正過來.

2.實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生動手之前,教師應(yīng)要求學(xué)生做到以下幾點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生良好的電學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣:

(1)把實(shí)驗(yàn)桌上的器材與所做實(shí)驗(yàn)的電路圖中需要的器材對照,檢查器材是否夠用.

(2)搞清使用的電源是什么電源,分清電源的正、負(fù)極,弄清如何接線.

(3)想一想,燈座、開關(guān)應(yīng)如何連接?把導(dǎo)線接到接線柱上,導(dǎo)線應(yīng)沿什么方向纏

繞,旋緊螺帽時導(dǎo)線才不致被擠出來?

3.接好電路后,再閉合開關(guān)前,要對照電路圖認(rèn)真檢查,閉合開關(guān)后,如出現(xiàn)故障,應(yīng)立即斷開電源,然后從電源的一個極出發(fā),逐段檢查原因.

4.實(shí)驗(yàn)后,要求學(xué)生整理好實(shí)驗(yàn)器材,并寫好簡單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.分組實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能和科學(xué)方法、態(tài)度、習(xí)慣的重要過程,一定要組織好,以獲得較好的效果.

第七節(jié)之后,教材又安排了一個實(shí)踐活動--"想想議議".這個問題對剛剛接觸電學(xué)知識的初中學(xué)生來說,要求較高,不必要求全體學(xué)生都能做出.

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

1.復(fù)習(xí)

(1)串聯(lián)電路、并聯(lián)電路連接的特點(diǎn)是什么?

(2)什么叫短路?連接電路時,開關(guān)應(yīng)該是斷開還是閉合的?

(3)怎樣判斷電路的連接形式?試判斷下面電路的連接是否正確.(投影片)

(4)可用計(jì)算機(jī)模擬演示串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的連接方法,也可用實(shí)物電路,教師一步步操作.讓學(xué)生觀察并進(jìn)行歸納小結(jié):

①首先將電池連接成串聯(lián)電池組;

②按電路圖從電源正極開始,依電流的路徑,把元件一個個連接起來(連接開關(guān)前,開關(guān)是斷開的),最后連到電源的負(fù)極(也可反過來順次連接);

③連線時要注意導(dǎo)線兩端必須接在接線柱上,導(dǎo)線不要交叉,不要重疊.

④連接并聯(lián)電路時,可按串聯(lián)的方法先連接一個支路,找到電流的分、合點(diǎn)再將其他支路并列接在分、合點(diǎn)上.

2.進(jìn)行新課------學(xué)生實(shí)驗(yàn)

(1)組成串聯(lián)電路

①首先讓同學(xué)將實(shí)驗(yàn)桌上的器材與做實(shí)驗(yàn)的電路圖中需要的器材對照,檢查器材是否夠用.畫出串聯(lián)電路圖.

②弄清使用的電源的正、負(fù)極.

③按課本中的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn).注意電路連接過程中開關(guān)必須是斷開的.

④若電路連接完畢,閉合開關(guān)后,燈泡不亮?xí)r注意檢查發(fā)生故障的原因:檢查電池之間是否連接正確;檢查每個接線柱是否擰緊,導(dǎo)線是否連接好;檢查小燈泡與燈座是否接觸好(可用手向下輕輕按按).在自己解決問題有困難時,可請老師協(xié)助檢查.

⑤積極動手,認(rèn)真觀察,深入思考,回答課本實(shí)驗(yàn)步驟中提出的問題.

(2)組成并聯(lián)電路

①認(rèn)真畫好并聯(lián)電路圖.弄清電路的分、合點(diǎn),用字母A、B標(biāo)出.標(biāo)出電路中的電流方向,分清哪部分是干路,哪

部分是支路.

②弄清電路中有幾個開關(guān);哪個開關(guān)是控制整個干路的;哪個開關(guān)是控制支路的.

③按電路圖連接并聯(lián)電路,并進(jìn)行觀察,回答實(shí)驗(yàn)步驟中提出的問題.

探究活動

自制電路板

材料:25厘米×40厘米×0.3厘米的纖維板一塊、接線柱28個、導(dǎo)線若干.

制作方法:

1.在纖維板的正面,繪出電路如圖1所示,然后按圖中圓圈位置先為接線柱打孔,再行安裝.

2.在板的背后,按板面電路用雙股軟導(dǎo)線連接在線柱上.

使用方法:實(shí)驗(yàn)中需要使用的電路元器件,事前連接好兩端引線,然后按照電路設(shè)計(jì)連入電路板中,如果被利用的電路接線柱間不需連接元器件但必須連通,可用導(dǎo)線短接.

圖1

說明:

篇2

(A) 燈L1、L2同亮著

(B) 燈L2亮,燈L1不亮

(C) 兩燈的燈絲全被燒斷

(D) 電源被燒壞

解析:當(dāng)開關(guān)S斷開時,L1與L2并聯(lián),電路處于導(dǎo)通狀態(tài),兩燈都發(fā)光;若閉合開關(guān)S時,L1、L2同時被短路,立即熄滅,這時有較大的電流通過導(dǎo)線、開關(guān)S和電源,而通過L1、L2的電流幾乎為零,因此,電源會被燒壞,這是嚴(yán)重的短路故障.所以應(yīng)選(D).

評注:1判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)很重要.要判斷準(zhǔn)確,可以從電源的正極出發(fā),順著干路中電流的方向去尋找,看電路是否有分、合點(diǎn).如果電路沒有分、合點(diǎn),而是從正極經(jīng)過一個一個的元件直接流向負(fù)極(即電流路徑有且只有一條,若有一處斷路,則整個電路中的用電器都不能工作),那么這個電路是串聯(lián)電路;如果有分、合點(diǎn),那么分、合點(diǎn)之間這部分電路就是并聯(lián)電路(即電流路徑至少有兩條,且一條支路的通斷不影響其它支路用電器的工作).如在圖2所示的電路中,各盞燈屬于串聯(lián)的有( );各盞燈屬于并聯(lián)的有( )

解析:根據(jù)以上分析可以看出,(B)、(D)兩圖中沒有分、合點(diǎn),且電流路徑有且只有一條,若有一個燈泡斷開,則其它燈泡也不能正常工作,故各盞燈屬于串聯(lián)的有(B)和(D);(A)、(C)兩圖中有分、合點(diǎn),且電流路徑至少有兩條.若有一條支路斷開,不會影響其它支路上燈泡的工作,故各盞燈屬于并聯(lián)的有(A)、(C).

2若電流從正極流出后不經(jīng)過用電器就流回負(fù)極,則稱電源短路,這時電路中會有很大的電流.如在電路中發(fā)生了如圖3所示現(xiàn)象,則在A、B間可能接了[CD#2].

解析:由圖3可以看出,小燈泡不亮,電源和電流表都發(fā)熱,是“由于電路中的電流過大”的原因造成的――即電流沒有經(jīng)過小燈泡而直接從電源的正極經(jīng)過電流表流回負(fù)極,造成電源短路.故A、B間可能連入了以下列舉的能造成短路現(xiàn)象的元件,如導(dǎo)線、電流表或開關(guān)等.

3若經(jīng)過某用電器后再有分、合點(diǎn),且在分、合點(diǎn)間有一條短路,如圖4所示,則稱用電器短路.

例2 如圖5所示,要使燈泡L1、L2并聯(lián),則應(yīng)閉合的開關(guān)是( )

(A) S1和S2(B) S2和S3

(C) S1和S3(D) S1、S2和S3

解析:本題可用“嘗試分析法”進(jìn)行分析求解.即先假設(shè)選項(xiàng)(A)是正確的,則當(dāng)閉合S1和S2時,燈L1被短路,電路中只有L2發(fā)光,假設(shè)選項(xiàng)(B)正確,則當(dāng)閉合S2和S3時,燈L2被短路,電路中只有L1發(fā)光,都與“使燈泡L1、L2并聯(lián)”相違背,故選項(xiàng)(A)、(B)都是錯誤的;若S1、S2和S3同時閉合,則電路被短路,兩燈都不發(fā)光,也與“使燈泡L1、L2并聯(lián)”相違背,故(D)選項(xiàng)也是錯誤的;只有選項(xiàng)(C)中閉合S1和S3滿足題述要求,所以,正確的答案應(yīng)選(C).

例3 某單位在前后有兩個門,現(xiàn)有紅、綠燈及電鈴各一個,另外有電源、開關(guān)和導(dǎo)線,請?jiān)O(shè)計(jì)一個電路圖,并連接電路,使值班室的人能根據(jù)鈴響,亮燈顏色,辨別來人是在前門還是在后門,要求燈、鈴、電源都在值班室內(nèi).

分析:設(shè)計(jì)一個有多項(xiàng)要求的電路,要一個要求一個要求的思考.本題有兩個要求,一是無論客人在哪個門按開關(guān),鈴都要響;二是按不同的門的開關(guān),應(yīng)亮不同的指示燈.按第一個要求兩個開關(guān)控制同一個鈴,故鈴應(yīng)在干路上,兩個開關(guān)應(yīng)并聯(lián)構(gòu)成兩個支路;按第二個要求應(yīng)把每個開關(guān)分別與兩個指示燈連成兩個支路,然后并聯(lián),再與電鈴串聯(lián),最后接入電源正負(fù)極.按要求設(shè)計(jì)電路圖(如圖6)后,再根據(jù)電路圖連接電路(如圖7所示).

說明:在設(shè)計(jì)連接電路時一般應(yīng)做到如下幾點(diǎn):

1.若電源是干電池,要串聯(lián)使用.

2.無論連接哪種電路,首先都要畫好電路圖,然后根據(jù)電路圖連接電路.

3.養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時,嚴(yán)禁短路,連接電路時,開關(guān)都應(yīng)斷開.另外,導(dǎo)線要與接線柱接觸良好,導(dǎo)線盡量不交叉,便于檢查.

4.要判別電路是串聯(lián)還是并聯(lián),應(yīng)注意:

(1)電路是否有分、合點(diǎn);

(2)串聯(lián)電路中只要有一處斷開,整個電路即被切斷,而并聯(lián)中的某一支路的通、斷不影響其它支路的通、斷.

篇3

1 定義法

若電路中的各元件是逐個順次、首尾相連接的,則電路為串聯(lián)電路(圖1);若各元件“首首相接,尾尾相連”并列地連在電路兩點(diǎn)之間,則電路就是并聯(lián)電路(圖2).該方法針對一些簡單、規(guī)則的電路是行之有效的,也是其他方法的基礎(chǔ).

2 跟蹤電流法

跟蹤電流法是電路識別中最常用的方法.在識別電路時,讓電流從電源的正極出發(fā)經(jīng)過各用電器回到電源的負(fù)極,途中不分流,即電路不分岔,始終是一條路徑者,為串聯(lián)(圖3);如果電流從電源的正極出發(fā)在某處分為幾條支路,即電路分岔,最終電流又重新匯合到一起回到電源的負(fù)極,像這樣的電路為并聯(lián)(圖4).

3 節(jié)點(diǎn)法(整容法)

節(jié)點(diǎn)法就是在識別不規(guī)范電路時,不論導(dǎo)線有多長,只要其間沒有電源、用電器,則導(dǎo)線上任意位置均看成同一個點(diǎn),從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn),進(jìn)而判斷是串聯(lián)還是并聯(lián).該方法的最大特點(diǎn)是通過任意拉長和縮短導(dǎo)線,使復(fù)雜不規(guī)范的電路通過“整容”變?yōu)楹唵巍⒁?guī)則的電路.如圖5所示電路,a、b、c在同一根導(dǎo)線上,這段導(dǎo)線間又沒有用電器和電源,所以把這三點(diǎn)看為同一個點(diǎn),這點(diǎn)接在電源負(fù)極上;同樣d、e、f其實(shí)也視為同一點(diǎn),該點(diǎn)接在電源正極上.“整容”后的電路圖如圖6所示,一目了然,三燈泡并聯(lián).

4 拆除法(毀容法)

拆除法是識別較難電路的一種重要方法.其原理就是串聯(lián)電路中各用電器互相影響,拆除任何一個用電器,其他用電器就不能工作了;而并聯(lián)電路中,各用電器獨(dú)立工作,互不影響,拆除任何一個或幾個用電器,都不會影響其他用電器.如圖7所示電路,任意拆除其中兩個燈泡,都不影響第三個燈泡(如圖8、圖9、圖10電路),故該電路為并聯(lián).該方法就是通過對電路“毀容”使較難的電路簡單化,再根據(jù)串并聯(lián)電路的特征來判斷電路的連接方式.

5 去表法

篇4

授課時間:      授課地點(diǎn):

授課教師:      授課課題:串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系

一  教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用的科學(xué)思想。

過程與方法

1.體會等效電阻的含義,學(xué)會等效替代的研究方法。

情感態(tài)度與價值觀

1. 能根據(jù)歐姆定律以及電路 的特點(diǎn),得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。

2.能進(jìn)行兩個電阻的串、并聯(lián)電路的分析和計(jì)算。

二 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn):歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用。

難點(diǎn):串、并聯(lián)電路計(jì)算中公式的選擇。

三 課前準(zhǔn)備

電池組、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、定值電阻等。

四 教學(xué)過程

1. 復(fù)習(xí)回顧

2. 新課引入

演示:(1)將一個電阻接入電路,讀出電流表示數(shù)

(2)將兩個電阻接入電路,讀出電流變示數(shù)

現(xiàn)象:一個電阻和兩個電阻電流表示數(shù)一樣,效果相同

閱讀課本p93問題與思考,解釋什么叫做等效電阻 

1. 串聯(lián)電路中的電阻規(guī)律:

推論:串聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都大。

例題1:把一個4Ω的電阻R1和一個5Ω的電阻R2串 聯(lián)在電路中,如圖12-7所示,電源兩端的電壓為 6V。這個電路中的電流是多大?

2. 并聯(lián)電路中的電阻規(guī)律:

推論:并聯(lián)電路中,總電阻比任何一個分電阻都小。

練習(xí)課本p96例題2,并用不同的方法解答

五 課堂總結(jié):

1.串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。

2.并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。

篇5

關(guān)鍵詞:真空斷路器;并聯(lián)電容器;過電壓;防護(hù)

引言:通過投入并聯(lián)電容器,能夠使電網(wǎng)中的無功功率得到補(bǔ)償,所以能夠使電力系統(tǒng)的功率因素得到提高,從而使電網(wǎng)的電能質(zhì)量得到有效改善。但在利用真空斷路器進(jìn)行并聯(lián)電容器投切時常常會出現(xiàn)過電壓,以至于給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來的威脅。因此,有必要對合閘過程中過電壓產(chǎn)生原因展開分析,以便尋求有效的預(yù)防措施。

1真空斷路器投入并聯(lián)電容器的過電壓問題分析

1.1過電壓現(xiàn)象分析

在電力系統(tǒng)中,電容器將起到對系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)淖饔?,能夠使電力系統(tǒng)的功率因數(shù)和電壓得到提高,并且能夠降低線路的損耗。而為了對電容器進(jìn)行控制,則需要使用真空斷路器進(jìn)行并聯(lián)電容器的投切操作。但隨著電力系統(tǒng)容量的增大,并聯(lián)電容器容量也在不斷增大,操作人員對電容器的操作也越來越頻繁。在利用真空斷路器進(jìn)行并聯(lián)電容投入時,電容器將產(chǎn)生過電壓,從而導(dǎo)致電容器的安全受到威脅。以某變電站系統(tǒng)為例,其在進(jìn)行電容器支路開關(guān)合閘時出現(xiàn)了母線側(cè)閘刀三相靜觸頭對開關(guān)柜放電的現(xiàn)象,以至于導(dǎo)致開關(guān)柜的支柱瓷瓶受損。而該系統(tǒng)運(yùn)行至今,投切已達(dá)數(shù)百次,因投入電容器發(fā)生多次跳閘事件,每次都將導(dǎo)致電容器開關(guān)間隔出現(xiàn)閘刀支柱瓷瓶燒損問題。后將該電容器支路開關(guān)更換為其他型號的開關(guān),但是仍然再次發(fā)生了過電壓故障。從故障特點(diǎn)上來看,故障發(fā)生時母線側(cè)閘刀靜觸頭將發(fā)生對地閃絡(luò)現(xiàn)象。此外,過電壓出現(xiàn)具有一定隨機(jī)性,并且與開關(guān)型號無必然聯(lián)系。

1.2過電壓產(chǎn)生機(jī)理分析

真空斷路器合閘的過程中出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象,與電容器上的電壓無法突變和系統(tǒng)電壓迅速下降有關(guān)。在這一過程中,斷路器的動、靜觸頭間隙將逐漸減小,絕緣強(qiáng)度也將不斷降低。當(dāng)二者將的絕緣強(qiáng)度比觸頭間電壓值要小時,就會出現(xiàn)擊穿問題,并且引起持續(xù)電弧或火花。該種現(xiàn)象被稱之為預(yù)擊穿,回路在觸頭接觸前就已經(jīng)接頭。完成碰撞接觸后,在觸頭間作用力的影響下,動觸頭容易出現(xiàn)被推開的問題[1]。該現(xiàn)象被稱之為合閘彈跳,現(xiàn)象嚴(yán)重時會出現(xiàn)4-5次彈跳。針對40.5kV電壓等級以下的真空斷路器,彈跳時間需要控制在2ms以內(nèi)。但實(shí)際上,由于觸頭材料、裝備工藝和合閘速度等因素均不相同,所以合閘彈跳時間一般在2-5ms之間。而在合閘時間不同的情況下,回路電流、電壓的相位和變化趨勢也并不相同。在合閘一瞬間,如果電流不過零,即便出現(xiàn)彈跳現(xiàn)象依然能夠使觸頭間電弧得到維持,所以能夠避免回路產(chǎn)生過高的過電壓。但是,如果合閘一瞬間的電流即將過零,一旦發(fā)生彈跳問題就會導(dǎo)致電弧熄滅。此時,在斷路器的截留作用下,電容器支路中的雜散電容貯存能量將與串抗線圈中磁場能量產(chǎn)生激蕩,從而導(dǎo)致回路中產(chǎn)生電容和電弧相互充放電的問題,繼而導(dǎo)致回路產(chǎn)生高頻震蕩和恢復(fù)電壓。而恢復(fù)電壓的產(chǎn)生,將導(dǎo)致端口擊穿電弧復(fù)燃。經(jīng)過多次電弧復(fù)燃,就會導(dǎo)致回路中電壓級升高[2]。而直到觸頭間絕緣強(qiáng)度能夠達(dá)到一定值,觸頭間電弧才不再熄滅。因此,過電壓問題出現(xiàn)之所以具有一定的隨機(jī)性,與合閘時刻的隨機(jī)性有關(guān)。同時,由于所有的真空斷路器都具有截流和合閘彈跳特性,所以更換真空斷路器無法對過電壓進(jìn)行預(yù)防。

1.3過電壓產(chǎn)生過程研究

為尋求預(yù)防過電壓產(chǎn)生的措施,可以利用電力系統(tǒng)PSCAD計(jì)算軟件對過電壓產(chǎn)生過程進(jìn)行分析。而該軟件為電磁暫態(tài)仿真計(jì)算軟件,可以通過設(shè)置參數(shù)對變電站10kV系統(tǒng)進(jìn)行仿真。根據(jù)實(shí)際情況,可以將變壓器容量設(shè)為31.5MVA,雜散電容為40pF,串抗單相電感為0.0064H,電容器單向電容為94.75μF。在電容器和母線上,需要進(jìn)行17kV避雷器的并聯(lián),并且將出線電纜等效為電容。在分析的過程中發(fā)現(xiàn),在合閘一瞬間,如果回路電流不過零點(diǎn),無論是否發(fā)生彈跳現(xiàn)象,電容器回路都將處在導(dǎo)通狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行0.2254s時,斷路器將合閘,而此時母線和串抗電壓最大僅為10.727kV。此外,在合閘一瞬間,回路產(chǎn)生了合閘涌流,最高幅值為額定電流3.57倍。但是,在合閘時產(chǎn)生了電流過零點(diǎn)的現(xiàn)象時,斷路器就出現(xiàn)了截流現(xiàn)象。此時,回路中的電抗器雜散電容較小,以至于串抗兩端出現(xiàn)了較高的過電壓[3]。在仿真分析的過程中,斷路器在系統(tǒng)運(yùn)行0.2244s時合閘,此時母線電壓和支路B相合閘涌流都將過零點(diǎn)。在合閘過程中,共發(fā)生2次彈跳,花費(fèi)時間3ms。在觸頭彈開1ms時,B相電弧出現(xiàn)熄火重燃現(xiàn)象。隨后在第二次彈跳發(fā)生時,B相電流出現(xiàn)截流,三相都出現(xiàn)了過電壓。此時,串抗上B相電壓幅值達(dá)到了71.64kV,其它兩相的電壓幅值也超出了20kV,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了額定電壓幅值。所以,如果合閘過程中產(chǎn)生彈跳和重燃問題,就容易導(dǎo)致過電壓的產(chǎn)生,繼而引發(fā)絕緣閃絡(luò)。因此,想要預(yù)防斷路器合閘時電容器回路中產(chǎn)生過電壓,還要采取措施限制電壓幅值。

2預(yù)防真空斷路器投入并聯(lián)電容器的過電壓產(chǎn)生的措施

2.1加裝避雷器

通過分析可以發(fā)現(xiàn),合閘彈跳的過電壓的產(chǎn)生與電抗器與雜散電容間的諧振的產(chǎn)生有關(guān)。所以,可以通過在串抗側(cè)加裝避雷器對二者之間的諧振進(jìn)行抑制。而避雷器具有成本低、體積小和安裝便利的特點(diǎn),所以在變電站中得到了廣泛應(yīng)用。在仿真分析的過程中,使用了17kV的避雷器,其持續(xù)運(yùn)行電壓將達(dá)到13.6kV。而在避雷器的限制下,盡管變電站電容器支路的三相均出現(xiàn)了過電壓,但是母線電壓仍然得到了限制。所以,通過在串抗上加裝避雷器,將能夠避免斷路器合閘對母線電壓產(chǎn)生過多影響[4]。而經(jīng)過仿真分析可以發(fā)現(xiàn),在串抗上加裝避雷器后,電容器支路的三相最高過電壓為25kV。因此,通過加裝避雷器,能夠使合閘彈跳和重燃產(chǎn)生的過電壓得到有效抑制。

2.2加裝過電壓保護(hù)裝置

在投入電容器的過程中,回路過電壓現(xiàn)象將出現(xiàn)在過渡過程中。所以,通過在回路中加裝電阻元件等過電壓保護(hù)裝置,將能夠利用電阻阻尼作用增大回路衰減系數(shù),從而使回路的過電壓幅值得到降低。具體來講,就是使用L-R過電壓保護(hù)裝置,以便利用電阻和電感元件進(jìn)行電容器的保護(hù)。通過將該裝置串聯(lián)到電容器支路中,一旦支路發(fā)生合閘彈跳或重燃問題,該保護(hù)裝置就能夠在電容器兩端產(chǎn)生較高電壓,從而使電容器閉合[5]。因此,使用過電壓保護(hù)裝置,相當(dāng)于在回路中添加了一階躍電壓,能夠有效防止過電壓的產(chǎn)生。

2.3加裝RC保護(hù)器

在電容器支路中加裝RC保護(hù)器,可以起到吸收過電壓能量和抑制過電壓陡度的作用,所以能夠降低回路中的振動頻率,并且使過電壓的幅值得到限制。而RC保護(hù)器由電容與電阻構(gòu)成,能夠起到保護(hù)電路的作用。而投入電容器的過程,其實(shí)就是利用電容電感串接電路的過程,所以該操作將導(dǎo)致較高的過電壓產(chǎn)生。使用RC保護(hù)器,則能夠在支路產(chǎn)生高頻振蕩時將過電壓降至2倍以下,并且在支路斷路器重燃時將過電壓降至4倍以下[6]。但是,如果發(fā)生多次重燃,電路就將產(chǎn)生數(shù)倍的過電壓,因此RC保護(hù)器將無法有效實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。

結(jié)論:總之,在真空斷路器合閘的過程中,如果出現(xiàn)彈跳和熄滅-重燃問題,就會導(dǎo)致回路中產(chǎn)生較高的過電壓。而由于合閘時刻具有一定隨機(jī)性,所以過電壓的產(chǎn)生具有一定的隨機(jī)性。所以,想要對斷路器投入并聯(lián)電容器的過電壓進(jìn)行預(yù)防,還要對合閘過電壓進(jìn)行抑制。為此,可以通過在回路中加裝避雷器、L-R過電壓保護(hù)裝置和RC保護(hù)器等保護(hù)裝置,從而使合閘過電壓得到有效抑制。

參考文獻(xiàn)

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篇6

【關(guān)鍵詞】電抗器 ,并聯(lián) ,作用

【 abstract 】 power grid of the reactor, which is a hollow coil material without conduction. It may, according to needs to decorate for vertical, horizontal and product glyph three assembly form. In the power system short circuit, will produce the numerical big short-circuit current. In the process of power transmission because of the larger capacitance and produce excess reactive power, cause end frequency voltage rise work. This is often the parallel reactor to achieve capacitive reactive power compensation, to reduce the purpose of the voltage.

【 key words 】 reactor, in parallel, role

中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

高壓并聯(lián)電抗器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)裝置:

高阻抗差動保護(hù)。保護(hù)電抗器繞組和套管的相間和接地故障。

匝間保護(hù)。保護(hù)電抗器的匝間短路故障。

瓦斯保護(hù)和溫度保護(hù)。保護(hù)電抗器內(nèi)部各種故障、油面降低和溫度升高。

過流保護(hù)。電抗器和引線的相間或接地故障引起的過電流。

過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)電抗器繞組過負(fù)荷。

中性點(diǎn)過流保護(hù)。保護(hù)電抗器外部接地故障引起中性點(diǎn)小電抗過電流。

中性點(diǎn)小電抗瓦斯保護(hù)和溫度保護(hù)。保護(hù)小電抗內(nèi)部各種故障、油面降低和溫度升高。

500kV及特高壓線路變壓電抗器優(yōu)點(diǎn)

500kV及特高壓線路變壓電抗器可以使送電端的線路、發(fā)電機(jī)及發(fā)變組的變壓器,以及受電端的降壓變壓器實(shí)時處在高功率因數(shù)工況下運(yùn)行,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在欠補(bǔ)償工況下,以線路或系統(tǒng)側(cè)母線端不產(chǎn)生電壓越限,以及系統(tǒng)操作過電壓為條件。在過補(bǔ)償工況下,以低壓電抗器的最大安裝容量以及系統(tǒng)最低運(yùn)行電壓為限,并且避開線路的諧振點(diǎn)為限制條件。

由于500kV線路變壓電抗器與500kV高抗一樣僅僅只需要一臺隔離刀閘將其連接于線路側(cè),采用自動控制投切低壓電抗器組后,并不會加大運(yùn)行的復(fù)雜性。

500kV線路變壓電抗器可以安裝在大型水電廠,火電廠及樞紐變電站,其特點(diǎn)是綜合了高抗,線路側(cè)可控高抗,母線側(cè)可控高抗及抵抗的補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn),大大增加了電網(wǎng)對主要樞紐變電站無功和電壓的調(diào)節(jié)手段。

由于500kV線路變壓電抗器省去了一臺高壓開關(guān),并采用常規(guī)的低壓電抗器,因此500kV線路變壓電抗器的造價是普通“高抗”的三分之二左右,是可控高抗的七分之一左右

并聯(lián)電抗器的分類

并聯(lián)電抗器的分類有很多種,按結(jié)構(gòu)可分為:空芯式和鐵芯式電抗器;按冷卻系統(tǒng)可分為:干式和油浸式電抗器; 按容量是否可調(diào)可分為可控電抗器和常規(guī)電抗器等。

空芯式和鐵芯式電抗器

從原則上來說,單一的繞組就是一個電感元件,就是一臺電抗器,這種電抗器就稱之為空芯式電抗器。但為了做得更緊湊,或?yàn)榱耸估@組磁通限制在一定空間內(nèi),常常在繞組內(nèi)設(shè)有鐵芯,這種電抗器就稱之為鐵芯式電抗器??招臼诫娍蛊魇且粋€線性元件,鐵芯式電抗器則具有飽和特性。

干式和油浸式電抗器

如同變壓器一樣,電抗器可以是干式或油浸式??招臼诫娍蛊魍ǔW龀筛墒?,但少數(shù)情況下也做成油浸式,此時油箱內(nèi)壁應(yīng)設(shè)置磁屏蔽或電磁屏蔽。鐵芯式電抗器通常做成油浸式,但少數(shù)情況下為了防火要求而做成干式。

可控電抗器和常規(guī)電抗器

對電力系統(tǒng)中超高壓長線分析可知,當(dāng)輸電線路輸送較大功率時,為保持線路電壓的質(zhì)量,此時并聯(lián)電抗器應(yīng)該退出運(yùn)行或容量減小,即并聯(lián)電抗器的容量應(yīng)該根據(jù)輸電線路傳送功率的大小而能夠連續(xù)變化。常規(guī)并聯(lián)電抗器的容量是固定的,無法做到隨輸電線路傳送功率的變化而進(jìn)行調(diào)節(jié)。而可控電抗器具有容量可調(diào)、反應(yīng)快速的特點(diǎn),其容量隨傳輸功率的大小而自動變化,防止了線路一側(cè)開關(guān)切合所產(chǎn)生的過高的工頻操作過電壓及相應(yīng)的暫態(tài)振蕩過電壓,從而可減少電網(wǎng)損耗、提高供電質(zhì)量,帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。當(dāng)超高壓線路的最大傳輸功率小于線路的自然功率時,并聯(lián)電抗器起到充分補(bǔ)償線路容性無功的作用。

并聯(lián)電抗器作用

避免發(fā)電機(jī)帶長線出現(xiàn)的自勵磁

當(dāng)發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速合閘于空載線路時,由于發(fā)電機(jī)殘壓加于線路容抗上,電容電流的助磁作用使發(fā)電機(jī)電壓不斷升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)和線路的參數(shù)滿足―定的條件時,會出現(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓超出額定電壓很高的情況,這就是所謂的發(fā)電機(jī)的自勵磁現(xiàn)象。線路終端甩負(fù)荷、計(jì)劃性合閘和并網(wǎng)等情況,都將形成較長時間的發(fā)電機(jī)帶空載長線的運(yùn)行方式。計(jì)劃性合閘是容性阻抗,因而也可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的自勵磁。

限制潛供電流,有利于單相自動重合閘

為提高運(yùn)行可靠性,超高壓電網(wǎng)中一般采用單相自動重合閘,即當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時立即斷開該相線路,待故障處電弧熄滅后再重合該相。一方面,由于導(dǎo)線間存在分布電容,會從健全相對故障相感應(yīng)出靜電耦合電壓;另一方面,健全相的負(fù)荷電流通過導(dǎo)線間的互感,在故障相感應(yīng)出電磁感應(yīng)電壓,這樣,在故障相疊加有兩個電壓之和,可使具有殘余離子的故障點(diǎn)維持幾十安的接地電流,稱為潛供電流,如果潛供電流被消除之前進(jìn)行重合閘,必然會失敗。如果線路上接有并聯(lián)電抗器,且其中性點(diǎn)經(jīng)小電抗器接地,由于小電抗器的補(bǔ)償作用,潛供電流中的電容電流和電感電流都會受到限制,故電弧很快熄滅,從而大大提高單相重合閘的成功率。

電抗器在無功補(bǔ)償裝置中的作用

隨著我國500kV電力系統(tǒng)的發(fā)展,以及電氣化鐵路和大型鋼鐵基地的建設(shè),在大型樞紐變電 所中需要安裝靜止補(bǔ)償裝置的趨勢越來越明顯。靜止補(bǔ)償裝置對負(fù)載突變的反映速度快,具有平滑的無功功率和電壓調(diào)節(jié)特性。因此它能夠穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓,有效地補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率系數(shù),抑制電壓的波動,維持電力系統(tǒng)處于三相平衡狀態(tài),抑制電力系統(tǒng)的次同步振蕩。

電抗器是無功補(bǔ)償裝置的重要組成部分之一,并聯(lián)電抗器用來提供感抗值消耗電力系統(tǒng)過剩 的電容性無功功率,這在電力系統(tǒng)初期輸送功率較小的時候以及電力系統(tǒng)后期在每日深夜輕負(fù)荷的時候都是十分必要的。

近年來用減少靜止補(bǔ)償裝置中晶閘管的數(shù)量,來節(jié)省整個裝置的投資,有盡可能增大電容器 組容量和并聯(lián)電抗器組容量的趨勢。在有的靜止補(bǔ)償裝置中甚至取消了TSC回路,完全由固定電容器組代替。這樣為了保持靜止補(bǔ)償裝置具有連續(xù)平滑的無功功率和電壓調(diào)節(jié)特性,就需要加大并聯(lián)電抗器的總?cè)萘俊?/p>

無功功率的平衡作用

500kV 線路充電功率大,而輸送的有功功率又常低于自然功率,線路無功損耗較小。電源本身還有一定數(shù)量的無功功率。若不采取措施,就可能遠(yuǎn)距離輸送無功功率,造成電壓質(zhì)量降低,有功功率損耗增大,而且送端增加的無功功率大部分都被線路消耗掉,并不能得到利用。而并聯(lián)電抗器正好能吸收無功功率,起到使無功功率就地平衡的作用。

篇7

(1)讓學(xué)生正確區(qū)別串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是學(xué)生解決電學(xué)問題的關(guān)鍵。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我,由最簡單的電路入手,引申出復(fù)雜的電路,并在此基礎(chǔ)上分析歸納總結(jié),把電路分為最基本的兩種即串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。

例如,先連接只有一個小燈泡的電路讓其發(fā)光后問學(xué)生,若現(xiàn)在還有一個小燈泡你認(rèn)為如何將它連入該電路中且兩燈泡都能發(fā)光。對這一點(diǎn)很多學(xué)生都易想到,將兩燈泡串聯(lián)起來,或?qū)蔁襞莶⒙?lián)起來,再接入該電路都能使兩燈泡發(fā)光。這好像有了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的慨念,實(shí)際上學(xué)生并未真正理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路??梢栽偬釂?,如果再加入一個燈泡,不管怎樣連接都能使小燈泡發(fā)光,你有幾種連法?當(dāng)然可在原兩燈泡連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行連接,此時的連接方式會有多種。第一種是三個小燈泡串聯(lián),第二種是三個小燈泡并聯(lián),第三種是新加入的小燈泡同原串聯(lián)的兩個小燈泡并聯(lián),第四種是新加入的小燈泡同原并聯(lián)的兩小燈泡串聯(lián),第五種是新加入的小燈泡同原串聯(lián)的兩小燈泡中的一只并聯(lián)。如果是四個、五個小燈泡以至多個呢?它們的連接又會怎樣?這樣,電路就會隨著燈泡連入的個數(shù)增多而變得復(fù)雜。但通過分析歸納總結(jié),學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)兩個以上的小燈泡組成的電路中,其實(shí)有兩種連接較為簡單特點(diǎn)突出,一種為小燈泡的串聯(lián),一種為小燈泡的并聯(lián)。對第三種復(fù)雜的電路——混聯(lián)電路,學(xué)生也就能自然而然的理解該種電路中有串有并或先并后串或先串后并,都是由最基本的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路組成。這樣學(xué)生對串聯(lián)電路和并聯(lián)電路就有了深刻認(rèn)識,也就順理成章的理解了其中道理,使他們認(rèn)識到復(fù)雜的電路都是由這兩種基本電路構(gòu)成的。

這樣講解使學(xué)生容易將思維展開,可將一個最基本簡單的電路擴(kuò)展為復(fù)雜的電路,同時也能將復(fù)雜的電路合成為一個最簡單基本的電路,這有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)歐姆定律中理解總量和分量的關(guān)系,也為他們在學(xué)習(xí)力的合成和分解中埋下了伏筆。

(2)認(rèn)真做好電學(xué)試驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力。做好試驗(yàn)是學(xué)生學(xué)好物理的關(guān)鍵,特別是對電路的連接。力求讓每位學(xué)生都能正確連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,并在此基礎(chǔ)上研究這兩種電路的基本特點(diǎn)。

例如,串聯(lián)電路中電流只有一條路徑,各用電器會互相影響這種電路只需一個開關(guān),開關(guān)所處位置與其作用無關(guān),這一條是區(qū)別串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的關(guān)鍵,同時也使串聯(lián)電路中的許多特點(diǎn)如電流相等、電壓分配關(guān)系在實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)在學(xué)生面前。對串聯(lián)電路與并聯(lián)電路中的電流關(guān)系、電壓關(guān)系也只有通過實(shí)驗(yàn)才能讓學(xué)生理解。再如,把一只額定電壓為3.8V和一只額定電壓為2.5V的兩只小燈泡分別串聯(lián)和并聯(lián)起來接在同一電源上,這兩種連接方式下兩只燈泡的亮度會不同,學(xué)生會記住該現(xiàn)象,同時也會產(chǎn)生疑問,激發(fā)其好奇心為講解功率設(shè)下懸念。

(3)講解電學(xué)公式必須清楚透徹,讓學(xué)生能夠正確理解物理公式的含義,能正確運(yùn)用公式靈活解決電學(xué)中的計(jì)算問題。

例如歐姆定律,運(yùn)用該公式中的條件,電壓、電流、電阻這三大物理量的同一性和同時性必須要交代清楚才能使學(xué)生正確運(yùn)用該公式。

(4)適當(dāng)布置一些混聯(lián)電路中的簡單題型。串聯(lián)電路與并聯(lián)電路由于連接方式不同,因此這兩種電路的特點(diǎn)完全不同,如何讓學(xué)生更進(jìn)一步掌握這兩種電路的特點(diǎn),只靠單獨(dú)學(xué)習(xí)這兩種電路是不夠的。我覺得還應(yīng)該加入一些較為簡單的混聯(lián)計(jì)算題,將串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的知識融合在同一電路中進(jìn)行解答。這樣學(xué)生通過解答這樣的題型更能掌握串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的特點(diǎn),對串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的知識更加深刻。讓學(xué)生知道物理知識不是單一存在的,而是一個整體。使學(xué)生全面掌握電路的特點(diǎn),能從整個電路到局部,再由局部擴(kuò)展到整個電路都能把握每一步的關(guān)鍵。

篇8

關(guān)鍵詞: 縱向比較 橫向比較 同課異構(gòu)

“同課異構(gòu)”的教學(xué)研究,是優(yōu)化課堂教學(xué)的有效捷徑,是教育者實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)的一種提升。所謂“同課異構(gòu)”,就是指同一教學(xué)內(nèi)容由不同的教師上課,比較其對教材分析、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)風(fēng)格的不同,達(dá)到長善救失、取長補(bǔ)短的目的。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生的認(rèn)知能力、動手能力及分析能力都有所不同。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們可以圍繞同一個教學(xué)目標(biāo),充分利用各種不同的教學(xué)方式和策略施教,打開學(xué)生的思路,彰顯教師的教學(xué)個性,呈現(xiàn)課堂教學(xué)的多樣化。圍繞這一研究模式,我們以《電路的基本連接方式》為研究內(nèi)容,采用不同的授課模式進(jìn)行了課后的反思討論,取得了一定的效果。

第一,教學(xué)內(nèi)容:《電路的基本連接方式》;第二,授課方式:縱向式比較和橫向式比較,探究串并聯(lián)電路的特點(diǎn);第三,授課主要環(huán)節(jié)。

A班教學(xué)簡況:

(一)教學(xué)思路:本課的思路是由易到難,先串聯(lián)再并聯(lián),帶領(lǐng)學(xué)生逐層漸進(jìn),前后縱向進(jìn)行比較,得出串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

(二)主要教學(xué)過程:

1.學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)驗(yàn)器材,嘗試連出一只開關(guān)同時控制兩只小燈泡的電路,并嘗試畫出實(shí)物圖。2.教師根據(jù)學(xué)生的電路,重點(diǎn)拎出串聯(lián)電路,并指導(dǎo)學(xué)生畫串聯(lián)電路的電路圖。3.學(xué)生探究串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)連接串聯(lián)電路,閉合開關(guān),當(dāng)兩燈發(fā)光時,取下一只正在發(fā)光的燈泡,另一只燈泡將如何變化?(2)斷開開關(guān),將開關(guān)移至不同位置,再閉合開關(guān),可觀察到什么現(xiàn)象?4.學(xué)生總結(jié)串聯(lián)電路的特點(diǎn)。5.探究并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)在并聯(lián)電路中取下一只燈,觀察另一只燈的發(fā)光情況。(2)移動開關(guān)分別至干路上、支路1上、支路2上,觀察燈的情況。6.學(xué)生總結(jié)并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

B班教學(xué)簡況:

(一)教學(xué)思路:本課的思路是每小組同時連好串并聯(lián)電路,同時探究串并聯(lián)電路的特點(diǎn),左右橫向進(jìn)行比較,同時將串聯(lián)和并聯(lián)的現(xiàn)象呈現(xiàn)出來,便于學(xué)生同時進(jìn)行比較,得出串并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

(二)主要教學(xué)過程:

1.學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)驗(yàn)器材,嘗試連出一只開關(guān)同時控制兩只小燈泡的電路,并嘗試連出不同的電路。2.學(xué)生嘗試畫出不同的實(shí)物圖。3.教師指導(dǎo)學(xué)生分別畫出對應(yīng)的串聯(lián)和并聯(lián)電路圖。4.探究串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),每小組分別連好一個串聯(lián)電路和一個并聯(lián)電路,同時在串聯(lián)和并聯(lián)電路中完成以下實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)閉合串聯(lián)電路的開關(guān),當(dāng)兩燈發(fā)光時,取下一只燈泡,另一只燈將如何變化?閉合并聯(lián)電路的開關(guān),當(dāng)兩燈發(fā)光時,取下一只燈泡,另一只燈將如何變化?(2)斷開串聯(lián)電路的開關(guān),將開關(guān)移至不同位置,再閉合開關(guān),可觀察到什么現(xiàn)象?斷開并聯(lián)電路的開關(guān),將開關(guān)分別移至干路、支路1、支路2,再閉合開關(guān),可觀察到什么現(xiàn)象?5.學(xué)生分析總結(jié)串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

討論和反思:

1.相同之處:(1)兩位教師在授課過程中都能放手讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行觀察、分析、總結(jié)。在教學(xué)中,教師只起到了指導(dǎo)者的作用,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,符合新課程改革的理念要求。(2)兩位教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都注重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的培養(yǎng),在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程中不斷強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性及實(shí)驗(yàn)用語的準(zhǔn)確性,利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。(3)兩位教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都注意避免了“填空式”的問答。教師的問題設(shè)計(jì)并沒有限定學(xué)生的思路,問題的答案沒有唯一性,學(xué)生可以自由回答在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。事實(shí)上,在教學(xué)過程中,很多學(xué)生的回答都出乎聽課老師的意料,體現(xiàn)了學(xué)生細(xì)心觀察的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。這種開放式的問題設(shè)計(jì)利于學(xué)生認(rèn)真觀察,能夠更好地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

2.不同之處:(1)教學(xué)方式的不同:A班教師的教學(xué)理念是使學(xué)生由淺入深、按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在串聯(lián)的基礎(chǔ)上進(jìn)行并聯(lián)的探究,讓學(xué)生前后對比得出兩種電路的異同點(diǎn)。這種教學(xué)方式講究穩(wěn)打穩(wěn)扎、步步為營,在這種教學(xué)方式下,學(xué)生容易上手,不易混淆,基礎(chǔ)打得比較扎實(shí),適合慢智型思維的學(xué)生。B班教師的教學(xué)理念是要求學(xué)生在兩種電路中同時實(shí)驗(yàn),進(jìn)行比較,得出兩種電路的異同點(diǎn)。這種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀明了,兩種電路的不同情況一目了然,易于學(xué)生的觀察理解和記憶。但是這種比較方式對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和大局觀要求較高,適應(yīng)急智型思維的學(xué)生。(2)教學(xué)側(cè)重點(diǎn)的不同:A班教師在授課中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的識記,要求學(xué)生對基本概念和基本題型能熟練掌握,即要求學(xué)生會做題。B班教師在授課中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的理解,要求學(xué)生對知識進(jìn)行聽懂理解,在課堂中要暢所欲言地發(fā)表自己的想法和觀點(diǎn),有不懂的要提問,集體進(jìn)行討論。

篇9

【關(guān)鍵詞】電路動態(tài)變化 滑動變阻器 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 初中物理

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)11-0001-01

初中物理電學(xué)中的電路動態(tài)變化,是通過滑動變阻器的滑片滑動,以及開關(guān)的閉合或斷開等實(shí)現(xiàn)的。電路動態(tài)發(fā)生變化時,會引起總電阻、電流和電壓等物理量的動態(tài)變化。這一知識是初中電學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生要迅速正確解答,就必須能熟練掌握歐姆定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn),這是解題的鑰匙,是我們必須掌握的知識,還須具有熟練的識圖能力和滑動變阻器的使用能力。這類題型知識點(diǎn)綜合性強(qiáng),邏輯推理性強(qiáng),學(xué)生遇到這樣的題最頭痛,也是得分率最低的,本文談?wù)勥@些問題的分析方法,以幫助學(xué)生理清思路。在初中階段,電路動態(tài)變化分析僅限于電源電壓恒定的情況,主要有以下兩種類型。

一 滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中的動態(tài)變化

1.串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化

方法簡述:第一步,先看圖判斷該電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,這一步至關(guān)重要,如果電路分不清,則全盤皆錯;第二步,判斷電流表、電壓表所測量的對象;第三步,確定電路中不會隨滑動變阻器的阻值的改變而變化的量有電源電壓和定值電阻;第四步,根據(jù)滑動變阻器的滑片移動情況,判斷其電阻是變大還是變小,結(jié)合串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)R總=R1+R2,從而知道總電阻的變化情況;第五步,根據(jù)歐姆定律I=U總/R總,從而得出串聯(lián)電路電流的變化情況;第六步,根據(jù)U1=I1R判斷定值電阻兩端電壓的變化情況;第七步,最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)U總=U1+U2,判斷滑動變阻器兩端的電壓變化情況。

例1:如圖1所示,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片向右移動時,請判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化:電流表A1的示數(shù)____;電壓表V1的示數(shù)____;電壓表V2的示數(shù)____;電壓表V3的示數(shù)____。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)

解析:為了使表述一目了然,可以用符號表示各量的變化趨勢,用“”表示量值增大,“”表示量值變小。識圖判斷該圖是串聯(lián)電路;電流表A1測量串聯(lián)電路電流I(串聯(lián)電路中電流處處相等),電壓表V1測量電源電壓U總,電壓表V2測量定值電阻R的電壓UR,電壓表V3測量滑動變阻器阻值R1的電壓U1;當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,不會改變的量是電源電壓U總和定值電阻R,引起變化的量R1(滑動變阻器的滑片向右滑時接入電路的電阻絲長度變長)R總(R總=R+R1)I[I=U總/(R總)]電流表A1的示數(shù)UR(UR=IR)電壓表V2的示數(shù)U1(U1=U總-UR)電壓表V3的示數(shù)。

答案:變小;不變;變?。蛔兇?。

2.并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化

方法簡述:前兩步與串聯(lián)電路方法一樣。第三步:確定電路中不會隨滑動變阻器的阻值的改變而變化的量有電源電壓、定值電阻和定值電阻的電流;第四步:根據(jù)歐姆定律I=U總/R,從而得出滑動變阻器電阻電流的變化情況;第五步:最后根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)I總=I1+I2,判斷干路電流I總的變化情況。

例2:如圖2所示,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片向右移動時,請判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化:電流表A1的示數(shù)____;電流表A2的示數(shù)____;電流表A3的示數(shù)____。電壓表V1的示數(shù)____;電壓表V2的示數(shù)____。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)

解析:識圖判斷該圖是并聯(lián)電路;電流表A1測量干路電流I總,電流表A2測量R2的支路電流I2,電流表A3測量R1的支路電流I1,電壓表V1測量R2的電壓和V2測量R1的電壓,都等于電源電壓U總;當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,不會改變的量是電源電壓U總、定值電阻R2和R2的支路電流I2=U總/R2,引起變化的量R1(滑動變阻器的滑片向右滑時接入電路的電阻絲長度變長)I1[I1=U總/(R1)]電流表A3的示數(shù)I總(I總=I1+I2)電流表A1的示數(shù)。

答案:變?。徊蛔?;變??;不變;不變。

二 開關(guān)的閉合或斷開引起電路中的動態(tài)變化

1.串聯(lián)電路中開關(guān)的閉合或斷開引起的變化

方法簡述:第一步,根據(jù)題意熟練地判斷開關(guān)斷開到閉合分別是什么電路,分別畫出等效電路;第二步,判斷電流表、電壓表所測量的對象;第三步,最后利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律來判斷各個待求量的變化情況。

例3:在如圖3所示的電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)從斷開到閉合時,請判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化:電流表A的示數(shù)____;電壓表V的示數(shù)____。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)

解析:(1)開關(guān)S斷開時R1和R2串聯(lián),畫出等效圖如圖4所示,電壓表V測量R1的電壓U1小于總電壓U總,電流表A測量串聯(lián)電路電流I=U總/(R1+R2)。

(2)開關(guān)S閉合時R2局部短路,構(gòu)成只有R1工作的簡單電路,畫出等效圖如圖5所示,電壓表V測量總電壓U總,電流表A測量R1電流I1=U總/R1。

由(1)和(2)可得,I

答案:變大;變大。

2.并聯(lián)電路中開關(guān)的閉合或斷開引起的變化

方法簡述:并聯(lián)電路與串聯(lián)電路中開關(guān)的閉合或斷開引起的變化,分析方法一樣。

例4:在如圖6所示的電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)從斷開到閉合時,請判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化:電流表A的示數(shù)________;電流表A1的示數(shù)________;電流表A2的示數(shù)________;電壓表V的示數(shù)________。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)

解析:(1)開關(guān)S斷開時R2斷路,構(gòu)成只有R1工作的簡單電路,畫出等效圖如圖7所示,因?yàn)镽2這條支路斷路,所以電壓表V斷路,示數(shù)為零,電流表A2斷路,示數(shù)為零;電流表A和電流表A1測量的都是R1的電流I1=U總/R1。

(2)開關(guān)S閉合時R1和R2并聯(lián),畫出等效圖如圖8所示,電壓表V測量總電壓U總=U1=U2,電流表A1測量R1的電流I1=U總 /R1,電流表A2測量R2的電流I2=U總/R2,電流表A測量干路電流I=I1+I2。

由(1)和(2)可得,因?yàn)镮1

篇10

關(guān)鍵詞:串聯(lián);并聯(lián);開關(guān);電壓表;電流表

中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)03-0074-02

一、開關(guān)和電表在電路判定中的“角色”與聯(lián)系

在教師引導(dǎo)學(xué)生可以通過“定義法、電流法、拆除法、節(jié)點(diǎn)法”等等方法去判定串、并聯(lián)電路之后,學(xué)生基本上能夠通過其中一種方法去熟練的判定出串、并聯(lián)電路。此后,在大多練習(xí)中會出現(xiàn)這樣一類題:

例1:如圖1所示,要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路,應(yīng)閉合開關(guān) ,斷開開關(guān) ;要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路,應(yīng)閉合開關(guān) ,斷開開關(guān)?搖?搖?搖。

對于這樣一類題,教師首先要幫助學(xué)生理解斷開和閉合的開關(guān)在電路中充當(dāng)?shù)摹敖巧?。即斷開的開關(guān)就相當(dāng)于開路,而閉合的開關(guān)就相當(dāng)于一條導(dǎo)線。然后教師引導(dǎo)學(xué)生可以利用“電流法”:電流從電源的正極流出經(jīng)過所有用電器回到電源的負(fù)極,電流的路徑只有一條,則為串聯(lián)電路。即:閉合開關(guān)S2,斷開開關(guān)S1、S3兩燈組成串聯(lián)電路。閉合的開關(guān)S2就相當(dāng)于一條導(dǎo)線,電流可以通過;斷開的開關(guān)S1和S3就相當(dāng)于開路,電流不可以通過。如圖2所示這樣電流從電源正極123電源負(fù)極,電流的路徑只有一條,即組成了串聯(lián)電路。對于如何斷開或閉合開關(guān)組成并聯(lián)電路,我們可以引導(dǎo)學(xué)生通過“節(jié)點(diǎn)法”:不論導(dǎo)線有多長,只要其間沒有電源、用電器等,導(dǎo)線可以任意拉長、縮短,甚至導(dǎo)線兩端均可以看成同一個點(diǎn),從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn),電流的路徑有兩條(或多條),則為并聯(lián)電路。如圖2所示,當(dāng)電流流經(jīng)節(jié)點(diǎn)1,若開關(guān)S1閉合,就相當(dāng)于一條導(dǎo)線,那么節(jié)點(diǎn)1和3就可看為同一個點(diǎn),即L1和L2的公共點(diǎn),然后電流分別經(jīng)過L1和L2,在節(jié)點(diǎn)2匯合最終回到電源負(fù)極。即:閉合開關(guān)S1、S3,斷開開關(guān)S2,電流的路徑有兩條,兩燈組成并聯(lián)電路。相信學(xué)生掌握這種方法后,通過一兩道同類型的習(xí)題進(jìn)行鞏固是可以突破這個難點(diǎn)的。但在學(xué)生學(xué)完電表之后,與上面相似的這類題又會出現(xiàn),而且難度也會更大。

例2:如圖3所示,要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路,a是 表、b是 表、c是 表;要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路,a是 表、b是 表、c是 表。對于這個電路圖學(xué)生似曾相識,但剛開始可能無從入手。我們還是首先要引導(dǎo)學(xué)生在分析電路時,電壓表和電流表分別在電路中充當(dāng)?shù)摹敖巧薄S捎陔妷罕淼膬?nèi)阻很大,在初中階段分析電路時可以看成開路,而電流表的內(nèi)阻很小,在初中階段分析電路時可以看成導(dǎo)線。這樣在教師的引導(dǎo)之下,學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)既然在分析電路時“斷開的開關(guān)”和“電壓表”都可以看成是開路,“閉合的開關(guān)”和“電流表”都可以看成是導(dǎo)線,那么例2這道題完全可以類比例1來做,這樣就大大降低了分析電路的難度。在例1中閉合開關(guān)S2,斷開開關(guān)S1、S3兩燈組成串聯(lián)電路。閉合的S2相當(dāng)于導(dǎo)線,那么可以相當(dāng)于導(dǎo)線的還有電流表,那么S2的位置其實(shí)可以用一個電流表來替代;斷開開關(guān)S1、S3都相當(dāng)于開路,那么分析電路時可以看成開路的還有電壓表,那么S1、S3的位置就可以分別用兩個電壓表去替代。即:要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路,a是電壓表、b是電流表、c是電壓表。并聯(lián)電路的形成也仿照上面用類比例1的方法去做,可以得出:要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路,a是電流表、b是電壓表、c是電流表。教師對比例1和例2兩道試題的過程中利用“類比”和“等效替代”的思想,引導(dǎo)學(xué)生歸納和總結(jié)解決實(shí)際問題的方法,可以幫助學(xué)生快速突破難點(diǎn)。在日常教學(xué)中慢慢滲透一些物理解題的思想,學(xué)生也會逐漸養(yǎng)成善于思考和總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣,對知識融會貫通,達(dá)到事半功倍的效果。

二、電壓表和電流表的“歸屬”問題

在學(xué)習(xí)電流表的使用時,學(xué)生已經(jīng)知道電流表應(yīng)串聯(lián)在被測電路中。對于簡單的電路學(xué)生一眼就可以看出電流表是測量哪部分的電流。例如:在圖4中學(xué)生很容易就能看出電流表A1測量的是流過L1的電流,電流表A2測量的是流過L2的電流,而電流表A測量的是干路的總電流。因?yàn)殡娏鞅鞟1與L1串聯(lián),電流表A2與L2串聯(lián),電流表A串聯(lián)在干路上。

如果把電路變形成圖5所示的電路,學(xué)生可能就沒那么容易判斷出電流表是測量哪部分的電流了。但是實(shí)際上圖4和圖5的電路是一樣的,只要我們按照上面講到的“電流法”還是可以判斷出電流表A1與L1串聯(lián),電流表A2與L2串聯(lián),電流表A串聯(lián)在干路上,就能判斷出電流表測量的是哪部分電流??傊灰涀‰娏鞅砼c哪部分電路串聯(lián)就測哪部分電路的電流。相對于電流表的學(xué)習(xí)而言,電壓表的“歸屬”問題在理解上就有一定的難度了。電壓表是應(yīng)與被測電路并聯(lián)的,若是圖6這樣的圖學(xué)生很容易就能看出電壓表測量的是L1兩端的電壓。

如果把圖6變?yōu)閳D7這樣的呢?在做題過程一部分同學(xué)會就會誤認(rèn)為電壓表測量的是L2兩端的電壓,有的同學(xué)甚至認(rèn)為是測量電源和L2的總電壓。造成這樣的錯誤判斷,原因一方面可能是對電路的組成及其在電路中的作用理解的不是很透徹;另一方面可能是還沒有弄清楚電壓表到底與被測電路中的哪部分并聯(lián)。

針對造成錯誤的原因,可以用以下幾種方法幫助學(xué)生理解:

1.從電路基本組成在電路中的作用入手。電路中的電能是由電源提供的,電源的電壓即為電路的總電壓(不考慮電源的內(nèi)阻)。若認(rèn)為電壓表與電源和L2同時并聯(lián),那么電壓表所測的電壓應(yīng)為電源和L2兩端電壓之和。而電源電壓就是電路的總電壓,憑空多出了L2兩端電壓,有??茖W(xué)。既然不是測量電源和L2這部分電路,那么就是測量L1這部分電路了,因此電壓表測量的是L1兩端電壓。