4.5直流電磁繼電器教學(xué)設(shè)計(jì)-高中通用技術(shù)粵科版選擇性必修1電子控制技術(shù)

普通高中教科書《通用技術(shù)》選擇性必修1電子控制技術(shù)第四章傳感器與繼電器第五節(jié)直流電磁繼電器教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)背景黨的二十大報(bào)告指出，“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”。通用技術(shù)是一門與科學(xué)技術(shù)息息相關(guān)的學(xué)科?；仡櫲祟惖陌l(fā)展歷程，從石器時(shí)代、青銅時(shí)代、蒸汽機(jī)時(shí)代直到當(dāng)今的信息時(shí)代，技術(shù)進(jìn)步改變著人類的生活和生產(chǎn)方式。我們的生活、工作、生產(chǎn)處處都要用到技術(shù)，例如我們手中拿的圓珠筆和鋼筆就是多次技術(shù)改造的結(jié)果，使我們足不出戶就可以了解世界的電視機(jī)也是技術(shù)發(fā)明的成果。認(rèn)識(shí)技術(shù)、善用技術(shù)，已成為現(xiàn)代人必須具備的素質(zhì)。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能目標(biāo):1.了解常見(jiàn)的直流電磁繼電器的構(gòu)造、規(guī)格和工作原理。2.學(xué)會(huì)直流電磁繼電器的使用。教學(xué)內(nèi)容分析:本章以電子控制系統(tǒng)的基本組成部分為主線，介紹常用電子元器件及晶體管、模擬電路和數(shù)字電路、傳感器與繼電器。我們用眼睛觀察多彩的世界，用耳朵聆聽(tīng)大自然美妙的聲音。感覺(jué)器官使我們時(shí)刻感覺(jué)到外部世界的復(fù)雜變化，并通過(guò)大腦控制或調(diào)整自身的狀態(tài)，以適應(yīng)環(huán)境的變化。那么，電子控制系統(tǒng)又是通過(guò)什么來(lái)獲取外部信息，最終完成控制任務(wù)的呢？學(xué)情分析:作為高中生，對(duì)生活中的技術(shù)產(chǎn)品，依據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)有了一定的評(píng)價(jià)意識(shí)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生也已經(jīng)理解了技術(shù)，只是對(duì)這些技術(shù)的理解和運(yùn)用是感性的、不全面的。教學(xué)重難點(diǎn):了解常見(jiàn)的直流電磁繼電器的構(gòu)造、規(guī)格和工作原理。學(xué)會(huì)直流電磁繼電器的使用。教學(xué)策略:本節(jié)課教學(xué)主要由教師通過(guò)實(shí)物和多媒體手段設(shè)置學(xué)習(xí)情境，并加以引導(dǎo)，讓學(xué)生在過(guò)程中自主探究、自主建構(gòu)設(shè)計(jì)原則知識(shí)并形成能力。以為主線案例，其他實(shí)物和圖片為輔線案例，貫穿教學(xué)始終。教學(xué)準(zhǔn)備:展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。教學(xué)過(guò)程:情景倒入:老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》選修1第四章第五節(jié)直流電磁繼電器。一、直流電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理1．直流電磁繼電器的結(jié)構(gòu)直流電磁繼電器在電子控制系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)、直流輸送電中都有廣泛的應(yīng)用。直直流電磁繼電器主要由直流電磁鐵、觸點(diǎn)系統(tǒng)和輔助部件等組成(圖445）（參見(jiàn)教材P68）。在圖445（參見(jiàn)教材P68）中，線圈、鐵芯等是繼電器的感測(cè)機(jī)構(gòu)，即電磁鐵部分。線圈和其外接電路組成輸入回路，接收控制器送來(lái)的控制信號(hào)，并由電磁鐵轉(zhuǎn)換為電磁力。返回彈簧、銜鐵等是繼電器的中間機(jī)構(gòu)，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。動(dòng)、靜觸點(diǎn)組成觸頭系統(tǒng)，是繼電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制被控電路的接通與斷開(kāi)。電磁繼電器的電路符號(hào)如圖446（參見(jiàn)教材P68）所示。在圖446（參見(jiàn)教材P68）中，（a）表示繼電器的線圈，（b）（c）（d）分別表示繼電器的觸點(diǎn)類型。線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的動(dòng)靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；反之，則稱為“常閉觸點(diǎn)”。一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與一個(gè)靜觸點(diǎn)常閉而與另一個(gè)靜觸點(diǎn)常開(kāi)，則稱為“轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)”。在一個(gè)繼電器中，可以具有多對(duì)、多種類型觸點(diǎn)。電磁繼電器中通常只有一個(gè)線圈，但也有的繼電器有兩個(gè)或兩個(gè)以上彼此獨(dú)立的線圈。應(yīng)當(dāng)注意，在繪制電路原理圖時(shí)，同一個(gè)繼電器的各個(gè)部件的圖形符號(hào)可能分別畫在不同的電路系統(tǒng)中。為了表明它們同屬于同一個(gè)繼電器，在圖形符號(hào)的旁邊以相同的字母來(lái)標(biāo)注，在看電路圖時(shí)，應(yīng)該注意。圖447（參見(jiàn)教材P69）是一個(gè)直流電機(jī)自動(dòng)控制電路(部分），同一個(gè)繼電器（圖中同一顏色標(biāo)注部分）的線圈和它的觸點(diǎn)分別畫在電路的不同位置上。測(cè)量時(shí)，電磁繼電器不要接在電路上。立即行動(dòng)采用多用電表測(cè)電阻的方法，判斷電磁繼電器的常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)。2．直流電磁繼電器的工作原理在圖448（參見(jiàn)教材P69）中，繼電器輸入回路的線圈有電流流過(guò)時(shí)會(huì)激發(fā)磁場(chǎng)，使電磁鐵的鐵芯產(chǎn)生吸引力。當(dāng)吸引力足夠大時(shí)，將銜鐵吸向鐵芯，并帶動(dòng)觸頭系統(tǒng)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)分開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電磁鐵吸合后，繼續(xù)維持或增大輸入回路的電流，電磁鐵維持吸合；如果減少流過(guò)線圈的電流，電磁鐵吸引力隨之減少，當(dāng)減少到某一定值時(shí)，電磁力不足以抵抗返回彈簧的拉力作用，銜鐵上移，電磁鐵釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)恢復(fù)原態(tài)。二、干簧繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理干簧繼電器主要由干簧管和線圈組成，如圖448（參見(jiàn)教材P69）所示。干簧繼電器是一種特殊的電磁繼電器，與普通電磁繼電器相比較，它沒(méi)有鐵芯、銜鐵一類的傳動(dòng)部分。當(dāng)線圈中有電流流過(guò)時(shí)，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，直接使簧片磁化而吸合，接通被控制電路；當(dāng)線圈中沒(méi)有電流時(shí)，簧片分開(kāi)，斷開(kāi)被控制電路。干簧繼電器與普通電磁繼電器相比，具有如下的特點(diǎn)。（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，質(zhì)量小，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。（2）觸頭（舌簧片）密封在玻璃管中，與外界完全隔絕，從而能有效地防止大氣及塵埃對(duì)觸頭的污染，提高了工作的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。（3）可動(dòng)部分質(zhì)量小，動(dòng)作時(shí)間較短。討論比較直流電磁繼電器和干簧繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理的異同。三、繼電器的型號(hào)及其技術(shù)參數(shù)繼電器的型號(hào)一般由基本型號(hào)和規(guī)格代號(hào)兩部分組成。規(guī)格代號(hào)表示繼電器的主要特征（如線圈額定電壓、安裝方式、引出端形式或觸點(diǎn)組數(shù)等）。繼電器的技術(shù)參數(shù)通常都會(huì)在產(chǎn)品的技術(shù)手冊(cè)中給出。電磁繼電器有以下主要技術(shù)參數(shù)。額定電壓。繼電器的額定電壓指繼電器線圈正常工作時(shí)，加在線圈上的電壓。常用的直流電磁繼電器的額定電壓有：6V、12V、24V等。吸合與釋放電流。吸合電流是指繼電器能完成吸合動(dòng)作時(shí)，繼電器線圈流過(guò)的最小電流；釋放電流則是指繼電器從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)入釋放狀態(tài)時(shí)，繼電器線圈流過(guò)的最大電流。通常吸合電流遠(yuǎn)大于釋放電流。線圈功耗。線圈功耗指繼電器線圈正常工作時(shí)消耗的功率。常見(jiàn)的有：≤0.2W、≤0.4W、≤1.2W、≤5W、≤7W、≤7.5W等。觸點(diǎn)負(fù)荷。觸點(diǎn)負(fù)荷指繼電器觸點(diǎn)所承受的開(kāi)路電壓和閉合電流。常見(jiàn)的開(kāi)路電壓有：110V、220V、380V等。常見(jiàn)的閉合電流有：5A、10A、50A、100A等。知識(shí)窗繼電器基本型號(hào)命名標(biāo)志方法繼電器的基本型號(hào)一般由主稱代號(hào)、外形符號(hào)、短畫線、序號(hào)和防護(hù)特征符號(hào)組成（圖449）（參見(jiàn)教材P70）。繼電器產(chǎn)品的詳細(xì)標(biāo)志一般由基本型號(hào)和規(guī)格代號(hào)（規(guī)格代號(hào)不能單獨(dú)使用）兩部分組成，基本型號(hào)和規(guī)格代號(hào)之間用斜線分開(kāi)，如圖450（參見(jiàn)教材P70）所示。常見(jiàn)繼電器的基本型號(hào)和規(guī)格代號(hào)組成如表44所列。表44常見(jiàn)繼電器的基本型號(hào)和規(guī)格代號(hào)（參見(jiàn)教材P71）探究仔細(xì)觀察幾種直流電磁繼電器、干簧繼電器和無(wú)觸點(diǎn)繼電器的實(shí)物，試確定其型號(hào)，并查閱資料，了解其技術(shù)參數(shù)。四、電磁繼電器的選用選用電磁繼電器時(shí)，通常要注意下列幾點(diǎn)。線圈工作電壓。選用電磁繼電器時(shí)，應(yīng)確定繼電器線圈工作電壓是交流電還是直流電，并使繼電器的額定工作電壓等于輸入電壓。觸點(diǎn)類型及觸點(diǎn)負(fù)荷。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的要求，選擇合適的觸點(diǎn)類型。所選繼電器的觸點(diǎn)負(fù)荷應(yīng)高于其觸點(diǎn)所控制電路的最高電壓和最大電流，否則會(huì)燒毀繼電器觸點(diǎn)。合適的體積。繼電器體積的大小通常與繼電器觸點(diǎn)負(fù)荷的大小有關(guān)，選用多大體積的繼電器應(yīng)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的要求而定。設(shè)計(jì)與實(shí)踐活動(dòng)1設(shè)計(jì)（搭接）一個(gè)使用直流電磁繼電器控制一臺(tái)玩具電動(dòng)機(jī)和一個(gè)報(bào)警器（用蜂鳴器來(lái)表示）的裝置。圖451（參見(jiàn)教材P71）為參考電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，繼電器的常閉觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)電路，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，繼電器的線圈通電，電磁鐵吸合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)回路斷開(kāi)，而常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通報(bào)警器（蜂鳴器）回路，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。這樣，就實(shí)現(xiàn)了用1個(gè)電磁繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)分別控制2個(gè)裝置的目的。活動(dòng)2設(shè)計(jì)（搭接）一個(gè)使用直流電磁繼電器控制樓道電燈的裝置。圖452（參見(jiàn)教材P72）為參考電路?；顒?dòng)3設(shè)計(jì)（搭接）一個(gè)使用直流電磁繼電器控制的用電裝置。提示：設(shè)計(jì)過(guò)程包括以下幾點(diǎn)。1．發(fā)現(xiàn)與明確設(shè)計(jì)問(wèn)題。2．制訂設(shè)計(jì)方案。3．制作模型或原型。4．優(yōu)化設(shè)計(jì)。5．完成設(shè)計(jì)。警示：注意安全。1．用電安全。（1）實(shí)驗(yàn)室要有漏電保護(hù)裝置。（2）學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室要穿膠鞋。（3）學(xué)生設(shè)計(jì)（搭接）的裝置一定要經(jīng)過(guò)老師或電工師傅檢查后才能接通電源，特別是220V電源。（4）在通電試驗(yàn)中，始終要有老師在場(chǎng)監(jiān)控。（5）學(xué)生不要私自進(jìn)行類似的試驗(yàn)。2．使用工具的安全。（1）使用電烙鐵要防止?fàn)C傷。（2）使用電工刀要防止割傷。3．使用繼電器的安全。（1）嚴(yán)格區(qū)分低壓電路和高壓電路，嚴(yán)防接線錯(cuò)誤。（2）檢查動(dòng)作部件是否可靠，防止卡住。（3）檢查安裝是否牢固，防止松脫等。參觀與調(diào)查調(diào)查主題——查找繼電器的應(yīng)用實(shí)例調(diào)查項(xiàng)目同學(xué)們可自由選擇參加活動(dòng)中的任何一項(xiàng)，也可以自主設(shè)置活動(dòng)（要求圍繞主題），以小組合作的方式完成下列調(diào)查。1．繼電器在電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。2．繼電器在觸電保護(hù)中的應(yīng)用實(shí)例。3．繼電器在電流過(guò)載保護(hù)和高壓（過(guò)壓）保護(hù)中的應(yīng)用實(shí)例。4．繼電器在高溫、有毒、易爆環(huán)境下的應(yīng)用實(shí)例。組織與分工每3～5人一組，自由組合，選出組長(zhǎng)并進(jìn)行分工。說(shuō)明：各小組要根據(jù)情況對(duì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，并依據(jù)小組各成員的特長(zhǎng)做出適當(dāng)?shù)姆止?。此外，要?duì)開(kāi)展的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，并提出可行的解決方法，在時(shí)間和人員方面做出具體的安排等。調(diào)查方案制訂調(diào)查方案。調(diào)查可以采用走訪、查閱資料、上網(wǎng)等形式進(jìn)行。以“繼電器在高溫、有毒、易爆環(huán)境下應(yīng)用實(shí)例的調(diào)查”為例，調(diào)查可分為兩部分進(jìn)行。1．上網(wǎng)調(diào)查。在選擇網(wǎng)站時(shí)，要盡可能結(jié)合“繼電器、高溫、有毒和易爆”等關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，調(diào)查內(nèi)容如下。（1）冶金行業(yè)使用繼電器的實(shí)例，包括繼電器的類型、性能要求等。（2）化學(xué)工業(yè)使用繼電器的實(shí)例，包括繼電器的類型、性能要求等。（3）煤礦開(kāi)采使用繼電器的實(shí)例，包括繼電器的類型、性能要求等。說(shuō)明：在調(diào)查中，注意資料的記錄和及時(shí)，特別注意收集電磁繼電器和晶閘管的使用實(shí)例。查閱圖書資料。以上網(wǎng)調(diào)查所獲信息（繼電器的類型、性能等）為線索，查閱相關(guān)資料，獲取繼電器的信息。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)方式自評(píng)互評(píng)師評(píng)通過(guò)自動(dòng)門、電冰箱等實(shí)例，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的傳感器，能用萬(wàn)用表檢測(cè)熱傳感器和光傳感器知道各種傳感器在生活、生產(chǎn)中的作用及應(yīng)用通過(guò)制作與調(diào)查活動(dòng)，了解傳感器的發(fā)展趨勢(shì)通過(guò)舉例與調(diào)查，知道繼電器的作用和分類了解常見(jiàn)的直流電磁繼電器和干簧繼電器的構(gòu)造、規(guī)格和工作原理了解直流電磁繼電器的電路，設(shè)計(jì)并制作，學(xué)會(huì)直流電磁繼電器的使用方法說(shuō)明：A—優(yōu)秀，B—良好，C—合格，D—待改進(jìn)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，你的核心素養(yǎng)得到了哪些發(fā)展？課后作業(yè)習(xí)題1．自己動(dòng)手嘗試進(jìn)行解釋直流電磁繼電器。2..尋找更多相關(guān)資料，了解