發(fā)布時(shí)間：2022-10-16 19:44:20
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電流表的工作原理樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象;知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;
2.知道發(fā)電機(jī)的原理;能說(shuō)出發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電;知道什么是交流電;知道發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程;
3.知道我國(guó)供生產(chǎn)和生活用的交流電的頻率是50Hz的意思;能把交流電和直流電區(qū)分開(kāi)來(lái)。
能力目標(biāo)：
1.通過(guò)探究磁生電的條件，進(jìn)一步了解電和磁之間的相互聯(lián)系，提高學(xué)生觀察能力、分析概括能力和聯(lián)系簡(jiǎn)單現(xiàn)象探索物理規(guī)律的能力;
2.觀察和體驗(yàn)發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。
情感目標(biāo)：
1.認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，進(jìn)一步了解探索自然奧妙的科學(xué)方法;
2.認(rèn)識(shí)任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探索的成果，初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識(shí)。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件;發(fā)電機(jī)的工作原理。學(xué)習(xí)難點(diǎn)發(fā)電機(jī)的工作原理。
教具與媒體演示電流表、蹄形磁鐵、導(dǎo)體、開(kāi)關(guān)、投影、微機(jī)、掛圖、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、小燈泡。
內(nèi)容與教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
依據(jù)
一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課(3min)
〖師〗由以前學(xué)過(guò)的奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電可以生磁，那么反過(guò)來(lái)磁能不能生電呢?
現(xiàn)在我們所用的發(fā)電機(jī)是可以產(chǎn)生電，它是由磁產(chǎn)生的嗎?它的工作原理是什么，什么條件下才能生電?今天我們就研究這個(gè)問(wèn)題?(板書(shū)課題)
二、進(jìn)入新課，科學(xué)探究
(一)什么情況下磁可以生電(12min)
1.由奧斯特實(shí)驗(yàn)，當(dāng)導(dǎo)線中能有電流時(shí)，小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么反過(guò)來(lái)，如果我們讓小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線中會(huì)不會(huì)有電流產(chǎn)生呢?
2.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，從而使導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，那么反過(guò)來(lái)，如果讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中先運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電流呢?
3.【實(shí)驗(yàn)】課本圖8.5—1所示的裝置，探究在什么情況下才能產(chǎn)生電流。
培養(yǎng)辯證看問(wèn)題的習(xí)慣
反過(guò)來(lái)思考習(xí)慣的培養(yǎng)
4.嘗試的角度
(1)讓直導(dǎo)線在蹄形磁體的磁場(chǎng)中靜止，換用不同強(qiáng)度的磁體，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn);
(2)讓直導(dǎo)線在蹄形磁體中上、下運(yùn)動(dòng)，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明沒(méi)有產(chǎn)生電流;
(3)將直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)，電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流。
(4)將直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中斜著運(yùn)動(dòng)，電流表指針也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流。
【結(jié)論】如果導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，我們把這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國(guó)的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的，他經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈的努力，才發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，這種熱愛(ài)科學(xué)，堅(jiān)持探索真理的可貴精神值得我們學(xué)習(xí)。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)的發(fā)明，開(kāi)辟了電的時(shí)代，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義。
5.【視頻】電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(二)發(fā)電機(jī)(12min)
1.老師出示發(fā)電機(jī)模型。
〖實(shí)驗(yàn)〗把一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)跟小燈泡連接起來(lái)，當(dāng)搖動(dòng)手柄使線圈在磁場(chǎng)中快速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察到什么?
〖實(shí)驗(yàn)〗用電流表?yè)Q下小燈泡，緩慢搖動(dòng)大輪，觀察電流表的指針發(fā)生了怎樣的變化。
【現(xiàn)象】電流表指針左右擺動(dòng)。
2.為什么會(huì)是這樣的呢?
(1)【發(fā)電機(jī)的構(gòu)造】
看書(shū)后回答：發(fā)電機(jī)是由哪幾部分組成的?
它是由磁體、線圈、滑環(huán)、電刷組成。與電動(dòng)機(jī)相似，但沒(méi)有電動(dòng)機(jī)的換向器。
(2)【工作原理】
當(dāng)線圈在外力的帶動(dòng)下在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的兩個(gè)邊分別切割磁感線，且切割的方向不同，所以它們主生的感應(yīng)電流方向也不同，這正好使線圈沿著某一個(gè)方向向外流出電流。
當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)圖中的這個(gè)位置時(shí)，兩邊切割磁感線的方向變成了傾斜的方向，使得切割磁感線的條數(shù)減少，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流也減小，所以出現(xiàn)一大一小的指針擺動(dòng)現(xiàn)象。
當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)了180度以后，線圈的每條邊的運(yùn)動(dòng)方向正好相反，故它們產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向也會(huì)相反，所以還會(huì)出現(xiàn)電流表指針?lè)较蛞粫?huì)兒向左偏一會(huì)兒向右偏的現(xiàn)象。
(三)交流電(6min)
1.概念：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向變化兩次，所發(fā)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流方向是周期性變化的，我們把周期性改變方向的電流叫交電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流。
2.頻率：在交流電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率;頻率的單位是赫茲，簡(jiǎn)稱(chēng)赫，符號(hào)為Hz，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期。
我國(guó)照明用電的頻率是50Hz，周期是0.02秒。
3.交直流電的轉(zhuǎn)換
如圖8.5—4所示的發(fā)電機(jī)發(fā)出的是交流電，因?yàn)榫€圈本身產(chǎn)生的就是大不上、方向周期性變化的交流電;如果我們把兩個(gè)圓環(huán)換成一個(gè)換向器，它就可以把線圈內(nèi)產(chǎn)生的交流電經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，輸出的是方向不變的直流電，但大小也是要周期性改變的。
(四)實(shí)際發(fā)電機(jī)的構(gòu)造(5min)
1.由定子和轉(zhuǎn)子組成，小型發(fā)電機(jī)采用線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)不動(dòng)的方式;大型發(fā)電機(jī)采用線圈不動(dòng)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，因?yàn)榇笮桶l(fā)電機(jī)的電流大，電刷與滑環(huán)間容易產(chǎn)生電火花，很不安全，故采用旋轉(zhuǎn)磁極的方式發(fā)電。
2.【能量的轉(zhuǎn)化】發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;實(shí)際發(fā)電是由其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的。
(五)話筒的原理(5min)
作用：把振動(dòng)的聲音變成變化的電流。
原理：振動(dòng)聲音的運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)中切割磁感線，這樣線圈中就產(chǎn)生了變化的電流。
嘗試失敗不一定都是壞事，起碼知道這樣做是不行的
對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)史的教育
先由直觀的現(xiàn)象吸起討論的話題
原理圖直觀、明了，能讓學(xué)生看得更清楚
工作原理以簡(jiǎn)約為主，主要針對(duì)一個(gè)原理圖說(shuō)明一下大致的過(guò)程即可
把它與演示的現(xiàn)象、照明電路結(jié)合起來(lái)是不難理解的
體現(xiàn)了了從物理走社會(huì)
小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁生電的知識(shí)，認(rèn)識(shí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解了發(fā)電機(jī)的構(gòu)造、原理和工作過(guò)程，知道了交流電的一些基本常識(shí)。
磁能生電是有條件的，即當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時(shí)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這樣的原理而制成的，發(fā)電機(jī)由磁體、線圈、滑環(huán)、電刷組成，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈兩邊的導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則線圈中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，由于線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生的電流大小和方向都在改變，這樣的電流我們叫做交流電，把這樣的電流直接輸送出來(lái)的發(fā)電機(jī)就是交流發(fā)電機(jī)，如果輸出時(shí)通過(guò)一個(gè)換向器，則就成了直流發(fā)電機(jī)。
一、什么情況下磁能生電
1.電磁感應(yīng)：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。
二、發(fā)電機(jī)
1.原理：電感感應(yīng)現(xiàn)象;2.構(gòu)造：磁體、線圈、滑環(huán)、電刷組成。
三、交流電
1.周期性改變方向的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流。
2.電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率;單位是赫茲，簡(jiǎn)稱(chēng)赫，符號(hào)為Hz。
四、實(shí)際發(fā)電機(jī)的構(gòu)造
由定子和轉(zhuǎn)子組成，大型發(fā)電機(jī)的電流大，通常采用旋轉(zhuǎn)磁極的方式。
五、話筒：把聲音振動(dòng)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)變成電流。
這節(jié)課的內(nèi)容也較多，但教材中明顯地去掉了原來(lái)抽象難理解的發(fā)電機(jī)的工作原理，代之的是對(duì)原理的簡(jiǎn)單介紹，幾句話，我們?nèi)绾翁幚磉@個(gè)問(wèn)題也是關(guān)鍵，實(shí)踐證明：不過(guò)深地追究工作過(guò)程的完整性，只是對(duì)圖8.5—4作一個(gè)簡(jiǎn)單的描述、趨勢(shì)分析即可。
關(guān)鍵詞 彩色電視機(jī)；原理；維修
中圖分類(lèi)號(hào)TN94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）93-0036-02
彩色電視機(jī)是在黑白電視機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，彩色電視機(jī)的基本工作原理是將黑白電視機(jī)的工作原理進(jìn)行了深化，加入了新的技術(shù)。彩色電視機(jī)的維修相對(duì)于黑白電視機(jī)也復(fù)雜一些。在進(jìn)行維修時(shí)，要根據(jù)利用現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理操作，提高維修水平。
1 彩色電視機(jī)的工作原理
根據(jù)人眼彩色視覺(jué)特性來(lái)看，在彩色重現(xiàn)這一過(guò)程中，重要的就是使獲得的彩色感覺(jué)與原景物相同，而并不是要求將原景物光譜進(jìn)行還原。彩色電視機(jī)的設(shè)計(jì)以及工作原理是以三基色原理為依據(jù)。所謂三基色原理就是，任何一種色彩都是以另外三種色彩的相互混合而制成的。這也就表示，只要是選定三種基色，就可以混合出任何一種色彩。
彩色電視機(jī)就是以人眼機(jī)能及三基色原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出顯示器及彩色攝像機(jī)。
在一般的彩色電視攝像機(jī)中，是利用三個(gè)攝像管對(duì)光學(xué)圖像中的紅、綠、藍(lán)分量進(jìn)行分別拾取，以此來(lái)模仿人眼中的三種錐狀細(xì)胞，來(lái)使彩色電視信號(hào)中的紅、綠、藍(lán)三種基色分量得以形成。CRT顯示器彩色顯示的基本原理是由加性混色法則構(gòu)成的。將大量由紅綠藍(lán)三種基色所組成的熒光粉點(diǎn)涂在彩色熒光屏內(nèi)表面上。熒光粉是一種化合物，在接受電子轟擊之后會(huì)發(fā)光，它的發(fā)光強(qiáng)度是由電子束強(qiáng)度來(lái)決定的。在圖像重現(xiàn)的時(shí)候，利用接收到的三基色分量對(duì)三個(gè)電子槍進(jìn)行控制，對(duì)相應(yīng)顏色的熒光粉點(diǎn)進(jìn)行轟擊，由于熒光粉點(diǎn)比較小，在一定距離進(jìn)行觀察的時(shí)候，通過(guò)人眼的混合作用，使我們看到的混合色是均勻的。
2 彩色電視機(jī)的維修技巧
在筆者看來(lái)，要想掌握彩色電視機(jī)的維修技巧，提高彩色電視機(jī)維修的水平，可以從下面兩個(gè)方面做起：
1）對(duì)彩色電視機(jī)機(jī)電路能夠科學(xué)分析
在進(jìn)行彩色電視機(jī)維修時(shí)，要想將故障迅速排除，前提條件是要能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行正確識(shí)讀及分析，對(duì)電路的識(shí)讀及分析快慢是修理工對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握程度的具體反映。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及基礎(chǔ)知識(shí)掌握越廣越深，對(duì)電路的分析也就越透徹，也就能很快找出故障。掌握一定的識(shí)圖方法以及技巧對(duì)分析電路是有幫助的。
對(duì)電視機(jī)電路圖的識(shí)讀可以分為四個(gè)過(guò)程，即了解電視機(jī)電路圖原理，畫(huà)出電視機(jī)功能框架，解決電路圖中疑難，最后對(duì)故障清楚了解。
首先，對(duì)于要進(jìn)行分析的系統(tǒng)基本工作原理要有進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握，并且能夠應(yīng)用到各電路分析中。
第二，要將分析的原理圖，根據(jù)各個(gè)部分的功能將功能方框圖畫(huà)出來(lái)，這樣一來(lái)，可以使電路圖更加簡(jiǎn)化，而對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)卻是更加深化。有助于弄清原理圖中各個(gè)方面的聯(lián)系。
第三，對(duì)于看不懂的電路圖要借助有關(guān)工具書(shū)或者是利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行查找，并且將其掌握。
2）掌握常見(jiàn)維修方法
在彩色電視機(jī)的維修中，主要有以下幾種常用維修方法：
（1）電壓法
所謂電壓法就是利用萬(wàn)用表對(duì)電視機(jī)內(nèi)部各點(diǎn)的電壓進(jìn)行測(cè)量，它在對(duì)電路進(jìn)行判斷的方法中最快捷、準(zhǔn)確的一種方法。通過(guò)對(duì)電源電路的末級(jí)關(guān)鍵點(diǎn)電壓進(jìn)行測(cè)量，基本上能夠?qū)⒐收习l(fā)生在哪個(gè)部分判斷出來(lái)。
在開(kāi)關(guān)電源中電壓法的應(yīng)用：
開(kāi)關(guān)電源與負(fù)載電路是靠開(kāi)關(guān)電源中各個(gè)電壓的輸出端來(lái)進(jìn)行來(lái)進(jìn)行連接的，對(duì)各輸出端電壓進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)㈤_(kāi)關(guān)電源電路是否是正常工作判斷出來(lái)，還有故障出現(xiàn)在那一部分。一般會(huì)有以下幾種情況：
第一，各個(gè)輸出端電壓和原理圖中的標(biāo)準(zhǔn)電壓是相同的，這表示電源是正常的；
第二，各個(gè)輸出端一直沒(méi)有電壓，這表示開(kāi)關(guān)電源出現(xiàn)故障；
第三，只有一個(gè)輸出端沒(méi)有電壓，其他輸出端都是正常的，表示在開(kāi)關(guān)電源中的直流輸出電路出現(xiàn)故障；
第四，各輸出端的電壓與電路圖中的標(biāo)準(zhǔn)值相比要低5%，這表示開(kāi)關(guān)電源滑的工作是正常的，有可能是電源開(kāi)關(guān)發(fā)生故障，也可能是負(fù)載電路發(fā)生故障。
（2）電阻法
電阻法主要是對(duì)電路中的短路、擊穿、開(kāi)路以及嚴(yán)重漏電等情況進(jìn)行檢查。對(duì)單元電路來(lái)說(shuō)，利用對(duì)單元電路電壓輸出端電阻的測(cè)量，能夠判斷出單元電路中是否存在漏電現(xiàn)象，以此來(lái)對(duì)電路中是否有短路現(xiàn)象進(jìn)行判斷。
在開(kāi)關(guān)電源中電阻法的應(yīng)用：
電阻法是對(duì)開(kāi)關(guān)電源各輸出端電壓進(jìn)行測(cè)量，從而判斷輸出端和負(fù)載是不是有故障。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓比較低或者是沒(méi)有輸出電壓時(shí)，利用電阻法可以對(duì)開(kāi)關(guān)電壓各端電阻值進(jìn)行測(cè)量，從而判斷出開(kāi)關(guān)電源的輸出端是不是有故障?？赡艿臏y(cè)量結(jié)果有：
第一，輸出點(diǎn)的電阻值近似于0，或者是小于正常值，這表示在輸出端都短路或者是漏電現(xiàn)象。
第二，輸出端的電阻值超出正常值很多，這表示在輸出端有開(kāi)路故障出現(xiàn)。
第三，各個(gè)輸出端的電阻都是正常的，表示在單元電路內(nèi)沒(méi)有故障出現(xiàn)
（3）電流法
電流法主要是對(duì)輸出端是不是有過(guò)流故障以及輸出變壓器是否出現(xiàn)局部短路進(jìn)行判斷。在實(shí)際操作中，一般是對(duì)輸出端的工作電壓所供給的電路中某一點(diǎn)進(jìn)行判斷，然后以電流流向?yàn)橐罁?jù)，將電流表串入到判斷點(diǎn)，電流表所使用的量程是500mA?？赡艹霈F(xiàn)的情況有以下幾種：
第一，進(jìn)行測(cè)量時(shí)，電流表指針很快由左端到右端。這表示在輸出端有嚴(yán)重短路或者擊穿現(xiàn)象。
第二，電流表指針不動(dòng)。這表示所進(jìn)行測(cè)量的輸出端電路沒(méi)有工作電源存在。
第三，電流表指針正常。這表示測(cè)量電路中沒(méi)有故障存在，一切正常。
3結(jié)論
彩色電視機(jī)在現(xiàn)在生活中的使用十分廣泛，電視機(jī)維修人員，對(duì)彩色電視機(jī)的原理依據(jù)維修技巧要有一個(gè)熟悉的掌握，提高維修水平，將出現(xiàn)的故障及時(shí)找出來(lái)并且進(jìn)行合理維修，保證電視機(jī)的正常使用。
參考文獻(xiàn)
[1]常偉.快速學(xué)習(xí)彩色電視機(jī)維修理論精要[J].內(nèi)蒙古電大學(xué)刊，2010（1）.
電化學(xué)(原電池和電解池)教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，尤其是電極的判斷、電極現(xiàn)象、電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、燃料電池電極方程式的書(shū)寫(xiě)、電鍍等內(nèi)容是高考考點(diǎn)，也是學(xué)生們最容易混淆、出錯(cuò)的地方。本教具將電化學(xué)教學(xué)中的兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即原電池與電解池放在同一個(gè)教學(xué)儀器中進(jìn)行演示，使學(xué)生通過(guò)比較來(lái)學(xué)習(xí)各自的原理，進(jìn)一步加深對(duì)電化學(xué)的理解。
制作材料
木板2塊，飲料瓶4個(gè)，電流表1個(gè)，直流電源1個(gè)，開(kāi)關(guān)2個(gè)，固定帶、螺絲若干。
使用方法
將本教具放置在水平桌面上，檢查裝置的氣密性。
加液。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S2，將1、2號(hào)瓶瓶底上的膠頭去掉，通過(guò)加液器向1、2、3號(hào)瓶中加入滴有酚酞的飽和食鹽水，使食鹽水的水面高于電極的下端。
實(shí)驗(yàn)
電解池部分
以電解飽和食鹽水為例：
工作原理：
陽(yáng)極：2Clsup>－－2esup>－＝CI2
陰極：2Hsup>＋－2esup>－=H2
總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋H2＋CI2
操作方法：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、2號(hào)瓶中均有氣體產(chǎn)生，經(jīng)驗(yàn)證1號(hào)瓶中的氣體為氯氣，2號(hào)瓶中的氣體為氫氣，與電源負(fù)極相連的瓶中的溶液變成粉紅色(2號(hào)瓶中)。
原電池部分
以電解過(guò)程中產(chǎn)生的氯氣、氫氣、氫氧化鈉組成原電池為例：
工作原理：
正極：Cl2＋2e-＝2CI-
負(fù)極：H2＋20H-－2e-＝2H2O
總反應(yīng)：C12＋2H2＋2OH-＝2Hsub>2O＋2CI-
操作方法：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)Sl(1、2號(hào)瓶中的液面未脫離電極)。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
教學(xué)效果
將原電池和電解池放在同一實(shí)驗(yàn)中，并以電解池部分電解產(chǎn)生的產(chǎn)物為原料來(lái)演示原電池部分實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過(guò)具體的比較來(lái)學(xué)習(xí)各自的原理。
1.教材分析：化學(xué)能可以直接轉(zhuǎn)化為熱能、光能等?；瘜W(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化則必須通過(guò)一定的裝置。研究化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置、過(guò)程和效率的科學(xué)叫電化學(xué)，其應(yīng)用很廣泛，如電解、電鍍、電冶金、電池的制造等，本節(jié)內(nèi)容有利于學(xué)生了解電化學(xué)反應(yīng)所遵循的規(guī)律，知道電化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)生活、科學(xué)研究中的作用，同時(shí)一些有趣的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究活動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和樹(shù)立研究化學(xué)的志向。
必修2在學(xué)習(xí)《金屬的化學(xué)性質(zhì)》和《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》等的基礎(chǔ)上已經(jīng)學(xué)習(xí)了Zn―Cu稀H2SO4組成的簡(jiǎn)單原電池，初步了解了原電池原理，本節(jié)進(jìn)一步介紹帶有“鹽橋”的復(fù)雜的原電池的組成和工作原理。通過(guò)對(duì)原電池中閉合電路形成過(guò)程的分析，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，從而進(jìn)一步提高對(duì)原電池構(gòu)成和工作原理的認(rèn)識(shí)、應(yīng)用。
內(nèi)容結(jié)構(gòu)上具有上承氧化還原反應(yīng)，下啟電化學(xué)腐蝕和防護(hù)、化學(xué)電源、電解電鍍等并與能量轉(zhuǎn)化，元素化合物以及電解質(zhì)溶液相互聯(lián)系，形成了一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的好教材。
2.學(xué)情分析：
知識(shí)方面：已經(jīng)在《金屬的化學(xué)性質(zhì)》和《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了Zn―Cu稀H2SO4組成的簡(jiǎn)單原電池，初步了解了原電池原理、正（負(fù)）電極、電解質(zhì)溶液的選擇以及電極反應(yīng)產(chǎn)物的判斷。
能力方面：具備了一定的實(shí)驗(yàn)觀察、思維和自學(xué)能力，但分析推理和抽象思維能力有待提高。
二、教學(xué)目標(biāo)
Ⅰ.知識(shí)目標(biāo)
（1）判斷形成原電池的條件，明確原電池的工作原理。
（2）了解設(shè)計(jì)原電池，選用正、負(fù)電極的原則，電解質(zhì)溶液的選擇及電極反應(yīng)產(chǎn)物的判斷。
Ⅱ.能力目標(biāo)
（1）培養(yǎng)學(xué)生探究精神和從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論的科學(xué)方法。
（2）培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)踐到理論，再由理論指導(dǎo)實(shí)踐的科學(xué)方法。
（3）培養(yǎng)觀察能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
Ⅲ 德育目標(biāo)：樹(shù)立正確的能源觀，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)等。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：
1.原電池的形成條件，原電池的工作原理（包括帶鹽橋的原電池）
2.能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。
教學(xué)難點(diǎn)：原電池的原理及其應(yīng)用（包括帶鹽橋的原電池）。
四、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究、啟發(fā)發(fā)現(xiàn)、討論法。
五、教學(xué)用品
大燒杯、電流表、銅片、鋅片、導(dǎo)線、稀H2SO4、蘋(píng)果、酒精溶液、鹽橋。
六、教學(xué)過(guò)程
1.創(chuàng)設(shè)情提出問(wèn)題：從原電池在生活中的應(yīng)用入手變學(xué)生的被動(dòng)為主動(dòng)突出學(xué)生的主體地位將演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并設(shè)疑為：
2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一：將銅片插入稀硫酸溶液中
實(shí)驗(yàn)二：將鋅片插入稀硫酸溶液中
實(shí)驗(yàn)三：將銅片和鋅片同時(shí)插入稀硫酸溶液中，但不接觸
[設(shè)疑]為什么上述實(shí)驗(yàn)都是鋅片上產(chǎn)生氣泡但銅片上沒(méi)有，寫(xiě)出離子方程式？
實(shí)驗(yàn)四：將銅片和鋅片同時(shí)插入稀硫酸溶液中，并用導(dǎo)線連接（有氣泡產(chǎn)生）
實(shí)驗(yàn)五：用干電池證明實(shí)驗(yàn)四中的正負(fù)極
[設(shè)疑]①是什么氣體？②Cu片上產(chǎn)生H2，是否說(shuō)明銅片能失去電子？
[提出假設(shè)一]銅片若失去電子，應(yīng)觀察到什么現(xiàn)象？
[啟發(fā)學(xué)生思考]銅片若失去電子，應(yīng)看到溶液成藍(lán)色而實(shí)驗(yàn)無(wú)此現(xiàn)象，說(shuō)明H+得到的電子不是銅失去的！
③H+得到的電子哪來(lái)的？④鋅失去的電子如何傳遞到銅片上？沿導(dǎo)線呢還是從溶液中？怎樣來(lái)證明？
[提出假設(shè)二]若電子從溶液中傳遞到銅片上的，那么在傳遞過(guò)程中H+就能獲得電子產(chǎn)生H+，而實(shí)驗(yàn)中卻看到的是在銅片表面上看到氣泡。電子若沿導(dǎo)線傳遞則可以用電流表來(lái)測(cè)定，引出實(shí)驗(yàn)六
實(shí)驗(yàn)六：將銅片和鋅片同時(shí)插入稀硫酸溶液中，并用導(dǎo)線連接且在導(dǎo)線之間連接一電流表
[設(shè)疑]若將上述裝置中的稀硫酸溶液換成酒精溶液，電流表指針還會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎？
[學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并概括整理]
現(xiàn)象：______，結(jié)論：______。
[教師小結(jié)]（1）原電池的定義
（2）原電池的構(gòu)成條件
[教師設(shè)疑]根據(jù)原電池構(gòu)成條件判斷：將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片直接接觸，然后浸入盛有硫酸銅溶液的燒杯中，電流表指針會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎？
【實(shí)驗(yàn)7―1】將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片直接接觸，然后浸入盛有硫酸銅溶液的燒杯中
現(xiàn)象：銅片表面明顯有銅析出，電流計(jì)指示無(wú)電流通過(guò)。
[問(wèn)題與思考]上述實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成了原電池嗎？如果沒(méi)有發(fā)生原電池反應(yīng)，銅片表面為什么明顯有紅色的銅析出，并且鋅片逐漸溶解？如果實(shí)驗(yàn)裝置就是原電池，為什么電流計(jì)的指針又不動(dòng)，表現(xiàn)出元電流產(chǎn)生？（實(shí)驗(yàn)中可單獨(dú)置―銅片于該CusO4溶液中，以作對(duì)比，說(shuō)明銅不與硫酸銅溶液反應(yīng)。）
[設(shè)想]如果要證明上述裝置就是原電池，確實(shí)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換，就必須證明鋅片與銅片之間確實(shí)有電流通過(guò)，如何證明？
【實(shí)驗(yàn)7―2】將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片不直接接觸，再同時(shí)浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中。
現(xiàn)象：電流計(jì)指針發(fā)生偏移，并指示電子是由鋅片流向銅片，在銅片表面有紅色的銅析出。
結(jié)論：發(fā)生了原電池反應(yīng)，可以肯定【實(shí)驗(yàn)7―1】中的裝置構(gòu)成了原電池。并且，其中鋅為原電池的負(fù)極，銅為正極。
現(xiàn)象：隨著上述實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延續(xù)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小，最終又沒(méi)有電流通過(guò)。同時(shí)鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋。
[分析]：由于鋅片與CusO4溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有Cu2+在鋅片表面被直接還原，一旦有少量銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱（相當(dāng)于短路了）。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，反應(yīng)終止了，也就無(wú)電流再產(chǎn)生。
[教師講述]：如果我們把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同的兩區(qū)域進(jìn)行再以適當(dāng)方式連接起來(lái)就可以獲得較穩(wěn)定的電流。為了解決這個(gè)問(wèn)題我們用鹽橋來(lái)連接。
[演示實(shí)驗(yàn)]教材P71實(shí)驗(yàn)4―1提出半電池，電極等概念，分析帶鹽橋原電池的工作原理
描述現(xiàn)象：
解釋原因：
[教師小結(jié)]
（3）原電池工作原理
（4）電極名稱(chēng)：
（5）電極方程式以及電池總反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)
3.為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用設(shè)置幾組課堂練習(xí)如下
[思考題]投影：下列裝置能形成原電池的是：
答案：B、C
[課堂練習(xí)]教材P73
T1、T3、T4、T5
[課堂練習(xí)]（拔高題）已知Al、Mg在不同電解質(zhì)溶液中分別構(gòu)成下面原電池A和B
（1）指出各原電池中負(fù)極材料并寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)方程式____________
（2）從構(gòu)成原電池的組成看，判斷電極的正負(fù)除了考慮金屬活潑性還要考慮什么？
4.運(yùn)用原理解決問(wèn)題
4.1 簡(jiǎn)單原電池的設(shè)計(jì)
（1）將反應(yīng)：2FeCl3+Fe一3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池（右圖）。
（2）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。
負(fù)極（鐵）：Fe―2e―=Fe2+
正極（石墨）：2Fe3++2e―=3Fe2+
4.2
[練習(xí)]教材P73T2
5.作業(yè)（1）教材P73T6
板書(shū)設(shè)計(jì)
一、原電池原理
1.定義：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
2.構(gòu)成要素
（a）電極①較活潑的金屬作負(fù)極；②較不活潑的金屬或非金屬作正極。
（b）電解質(zhì)溶液
（c）閉合回路
（d）能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
說(shuō)明：四個(gè)要素相互聯(lián)系，不能孤立片面的理解。
3.原電池原理：（教材P71頁(yè)實(shí)驗(yàn)4―1為例）
（1）電極反應(yīng)：正極（Zn）Zn―2e-=Zn2+
負(fù)極（Cu）Cu+2e-=Cu2+
（2）電池總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
（3）微粒流向：外電路：電子：負(fù)極導(dǎo)線正極
內(nèi)電路：離子：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)
4.簡(jiǎn)單原電池的設(shè)計(jì)（以教材P73T2為例）
（1）根據(jù)電池反應(yīng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式
（2）電極材料的選擇：電極必須能導(dǎo)電。一般負(fù)極必須能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，多為較活潑金屬。正極負(fù)極間要產(chǎn)生電勢(shì)差，所以必須和負(fù)極不同。
（3）電解質(zhì)溶液的選擇：一般要能與負(fù)極反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則負(fù)極中的電解質(zhì)溶液中應(yīng)有與電極材料相同的陽(yáng)離子。
【關(guān)鍵詞】液位 電動(dòng)浮筒 實(shí)驗(yàn)室 在線 校準(zhǔn)
電動(dòng)浮筒液位計(jì)是油田開(kāi)發(fā)中常用的液位測(cè)量?jī)x器，主要用于各類(lèi)水、輕烴及其他較為潔凈的介質(zhì)，是油田的鍋爐、容器、塔等裝置常用的液位測(cè)量?jī)x器，也是容器的安全附件之一。電動(dòng)浮筒液位計(jì)在運(yùn)行過(guò)程中，由于電氣、機(jī)械老化易造成測(cè)量準(zhǔn)確度下降，為了確保鍋爐等壓力容器的平穩(wěn)、安全運(yùn)行，須對(duì)電動(dòng)浮筒液位浮球進(jìn)行定期校準(zhǔn)，以確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
一、電動(dòng)浮筒液位計(jì)校準(zhǔn)的必要性
（一）電動(dòng)浮筒液位計(jì)構(gòu)造及原理
電動(dòng)浮筒液位計(jì)主要由殼體、浮筒、杠杠、重力（或位移）傳感器、信號(hào)放大板、表頭等組成。電動(dòng)浮筒液位計(jì)是利用阿基米德定律及力平衡原理進(jìn)行工作。當(dāng)液面上升時(shí)，測(cè)量液面高度的浮筒懸掛在杠桿下部受到浮力時(shí)，浮筒失去自重，向上浮起，支撐點(diǎn)的杠桿力發(fā)生變化，通過(guò)稱(chēng)重傳感器（或位移傳感器）測(cè)量出浮筒浮力大小，即可得到液面的高度。
（二）電動(dòng)浮筒液位計(jì)誤差來(lái)源
電動(dòng)浮筒液位計(jì)在運(yùn)行過(guò)程中，由于機(jī)械、電氣性能的老化，會(huì)對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性構(gòu)成影響。在運(yùn)行中，介質(zhì)中含酸、堿等物質(zhì)，輕烴介質(zhì)中含有的硫化氫等物質(zhì)會(huì)對(duì)浮筒造成腐蝕或結(jié)構(gòu)，造成浮筒重量的變化引起測(cè)量誤差；臟的介質(zhì)在浮筒杠桿護(hù)管中結(jié)垢，造成杠桿位移變化量縮小引起測(cè)量誤差；電動(dòng)浮筒液位計(jì)連接部位滲漏，負(fù)壓所引起的測(cè)量誤差等。
二、離線校準(zhǔn)方法的開(kāi)展
（一）稱(chēng)重校準(zhǔn)法
稱(chēng)重法校準(zhǔn)一般在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，室溫應(yīng)控制在（20±5）℃，校準(zhǔn)設(shè)備推薦使用托盤(pán)天平及準(zhǔn)確度優(yōu)于M22級(jí)砝碼，砝碼單只規(guī)格2kg、1kg、500g、200g、100g、50g、20g、10g、5g、2g、1g，標(biāo)準(zhǔn)電流表和24V直流電源。
1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備工作。校準(zhǔn)前應(yīng)對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)進(jìn)行解體，清潔各部件，檢查浮筒無(wú)變形、裂縫，破損，檢查內(nèi)浮筒掛鉤無(wú)銹蝕，定位螺絲完好。稱(chēng)重內(nèi)浮筒（含連桿、掛鉤），以確定稱(chēng)重砝碼質(zhì)量。固定電動(dòng)浮筒液位計(jì)變送器在平臺(tái)上，確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)杠桿為水平位置，在杠桿吊桿端掛上砝碼吊盤(pán)，將電源連接到電動(dòng)浮筒液位計(jì)的接線端子，流表串連進(jìn)電源中。選取浮筒液位計(jì)量程上限0、25%、50%、75%、100%為校準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算砝碼值（見(jiàn)式1）。
零點(diǎn)時(shí)砝碼重量值，應(yīng)按式（1）計(jì)算（1）式中：G0―零點(diǎn)時(shí)砝碼重量g，P―內(nèi)浮筒重量g.
滿量程時(shí)砝碼重量值，應(yīng)按式（2）計(jì)算（2）
式中：G0―零點(diǎn)時(shí)砝碼重量g，P―內(nèi)浮筒重量g，F(xiàn)―浮筒在測(cè)量介質(zhì)中所受浮力.
（3）式中：D―內(nèi)浮筒直徑mm，H―浮筒測(cè)量高度mm，―測(cè)量介質(zhì)密度.
校準(zhǔn)點(diǎn)的砝碼重量值，應(yīng)按式（4）計(jì)算
（4） 式中：G?n―浮筒在某測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的砝碼值g，n―浮筒的測(cè)量點(diǎn)%.
2.零位校準(zhǔn)。在砝碼吊盤(pán)上放入計(jì)算好的零點(diǎn)時(shí)砝碼，砝碼吊盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí)，電流表應(yīng)為4mA，浮筒液位計(jì)顯示值為0。
3.量程校準(zhǔn)。在砝碼吊盤(pán)上放入計(jì)算好的滿量程時(shí)砝碼；砝碼吊盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí)，電流表應(yīng)為20mA，浮筒液位計(jì)顯示值為100%。砝碼盤(pán)上依次放入25%、50%、75%校準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的砝碼值，電流表應(yīng)顯示為8mA、12 mA、16 mA，電動(dòng)浮筒液位計(jì)應(yīng)顯示為25%、50%、75%。
（二）水校準(zhǔn)法
1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備。校準(zhǔn)前應(yīng)將電動(dòng)浮筒液位計(jì)進(jìn)行垂直固定，確保內(nèi)浮筒與地面自然垂直，對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)下法蘭進(jìn)行密封。浮筒液位計(jì)下部放空閥連接透明軟管，透明軟管出水口超過(guò)浮筒的上法蘭。直流電源連接到浮筒液位計(jì)的接線端子上，電流表串聯(lián)進(jìn)電源中。取浮筒液位計(jì)量程上限0、25%、50%、75%、100%為校準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的液面高度。
水校準(zhǔn)時(shí)液面上限高度按式（5）計(jì)算
（5）
式中：H水?―水校準(zhǔn)時(shí)液面上限高度mm
H―浮筒液位計(jì)實(shí)際測(cè)量高度mm
P實(shí)―水的密度值
p?水―該浮筒實(shí)際測(cè)量介質(zhì)密度
2.零位校準(zhǔn)。當(dāng)浮筒液位計(jì)內(nèi)無(wú)液面時(shí)，輸出信號(hào)為4mA，液位變送器顯示為0。
3.量程校準(zhǔn)。對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)內(nèi)緩慢注水，當(dāng)內(nèi)浮筒沒(méi)入水面1cm時(shí)，測(cè)量值應(yīng)有變化；緩慢注水，當(dāng)液位高度達(dá)到25%校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，停止注水，穩(wěn)定20s后，電流值應(yīng)為8mA，液位變送器應(yīng)顯示25%；緩慢注水，液面高度達(dá)到50%、75%、100%校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，停止注水，電流值依次應(yīng)為12mA、16mA、20mA，液位變送器應(yīng)顯示50%、75%、100%。
（三）在線校準(zhǔn)方法的開(kāi)展
電動(dòng)浮筒液位計(jì)在線校準(zhǔn)是利用現(xiàn)場(chǎng)的介質(zhì)，在運(yùn)行裝置上進(jìn)行校準(zhǔn)的行為。
1.零位校準(zhǔn)
2.量程校準(zhǔn)
3.示值跟蹤檢查
三、結(jié)論
電動(dòng)浮筒液位計(jì)是油田常用的液位測(cè)量?jī)x器，其校準(zhǔn)時(shí)間間隔一般推薦一年，使用單位也可根據(jù)電動(dòng)浮筒液位計(jì)及裝置的使用特點(diǎn)進(jìn)行制訂，依據(jù)自身情況選擇一種或數(shù)種校準(zhǔn)方法進(jìn)行，確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：氧化鋅避雷器 運(yùn)行監(jiān)視 異常分析 泄露電流數(shù)據(jù)后臺(tái)機(jī)監(jiān)控
1、緒 論
避雷器是電力系統(tǒng)各類(lèi)電氣設(shè)備（變壓器、電抗器、電容器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、PT、CT、斷路器、接觸器、線路等）絕緣配合的基礎(chǔ)。由避雷器的保護(hù)性能確定電力系統(tǒng)所有電氣設(shè)備的內(nèi)外絕緣指標(biāo)（短時(shí)工頻耐壓、雷電沖擊耐壓和操作沖擊耐壓等）。
氧化鋅避雷器由非線性氧化鋅電阻片疊加組裝，密封于高電壓絕緣瓷套內(nèi)，無(wú)任何放電間隙。在正常運(yùn)行電壓下，避雷器呈高阻絕緣狀態(tài)，當(dāng)受到過(guò)電壓沖擊時(shí)，避雷器呈低阻狀態(tài)，迅速泄放沖擊電流入地，使與其并聯(lián)的電氣設(shè)備上的電壓限值在規(guī)定值內(nèi)，以保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。避雷器主要用于對(duì)運(yùn)行設(shè)備限制雷電過(guò)電壓及操作過(guò)電壓。避雷器在變電運(yùn)行工作中起到非常重要的作用。
2、氧化鋅避雷器的運(yùn)行監(jiān)視
2.1氧化鋅避雷器的運(yùn)行
在變電運(yùn)行工作中，避雷器如果發(fā)現(xiàn)異常，對(duì)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的危害。定期的對(duì)避雷器泄露電流表抄錄數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和橫向比較，發(fā)現(xiàn)避雷器的異常和缺陷?，F(xiàn)在500kV變電站每天都對(duì)避雷器泄露電流抄錄一次。避雷器也可以通過(guò)巡回檢查制度中的正常巡視、全面巡視、特殊巡視來(lái)發(fā)現(xiàn)異常。
2.2避雷器正常運(yùn)行巡視項(xiàng)目
避雷器正常運(yùn)行巡視項(xiàng)目：
（1）引線線夾壓接牢固、接觸良好，無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象；
（2）瓷套表面積污程度及是否出現(xiàn)放電現(xiàn)象，瓷套、法蘭是否出現(xiàn)裂紋、破損；
（3）避雷器放電計(jì)數(shù)器指示數(shù)是否有變化，計(jì)數(shù)器內(nèi)部是否有積水；
（4）避雷器泄漏電流指示正確清晰、數(shù)據(jù)差異不超過(guò)20%，對(duì)帶有泄漏電流在線（5）監(jiān)測(cè)裝置的避雷器泄漏電流有無(wú)明顯變化；
（6）與避雷器、計(jì)數(shù)器連接的導(dǎo)線及接地引下線有無(wú)燒傷痕跡或斷股現(xiàn)象；
（7）避雷器均壓環(huán)是否發(fā)生歪斜，表面無(wú)銹蝕變形；
（8）避雷器內(nèi)部無(wú)異聲、放電聲；
（9）帶串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器或串聯(lián)間隙是否與原來(lái)位置發(fā)生偏移；
（10）避雷針垂直、牢固，本體完好，無(wú)嚴(yán)重銹蝕，基礎(chǔ)無(wú)下沉和傾斜；
（11）站內(nèi)接地體無(wú)銹蝕，連接牢固。
3、氧化鋅避雷器的異常分析
3.1通過(guò)避雷器泄漏電流表進(jìn)行監(jiān)測(cè)
避雷器泄漏電流表是目前可以直觀的通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)判斷避雷器的工作狀況的唯一手段，所以泄露電流表指示是否正常就顯得非常重要，實(shí)現(xiàn)避雷器的故障早期發(fā)現(xiàn)，將故障遏制在萌芽階段。下面我就對(duì)避雷器泄漏電流表指示異常的情況進(jìn)行分析。
3.1.1氧化鋅避雷器泄漏電流表回路的工作原理
氧化鋅避雷器泄漏電流表工作回路主要由避雷器、屏蔽環(huán)、上底座、絕緣襯套、下底座、引線、泄漏電流表、接地等組成。在氧化鋅避雷器運(yùn)行當(dāng)中，內(nèi)部原因和大部分的外部原因都可以通過(guò)一個(gè)途徑來(lái)監(jiān)視，這就是氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測(cè)器，即常說(shuō)的泄漏電流表。該毫安表與計(jì)數(shù)器為一體，串連在避雷器接地回路中。用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行電壓下通過(guò)避雷器的泄漏電流峰值，也可以有效的監(jiān)測(cè)出避雷器內(nèi)部是否受潮或內(nèi)部元件是否異常等情況。
3.1.2氧化鋅避雷器泄漏電流表指示異常原因分析
（1）避雷器屏蔽線脫落
為了使避雷器的外絕緣爬距降低不多，屏蔽環(huán)多加在最末一級(jí)磁裙下，由于固定不良，使得屏蔽線脫落碰觸避雷器底座造成毫安表短接，泄漏電流表指示降低或無(wú)指示。這樣會(huì)引起值班人員的誤判斷，以為避雷器內(nèi)部出問(wèn)題，上報(bào)不必要的缺陷，造成設(shè)備停電。500kV惠泉變惠張2X01避雷器屏蔽線脫落過(guò)，運(yùn)行人員通過(guò)細(xì)心觀察及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，沒(méi)有盲目上報(bào)危急缺陷，待線路計(jì)劃停電時(shí)在同時(shí)處理此缺陷。
（2）泄漏電流表表計(jì)卡澀或損壞
由于電流表機(jī)械機(jī)構(gòu)問(wèn)題，造成卡澀使得泄漏電流表指示為零或是指示沒(méi)有變化。不利于對(duì)避雷器的正常監(jiān)測(cè)。所以在發(fā)現(xiàn)泄漏電流表指示不正常時(shí)，應(yīng)首先排除是表計(jì)的問(wèn)題。
（3）雨、雪、霧等潮濕天氣
泄漏電流表晴天指示正常，但是陰雨、大霧等潮濕天氣時(shí)讀數(shù)會(huì)減小，這種情況為避雷器底座臟污受潮引起絕緣電阻下降，對(duì)氧化鋅避雷器泄漏電流有了較大的分流作用，使泄漏電流表的讀數(shù)變小。這種情況雖對(duì)避雷器的運(yùn)行無(wú)大礙，但如果避雷器內(nèi)部受潮或電阻片老化，造成泄漏電流增大，但是由于底座的分流作用，使其讀數(shù)降低，以至接近正常值，給運(yùn)行人員巡視帶來(lái)誤判斷，誤認(rèn)為泄漏電流表指示正常，有可能造成事故。
（4）泄漏電流表與引線接觸不良
有的表計(jì)與引線接觸部分已經(jīng)銹蝕，造成過(guò)渡電阻增大，使得表計(jì)指示偏小。運(yùn)行人員在日常巡視中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)避雷器外觀的檢查，重點(diǎn)查看避雷器連接線，以及支持瓷瓶是否斷裂的缺陷，500kV梅里變就曾處理過(guò)泄露電流表計(jì)后絕緣小瓷瓶斷裂的缺陷。
（5）避雷器內(nèi)部絕緣受潮
氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮，會(huì)造成絕緣下降，泄漏電流表指示異常增大或滿偏。220kV XX變就曾發(fā)生過(guò)110kV旁路母線C相避雷器因受潮發(fā)生內(nèi)部絕緣損壞的故障。
3.2通過(guò)紅外測(cè)溫儀輔助監(jiān)測(cè)
3.2.1紅外線測(cè)溫的作用
紅外測(cè)溫是監(jiān)測(cè)設(shè)備安全的重要手段，由于氧化鋅避雷器長(zhǎng)期工作在系統(tǒng)電壓下，內(nèi)部的Zno閥片要長(zhǎng)期通過(guò)工作電流，產(chǎn)生一定的功率損耗，并且該功率損耗產(chǎn)生的溫度直接影響其預(yù)期運(yùn)行壽命。所以，進(jìn)行紅外測(cè)溫可預(yù)防由于氧化鋅避雷器受潮和部分Zno閥片老化后發(fā)生熱崩潰而引起的氧化鋅避雷器爆炸。
3.2.2紅外線測(cè)溫的注意事項(xiàng)
當(dāng)應(yīng)用紅外成像方法對(duì)各類(lèi)避雷器進(jìn)行故障診斷時(shí)， 如果根據(jù)熱像特征發(fā)現(xiàn)有不正常的發(fā)熱、局部溫度升高或降低， 或有不正常的溫度分布， 則可以判定為異常， 應(yīng)該引起注意， 或者跟蹤監(jiān)測(cè)、進(jìn)行其他試驗(yàn)等。如果作相間互比， 則當(dāng)溫升相差一倍以上時(shí)， 可判定為危險(xiǎn)故障， 應(yīng)盡快安排處理。 假如沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯故障特征， 則可按正常溫升上限值來(lái)判定有無(wú)故障。 對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的避雷器， 最高溫升超過(guò)上述相應(yīng)表中所列數(shù)值一倍以上時(shí)， 應(yīng)盡快安排處理。
2008年7月運(yùn)行人員在正常紅外測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)220kVX線氧化鋅避雷器B相有明顯發(fā)熱現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫圖像與其它相避雷器和標(biāo)準(zhǔn)圖片相比有明顯發(fā)熱點(diǎn)。值班員立即上報(bào)缺陷檢修后發(fā)現(xiàn)B相是受潮發(fā)熱，通過(guò)紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)了設(shè)備缺陷。消除了一個(gè)設(shè)備隱患，確保了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
由上述缺陷處理，可以看出只有認(rèn)真總結(jié)避雷器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，深入研究避雷器的工作特性、異?；蚬收锨闆r下的外部癥狀和表面形態(tài)，探索對(duì)避雷器進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、檢查分析的方法與手段，實(shí)現(xiàn)避雷器故障的早期發(fā)現(xiàn)和早期預(yù)警，對(duì)變電所乃至電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。
4、結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的發(fā)展，避雷器定會(huì)向著運(yùn)行安全可靠、試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、動(dòng)作
準(zhǔn)確率高的方向發(fā)展。但是現(xiàn)在很多地區(qū)采用集中監(jiān)控，少人值守的運(yùn)行模式，尤其需要監(jiān)控人員和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員相互配合處理，提高綜自站監(jiān)控系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)采集能力，在電網(wǎng)或變電站內(nèi)發(fā)生異常和事故時(shí)，能準(zhǔn)確快速地對(duì)事故的類(lèi)型、性質(zhì)及范圍做出判斷，自動(dòng)生成對(duì)運(yùn)行人員事故及異常處理指導(dǎo)意見(jiàn)，提示運(yùn)行值班人員根據(jù)指導(dǎo)意見(jiàn)和操作程序進(jìn)行快速處理，使監(jiān)控系統(tǒng)軟件更好地滿足運(yùn)行的要求，增加對(duì)數(shù)據(jù)變化分析的功能，使氧化鋅避雷器保持良好狀態(tài)，為電力設(shè)備的安全運(yùn)行提供可靠保障。
參考文獻(xiàn)
[1]Y10W-100/260W型ZnO避雷器說(shuō)明書(shū)
筆者用具體的實(shí)例來(lái)談?wù)勥@種方法在實(shí)踐中是如何解決實(shí)際問(wèn)題的.
一、等效阻抗在理想變壓器中的應(yīng)用
圖1例如圖1所示為理想變壓器T，其原副線圈中接有兩只規(guī)格完全相同的燈泡L1和L2，K閉合時(shí)，兩者均能正常發(fā)光，問(wèn)K斷開(kāi)后，L1和L2的亮度如何變化？
解析：存在的困惑：大家能夠理解，K斷開(kāi)后，L2熄滅；但大部分同學(xué)很難分析出L1的亮度變化情況.
解：用等效替代法定量探究.由圖2可知，當(dāng)接于理想變壓器副線圈兩端的負(fù)載電阻RL變化時(shí)，I2變化，I1也隨之變化，也就是說(shuō)，RL雖接在副線圈電路中，卻間接影響著原線圈的中的電流.因此，可用一個(gè)電阻RL′等效替代變壓器及負(fù)載電路，定量研究RL對(duì)I1.
由圖2可得：U1=n1n2U2 ①，I1=n2n1I2 ②，I2=U2R1 ③，由圖3可知：RL=U1I1 ④.
根據(jù)①②③④方程聯(lián)立求解可得：
RL′=（n1n2U2）/（n2n1I2）=（n1n2）2·RL.
可知，通過(guò)等效可知，當(dāng)接在副線圈上的負(fù)載電阻值RL變化，RL′也隨之變化.當(dāng)K斷開(kāi)后：RL∞，必導(dǎo)致RL′∞.所以有I1=U1/R10，即圖1中理想變壓器負(fù)載電阻斷開(kāi)后，原線圈中的空載電流趨向于零，流過(guò)L1的電流為零，故L1滅.
二、等效電源在閉合電路中的應(yīng)用
普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》（選修3-1）“實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這節(jié)課中的重點(diǎn)難點(diǎn)是：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)誤差分析.
圖4當(dāng)電流表相對(duì)電源外接的實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，如圖4，閉合電路的歐姆定律U=E-Ir中的I是通過(guò)電源的電流，而圖1電路由于電壓表分流存在系統(tǒng)誤差，導(dǎo)致電流表讀數(shù)（測(cè)量值）小于電源的實(shí)際輸出電流（真實(shí)值）.產(chǎn)生的相對(duì)誤差也可以根據(jù)等效電源的方法進(jìn)行定量計(jì)算，把變阻器的阻值R看成外電路的電阻，電壓表看成內(nèi)電路的一部分，如圖4虛線框所示，由電壓表和電源構(gòu)成等效電源，E、r的測(cè)量值即為等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
內(nèi)阻r誤差分析：等效電源內(nèi)電路為電壓表和電源并聯(lián)，等效內(nèi)阻r測(cè)小于電源內(nèi)阻r真，r測(cè)=RVRV+r真r真，相對(duì)誤差為r真RV+r真，因?yàn)镽Vr真，所以相對(duì)誤差很小，滿足實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍.
電動(dòng)勢(shì)的誤差分析：電流表的讀數(shù)為等效電源的輸出電流，外電路斷開(kāi)時(shí)a、b兩點(diǎn)間電壓Uab即等效電源開(kāi)路電壓為等效電源的電動(dòng)勢(shì)，即為電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值.等效電動(dòng)勢(shì)E測(cè)小于電源電動(dòng)勢(shì)E真，E測(cè)=RVRV+rE真
因此，E、r的測(cè)量值均小于真實(shí)值.
三、等效物理模型在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》（選修3-2）“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”這節(jié)課講述了三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的.
為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？這要從電流表的工作原理談起.
電流表內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)如圖2，電流表的線圈繞在鋁框上，鋁框和指針固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸兩端跟螺旋彈簧連接.將線圈、鋁框和指針以及轉(zhuǎn)軸作為一個(gè)整體稱(chēng)之為系統(tǒng).線圈中的電流受到的安培力是系統(tǒng)的動(dòng)力（見(jiàn)圖3）.螺旋彈簧的彈力是系統(tǒng)的回復(fù)力.鋁框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受到的安培力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)起阻尼作用，使指針不會(huì)出現(xiàn)來(lái)回?cái)[動(dòng)的現(xiàn)象.
動(dòng)力矩的表達(dá)式為M動(dòng)=n1BiS（1）
其中n1為電流表線圈的匝數(shù)，B為輻向磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，i為線圈中的電流強(qiáng)度，S為線圈回路（或鋁框回路）的面積.
回復(fù)力矩的表達(dá)式為M回=kθ（2）
其中k為常數(shù)，由螺旋彈簧的力學(xué)性質(zhì)決定，θ為指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度.
阻尼力矩的表達(dá)式為M阻=B2S2ω1r（3）
其中r為鋁框回路的電阻，ω為鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.
當(dāng)給線圈通入恒定電流時(shí)，動(dòng)力矩使系統(tǒng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，在回復(fù)力矩和阻尼力矩的共同作用下，系統(tǒng)很快停下來(lái)，指針指向某個(gè)位置.此時(shí)系統(tǒng)的角速度v為零，阻尼力矩為零，動(dòng)力矩跟回復(fù)力矩相平衡，由①②式得
i=k1n1BSθ（4）
由（4）式可知，線圈中的電流強(qiáng)度跟指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，即指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大，線圈中的電流強(qiáng)度就越大.
要強(qiáng)調(diào)指出，（4）式只適用于線圈中通入恒定電流的情況.用圖1裝置做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，線圈中的電流不可能是恒定值.下面分兩種情況討論：
（1）當(dāng)磁鐵的插入速度很慢時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流較小，動(dòng)力矩的作用時(shí)間較長(zhǎng)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小.根據(jù)式（3），阻尼力矩很小，系統(tǒng)可近似地視為平衡狀態(tài)，（4）式近似成立，此時(shí)增加磁鐵的插入速度，指針的偏轉(zhuǎn)角度會(huì)增大.
（2）當(dāng)磁鐵快速插入時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流很大，動(dòng)力矩的作用時(shí)間很短，系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)過(guò)程：①動(dòng)力矩的瞬時(shí)加速過(guò)程；②阻尼力矩與回復(fù)力矩共同作用的減速過(guò)程.
a.瞬時(shí)加速過(guò)程
設(shè)條形磁鐵的插入時(shí)間為Δt，穿過(guò)螺線管的磁通量變化為ΔΦ，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律，（1）式變換為
M動(dòng)=n1n2BSΔΦ1RΔt，
式中n2為螺線管的匝數(shù)，R為螺線管和線圈的總電阻.動(dòng)力的沖量矩為
M動(dòng)?Δt=n1n2BSΔΦ1R（5）
由于插入時(shí)間Δt0，系統(tǒng)在瞬間獲得角速度ω0，系統(tǒng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θωΔt=0.回復(fù)力的沖量矩為
M回?Δt=kθ?Δt=0，
電磁阻尼的沖量矩為
M阻?Δt=B2S2ω1r?Δt=B2S21r?θ=0.
根據(jù)角動(dòng)量定理有
M動(dòng)?Δt=Iω0-0（6）
式中I為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.
由（5）、（5）兩式得ω0=n1n2BS1IRΔΦ（7）
可見(jiàn)，對(duì)于給定的實(shí)驗(yàn)裝置，系統(tǒng)獲得的角速度ω0為定值，跟磁鐵的插入速度無(wú)關(guān).
b.減速過(guò)程
