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如何探索中職電工電子中考(kǎo)慮線電阻的教學

摘要:電(diàn)工電子課程是中等職業學校電工電(diàn)子專業的一門專業基礎課程,涉及機械、電子類的專業都要開設這門課程。其理論性、實踐性都很強,特別是隨著高新技術的應用,各行各業都(dōu)離不開(kāi)電工電子類產品的技術和應用。而在中職學校,其課程內容(róng)多,課時緊。中職生文化基礎薄弱,綜(zōng)合素質普遍較低,學習自覺性較差,缺乏興趣,缺乏動力。作為一名(míng)中職教師必須更新教學(xué)方法,增強電(diàn)工電(diàn)子教學的教學效果。文章從目前中職學校電工電子專(zhuān)業基礎課程(chéng)在教學上普(pǔ)遍存在的(de)問題出發,探討了提高對電工電子實習中考慮線電阻的(de)教學效果的一些教(jiāo)學和有效方法與途徑。

一、電工電子專業教材分析:
     1、怎樣理解導體的電(diàn)阻:
     電阻是導體對電流(liú)的阻礙作用,比較不同導體(兩個用電器(qì),兩根(gēn)電阻線)電阻大小可以在它們兩端加上相(xiàng)同的電壓(yā),通過(guò)比較它們的電流大小來進行判斷,通過的電流(liú)大表明導體對電流的阻礙作用小,即電阻小。大量實(shí)驗事實表明,導體的電阻大小跟(gēn)導體的長度、橫(héng)截麵積、材料和溫度(dù)都有關,由於長度(dù)、橫截麵積、材料和溫度都是導體本身的情況,所以(yǐ)電阻是導體本身(shēn)的一種性質。一個導體的形狀、大小、組成材料確定,在一定的溫度下(xià),它的電阻是一定的,與這段導體兩端是否有電壓及電壓大小、是否(fǒu)有電流及電流大小均無關。那種認為電流為零時導體對電流沒(méi)有阻礙作用因而電阻為零的(de)說法是錯誤的。
由(yóu)於導體的電阻與長度、橫截麵積(jī)、材料和溫度都有關。是由四個因素共同決定(dìng)的,所(suǒ)以不能單憑(píng)一個或其中幾個因素來判斷它的大小,不能認為長度大電阻就大、銅(tóng)導線的(de)電阻一定小等。
     2、關於決定電阻大小的因素的研究方法(fǎ):
       由於導體的電阻跟長度、橫截麵積、材料和溫度等多個因(yīn)素有關,因此在研究電阻與其中一個因素的關係(xì)時,必須保持其他因素不(bú)變,例如,研究電阻大小與(yǔ)長度的關(guān)係時,應使材料、橫截麵積和溫度保持不變,隻改變導體的長度(dù),比較不同長度(dù),比較不同(tóng)長度的導體在相同電壓時的電流大小得出電阻大小與長度的關係,然後用相同的方法得出與橫截麵積、材料和溫度的關係,這種方法叫做控製變量(liàng)法,是科學實驗中探索幾個物理量之間相互(hù)關係時常用的一(yī)種方法,在生(shēng)活(huó)方麵和物理學習中有廣泛的應用。
    3、電阻(zǔ)大小與(yǔ)溫度的關係:
       大(dà)多數金屬導體的電阻隨溫度(dù)的升高而增大,對於常見金屬,溫度每(měi)升高(gāo)1℃,電阻值的變化約在1/1000到6/1000之間。所以在溫(wēn)度(dù)變化不大時,導體的電阻值變化很小,可忽略不計。而白熾燈燈絲正常發光時(shí)與不發光(guāng)時相比,溫度變(biàn)化很大,因而電阻值變化也很大。例如“220V 100W”燈泡的燈絲在室(shì)溫下電阻約為30Ω,正常發光時電阻可達484Ω,是不發光時的十幾倍,這時就不能不考慮溫度對電阻的影響了。
某(mǒu)些合金材料(liào)(如錳銅、康銅等)的電阻值,受溫度變化的影響很小,可用來製作標準電阻;少數物質,如碳、半導體材料等,其電阻值會隨(suí)溫度的升高而減小,特別是半(bàn)導體材料,對溫度的(de)反應(yīng)很靈敏,人們把(bǎ)這種特性叫做熱敏特性。
當溫度降低到-273℃附近時,某些材料的(de)電阻忽然減小為零的現象叫做超導現象。處於這種狀態的物體叫超導體,關於超導材料及其應用的研究是現代物理學中很活躍的領域。
    4、導體與(yǔ)絕緣體:
      導體是容易導電的物體,絕緣體是不容易導電的物體,其實導體與絕緣體之間並(bìng)沒絕(jué)對(duì)的界限,在潮(cháo)濕、高溫、高壓等條(tiáo)件下,絕緣體可以轉化(huà)為導(dǎo)體,例如玻璃、膠木等經高溫灼燒後,可造成絕緣(yuán)破壞,變(biàn)為導體,引起(qǐ)漏電甚(shèn)至火災。空氣是好的絕緣(yuán)體,但夏天打雷閃電時,兩塊雲之間的空氣被高(gāo)壓“擊穿”變成(chéng)導體。再如(rú),純(chún)水是絕(jué)緣體,但在水中摻有雜質後,它就能導電了,受潮的木(mù)材會導電就是這個原因。而鋁是(shì)導體,鋁的表麵生成的氧化鋁卻是絕(jué)緣(yuán)體。
     5、幾個特殊值:
    
電工電子實驗室用的連接導線的電阻很小,常用的1m長的銅導線,阻值小於(yú)百分之幾歐,通常可以忽略不計。電流表的電阻很小(xiǎo),近似情況下(xià)可看作等於零。電壓表(biǎo)的電(diàn)阻很大(dà),近似情(qíng)況(kuàng)下可看作(zuò)無限大(dà)。人體的電(diàn)阻(zǔ)約為幾十千歐至(zhì)幾千千歐。了(le)解這些特殊的電阻值,對分析電路結構和解答某些(xiē)實際問題時會有幫助(zhù)。
對的界限,了解半導體(tǐ)的知識。
二、電工電子實習中對考慮線電阻(zǔ):
一個電工工(gōng)作人員負責一條冷軋廠連退線的裝配和配合設計院(yuàn)調(diào)試(shì),在現場調(diào)試急停按鈕的電氣控(kòng)製線路時,發現問題:
急停控製(zhì)的繼電器指示燈均正常工作,但是部分觸電不能閉合。

電工電氣設備說明:
在整條生產(chǎn)線所有操作箱(xiāng)、櫃、台均有急停按鈕,有些按鈕是隻給本地PLC一個信號,還有(yǒu)一些需要2組點 ,一組給本地PLC模塊,一組給遠程電氣連接點,該組電氣連接點最後控製12個並聯的繼電器(控製控製點)。

電工電氣設(shè)備分析:
1、繼電器(qì)觸電線有沒有接對;(檢測繼電器各個觸電(diàn)外接線是否正確。)
方法:用導線短接繼電器觸電,用電腦檢測師傅有信號;測試結果:接線無誤。(現場繼(jì)電器均沒有強製功能,無法手動(dòng)強製繼電器)
2、部分繼電器損(sǔn)壞;
①去掉部(bù)分“故障”繼(jì)電器,抽檢2個,將(jiāng)線圈接DC24V電源,然後用萬用表檢測觸電,結果:正常;
②在處理①的過程中,電腦檢測到原來(lái)未吸合的點有部分吸合,然後將12個繼電器頭全部拔掉,一個一個地安裝,發現安裝(zhuāng)到大概第8個(記不太清楚了)的時候開始出現“故障”,繼電(diàn)器指示燈亮,觸點未(wèi)吸合;(當時頭都大了)
③(由②的測試思考(kǎo),繼電器指示燈隻(zhī)需要(yào)2V左右就可以點亮,而線圈吸合所用電壓是遠大於2V的,所以推測是(shì)繼電器線圈電壓不(bú)足)用萬(wàn)用表測量線圈電壓(yā)。將所有繼電器拔掉,測試(shì)線圈電壓為(wéi)DC22V多(duō)(22.5),之後每安裝(zhuāng)一個(gè)繼電器,繼電器線圈(quān)電壓就(jiù)會向下降,直至12個繼電器全部安(ān)裝完,線圈(quān)電壓已經降至DC14V左右,由此可見並聯後繼電器電阻減小(xiǎo)到可以和電阻相比(bǐ)了。(後來,測試單個繼電器線圈電阻約為600歐姆,12個並聯計算約為56歐姆,測量現場線電阻約為28歐姆,大約計算為:線圈電壓U=22.5*(55/83)=14.9,這樣線電阻分壓太大。
結論(lùn):原因(yīn)為現場電線走線太長(zhǎng),造(zào)成線電阻(zǔ)過大,同(tóng)時繼電器並聯(lián)致使負載電阻減小,導致負載(zǎi)分壓不足引起的;(實際現場用的為1.5平方銅線,1千多米不到2千)

電工電氣設備解(jiě)決:
將(jiāng)12個繼電器(qì)分配成2組,前6個一組,在利用第6個繼電器上的空(kōng)觸點加DC24V電源(yuán)控製(zhì)後麵6個繼(jì)電器工作。這樣(yàng)前一組繼(jì)電器線圈的電壓約為DC18V,後一組為DC23.7V。一切工作正常。
三、結束語:
     綜合上述(shù)觀點,利用生活情景來作(zuò)教學內容富有趣味(wèi)性、探索性(xìng)、適應性和(hé)開放性,為學生在
電工電子專業(yè)課中(zhōng)提供適當的指導,通(tōng)過(guò)精心設置支架,讓學生產生認知困惑,引起反思,形成必要(yào)的認知衝突,從而促成對新知識的建構。
21世紀的社會是人才(cái)競爭的社會,是科技競爭的(de)社會,要想提高國家的綜合國力,就應(yīng)該不斷與時俱進,開拓進取(qǔ),專研先進的
電(diàn)工電子專業技術,將其運用到(dào)各行各業,發揮它的優勢(shì),為生產、生活貢獻力量。與此(cǐ)同時,還要培養專業的(de)電工(gōng)電子技術的人才,讓他們更多更好地去(qù)發明(míng)創造符合當前社會的新型(xíng)產品,推動社會的進步。

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