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1、日光灯电路和功率因数的提高教学设计本课内容取自中等职业学校教材电工基础（周绍敏主编）所附的学生实验日光灯电路。【教学目标】1.知识目标:巩固有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的概念,进一步理解提高功率因数的实际意义,掌握提高功率因数的方法,巩固并理解功率因数随电路性质变化的规律;2 .能力目标:通过实验,熟练掌握有功功率、视在功率和功率因数的测量和计算方法,培养学生规范的实验操作能力、细致的观察能力及发现问题、解决问题的能力;3 .情感态度价值观目标:让学生在实验中体会科学的思维方法,培养生辩证唯物主义的世界观和实事求是的科学态度,增强勤于思考、不怕困难的学习精神。【教学过程】1. 新课导
2、入（1）提问:在前面的理论学习中,我们已经掌握了功率因数的概念,今天我们通过日光灯电路,测量电压、电流、有功功率等基本物理量,进而来计算功率因数。日光灯电路由灯管、镇流器、启辉器等组成的,它们是怎样相连的?我们请位同学来画出该电路（电路图本文略）,其他同学在自己的本子上画。（2）提问:我们再请位同学来给大家示范一下,按照黑板的电路将实物连接起来,请大家注意观察。（一学生在演示台上示范,其他同学通过与摄像头相连的大屏幕观察。在适当讲评之后,指导所有同学一起连接日光灯电路。）（3）提问:现在我们把日光灯电路接好了,若要求功率因数,则首先要测量有功功率。要测量有功功率,就必须用瓦特表。瓦特表应怎样接
3、入日光灯电路呢?请同学们思考一下。（教师示范,其他同学观察。然后指导大家一起完成。）（4）集体练习:瓦特表接好了,也就是说有功功率可以测量出来的,但至此还不能求出功率因数。要计算功率因数,还必须求出电路的视在功率。视在功率怎样进行计算?（必须测量出电路电压、电流）所以要把电压表、电流表接入该电路。（巡回指导,在绝大部分同学完成后进行讲评,并同时在演示台上演示。）(5)提问:在实际生产生活中,我们求功率因数的目的主要是设法提高功率因数。怎样提高功率因数呢?这个问题我们在理论上已经讨论过,下面我们请位同学来说说看。提问的同时在黑板的正上部板书实验名称“功率因数的提高”。学生回答后进行讲评,同时在黑
4、板的左侧板书“并联电容器”、在图上画出电容器,并在演示台上的电路中接上该电容器(电容箱)。(6)新课导入:实际交流电路几乎都呈感性,其特性和日光灯电路相同。我们今天的任务就是通过给日光灯电路并联电容器,来体会功率因数提高的方法;通过改变并入日光灯电路电容器电量的大小,来理解功率因数的变化规律;通过对有关测量数据的分析和对比,理解提高功率因数的实际意义。黑板上所画的就是我们今天的实验电路。2 .实验讲解和示范(1)实验电路介绍(简述图中各元件的作用;在电容器和镇流器之间增设一只交流安培表;强调:电容器的接入点是a点,不能随便变动)。(2)操作程序介绍示范用投影仪打出表格,出示课前书写好操作步骤的
5、示教板(表格及示教板内容略),结合步骤、表格和黑板上的电路图以及演示台上的实际电路,进行介绍并示范。(3)安全教育a.检查无误后方可通电；b.变动电路前必须首先切断电源；c.电容箱在使用前必须用万用表进行检测,以防电容器短路,在今后的工作中更要如此;d.当心瓦特表的电压取样端和电流取样端的接法,接错将会损坏电表。3 .学生操作,老师巡回指导4 .讲评、结果分析(1)对学生的操作情况进行讲评和总结。(2)结果分析提问:a.表格中各电容量的测量值是怎么随电容量的变化而变化的？请同学们找出它们变化的特点。(学生答后教师讲评,并板书相关内容。下同)b.从上面的数据分析中我们可以看出，给感性电路并联适当
6、的电容器可以提高电路的功率因数,请大家思考:在提高功率因数的同时能否直接提高电路的有功功率?从什么地方可以看出?理论上又怎样进行解释?c.既然提高功率因数不能提高电路的有功功率，那么我们提高功率因数又有何实际意义呢?d.从今天所测量的数据中，我们还会发现，并联电容器并不能保证一定能提高电路的功率因数,当所并联的电容器的容量在一定范围内时,随着所并联的电容器容量的增加,电路的功率因数会逐渐变大,一旦所并联电容器的容量超过此范围,随着电容量的增加,电路的功率因数反而会减小,这是为什么?这就是理论根据,请大家思考。5 .作业布置(1)完成实验报告。(2)完成课后思考题：a.结合本实验的测量结果，说明提高功率因数的实际意义和不能直接提高电路有功功率的原因。b.上题中我们分析过提高功率因数不能直接提高电路的有功功率,但在实际生产生活中我们又常会发现,采取措施提高功率因数后,送至用户的电压提高了,用户所耗电功率也随之增加了,这是什么原因?c.为什么实验电路中用于提高功率因数的电容器只能接于a点而不能前后挪动?你是否已经体会到电表。解电路中的作用？参考资料周学敏电工基础(北京:高等教育出版社1998年第3版)
