變壓器動態(tài)演示實驗的設(shè)計
發(fā)布時間:2019-07-13 17:17:17來源:
變壓器的教學(xué)中,往往理論上的分析較多,而對,一個可拆變壓器,它由兩個線圈和一個矩形鐵芯組成。線圈是用導(dǎo)線繞在硬塑骨架上制成的,鐵芯是由一片片硅鋼片疊合而成的。上面的一條鐵心可以抽出,左右套在兩鐵芯中的線圈也可以拿出。然后把變壓器的組成部件讓同學(xué)們仔細觀察。
鐵芯不閉合,原線圈中的磁感線只有一部分穿過副線圈、一部分漏失在外,有了閉合鐵芯,由于鐵芯被磁化,絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部,穿過副線圈,大大增強了變壓器輸電能的作用,所以鐵芯由不閉合到閉合,小燈泡會由暗到亮。
通常教師在教學(xué)中對鐵芯的作用附帶一點而過,學(xué)生對鐵芯的作用了解不夠或者說不了解。該原線圈匝數(shù)400匝,接到12伏的交流電壓上,用交流電壓表測量匝數(shù)為400匝的副線圈上電壓(6伏左右),匝數(shù)為800匝的副線圈上的電壓(24伏左右)。
電路,將電鍵逐個閉合,使小燈泡依次接入電路,可以觀察到電流表示數(shù)不斷變大。然后將電鍵再逐個斷開,又可以觀察到電流表示數(shù)不斷變小。當(dāng)把所有的電鍵都斷開后,可以發(fā)現(xiàn),電流表的示數(shù)幾乎為零。
副線圈的匝數(shù)分別是800匝和160匝,蓄電池的輸入電壓為12伏。當(dāng)把電鍵閉合時(瞬時)可觀察到電壓表有示數(shù)顯示;電鍵閉合后,可觀察到電壓表無示數(shù)顯示;電鍵斷開時(瞬時),可觀察到電壓表有示數(shù)。
當(dāng)把電鍵閉合或斷開的瞬時,通過原線圈的電流從無到有或從有到無,引起通過原線圈的磁通量發(fā)生了變化,這個變化的磁通量同時穿過原線圈也穿過副線圈,所以在副線圈上產(chǎn)生磁感應(yīng)電動勢,接在副線圈兩端的電壓表就會顯示示數(shù)。電鍵閉合后,通過原線圈的電流穩(wěn)定,通過原線圈和副線圈上的磁通量也穩(wěn)定,所以在副線圈上不會產(chǎn)生磁感應(yīng)電動勢。通過該演示實驗讓學(xué)生從感性認識上明白,變壓器只對交流電起作,用,對直流電不起作用。上述這些(下轉(zhuǎn),第53頁)lishmgLouse.Airightsreservihttp……Avww.cnki.net初中物理知識在白熾燈泡中的應(yīng)用王金美山東省昌樂縣馬宋鎮(zhèn)中學(xué)(山東小小的白熾燈泡,從制作到工作過程的很多方面都用到了初中物理知識。如果能夠詳細了角解必定會對學(xué)生掌握初中物理知識有很多幫助。對此,我們介紹如下:白熾燈泡能夠照明是利用了電流的熱效應(yīng)。通過白熾燈泡的電流越大,熱效應(yīng)越大,燈絲會白熾發(fā)光,燈泡就越亮。
白熾燈的燈絲應(yīng)用了金屬鎢的物質(zhì)特性什么材料比較適于作白熾燈泡的燈絲,白熾燈泡的發(fā)明者,偉大的發(fā)明家愛迪生曾用不同材料做過一千多次實驗,才選到了合適的材料。又經(jīng)過許多人的努力,才選用了鎢。這取決于鎢的兩方面物質(zhì)特性。首先,在熱學(xué)方面,鎢的熔點高,在燈絲通電時達到較高溫度鎢絲也不會熔化;其次,鎢絲的電阻率比其它金屬大,在一定的電壓下,產(chǎn)生的熱效應(yīng)較大,利于白熾發(fā)光。
用久的燈泡內(nèi)壁變黑是由于鎢的升華和凝華現(xiàn)象造成的。
燈泡使用較長時間以后,內(nèi)壁變黑,燈絲變細,這兩個現(xiàn)象的成因是緊密聯(lián)系的。白熾燈泡工作時溫度很高,鎢絲在高溫條件下會升華成氣體的鎢,因此燈絲會逐步變細。在不工作時,燈泡內(nèi)溫度降低,氣體的鎢發(fā)生凝華現(xiàn)象,凝結(jié)在燈泡內(nèi)壁上,使燈泡內(nèi)壁變黑。當(dāng)然,這一樣會影響照明效果及燈泡壽命,當(dāng)然也會造成燈泡的亮度降低。
燈絲熔斷與鎢升華及電阻知識有關(guān)。
在日常生活中當(dāng)白熾燈用過一段時間后,有時會遇到燈絲熔斷的情況。這是因為開燈的瞬間,燈絲的溫度低,電阻小,電流大,特別是因為燈絲的升華造成燈絲的粗細不均勻,燈絲細處單位長度的電阻較粗處大,所以,細處產(chǎn)熱較多,溫度較高,并高于正常工作的溫度達到熔點,所以易在細處熔斷。
延長燈泡使用壽命與電阻串聯(lián)分壓有關(guān)。
由于燈絲會熔斷等原因,每盞燈泡都有自己的使用壽命,路燈在夜晚長明不熄,為了節(jié)能并延長燈泡使用壽命,在沒有聲控開關(guān)時,電工通常取兩盞燈串聯(lián)造成“串聯(lián)燈”,或者給燈泡串聯(lián)一個電阻的方法,這樣,由于串聯(lián)分壓低于其額定電壓220V,因此燈泡的電流小于其正常工作的電流,熱效應(yīng)變小,燈絲不易熔斷,從而延長燈泡使用壽命。
白熾燈的安裝過程用到了安全用電知識。
螺絲口燈泡的燈絲兩頭各有一根金屬導(dǎo)線,它們分別接在燈泡尾部的中心的金屬塊和螺旋上。在接入家庭電路時,螺絲口燈座的螺旋套只準接在零線上,不準接在火線上。因為螺絲口燈座的螺旋套是金屬做的,其外表僅有一層電木包著,將螺旋套接到零線上后,假若電木破損,人手無意之中接觸了金屬螺旋套也不會發(fā)生觸電事故。假若螺旋套接火線,遇到上述情況時,就會觸電。(欄目編輯王柏廬)度計、熱敏溫度計外,還有熱電偶溫度儀器等。
5.3在教學(xué)中,還可由該實驗聯(lián)系到科學(xué)家正在研究海洋溫差發(fā)電這一新能源的開發(fā)與利用。
附:海洋溫差發(fā)電資料網(wǎng)址:(上接第49頁)動態(tài)演示實驗,避開了理想變壓器與實際變壓器的差異。突出展示了它們相同的物理本質(zhì)和動態(tài)變化規(guī)律。教學(xué)實踐表明學(xué)生對這些動態(tài)演示實驗不但容易直接感知、印象深刻,而且加深了對變壓器這一常見電氣設(shè)備的全面理解和動態(tài)把握,訓(xùn)練了學(xué)生的觀察能力和動態(tài)分析能力。
(欄目編輯王柏廬)