(共30张PPT)
电磁铁及其应用
(第二课时)
第1节
第13章 电功和电功率
(北师大版)九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念:能说出电磁继电器的结构及“弱控强”的工作特点,描述电铃的循环发声原理。
2.科学思维:能区分电磁继电器的控制电路与工作电路,逻辑分析电铃的“吸合—断开—复位”循环过程。
3.科学探究:参与简易自动水位报警器的电路连接与调试,完成实践活动的核心操作。
4.科学态度与责任:体会电磁铁应用对生产生活的便利作用,形成技术应用的实践意识。
温故知新
观察图片回顾以下知识点:
定义:
特点:
原理:
插入软铁棒的通电螺线管称为电磁铁。
有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性。
电流的磁效应
任务一:电磁继电器
电磁继电器:利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
实物图
电磁继电器的结构(示意图)
新知探究
观看视频:电磁继电器
电磁继电器结构:
电磁铁、衔铁、弹簧、触点
新知探究
电磁铁:通电时产生磁性,吸下衔铁
衔铁:带动动触点上下运动
弹簧:电磁铁无磁性时,带动衔铁离开电磁铁
触点:相当于被控制电路的开关
原理:电流的磁效应
实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。用弱电流、低电压控制大电流、高电压的工作电路。
应用:如电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。
新知探究
人们利用电磁继电器连成如图所示的控制电路,就可实现用弱电流、低电压的控制电路,控制强电流、高电压的工作电路。
用电磁继电器连成控制电路
新知探究
如果生产场所温度较高或环境不好,人们还可以把控制电路的开关安装在较远处,进行远距离操控。
用电磁继电器实现远距离操控
新知探究
电铃的工作原理如图所示。
图中1是电磁铁,2是弹簧片,3是与弹簧片相连接的衔铁,4是调节用的螺钉,5是与衔铁相连接的小锤,6是铃碗。通电前衔铁上的触点与螺钉的尖端接触良好。
新知探究
讨论交流:
电铃的工作原理
开关S闭合后,电磁铁就有了磁性,把衔铁吸过来,使衔铁下端的小锤在铃碗上敲击一下,同时螺钉与衔铁上的触点断开。请你说一说电铃是怎样连续地发出声音的。
新知探究
讨论交流:
电铃的工作原理
电铃
开关闭合时,
衔铁3
小锤5
如何连续铃响?
新知探究
任务二:电磁阀
利用电磁铁也可以制成电磁阀进行自动控制。
如公共汽车利用压缩空气开关控制车门的过程就利用了电磁阀。
电磁阀控制车门(示意图)
电磁阀主要由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁铁组成。
阀体是空心的,有4根气管,其中进气管连接储气简(图中未画出),排气管与大气相通,另两根气管则与气缸相连接。
电磁阀控制车门(示意图)
新知探究
新知探究
观看视频:电磁阀控制车门
打开车门:开关s与触点 1 接通,右端衔铁被吸入电磁铁,滑阀向左移动,空气从气管1进入气缸,活塞向右移动,车门打开。
新知探究
关闭车门时电磁阀怎样工作呢?
请你说一说关闭车门时电磁阀的工作过程和活塞的运动情况。
关闭车门:开关s与触点 2 接通,左端衔铁被吸入电磁铁,滑阀向右移动,空气从气管2进入气缸,活塞向左移动,车门关闭。
新知探究
电磁阀的广泛应用
交通运输领域
公共汽车、火车、飞机的自动门控制,利用压缩空气实现快速响应。
家用电器设备
全自动洗衣机的进水/排水阀、空调的四通换向阀等。
智能卫生洁具
卫生间的感应冲水器、感应水龙头,实现自动化节水控制。
工业自动化控制
自动化生产线上的气动元件控制,如机械臂、流水线阀门。
精密医疗设备
各类医疗仪器中的流体精确控制与输送。
全自动洗衣机的进水、排水阀门,卫生间感应冲水器的阀门,也都是利用类似的电磁阀来控制的。
一种电磁阀
新知探究
实践活动:制作简易自动水位报警器
如图所示,用导线将电源、电磁继电器的电磁铁与食盐水连接成一个控制电路(烧杯中的食盐水作为开关,用来控制电磁铁磁性的有无)。
电磁继电器一组触点与另一电源、小灯泡、电铃组成工作电路。
新知探究
实践活动:制作简易自动水位报警器
当食盐水的水位上升到设定的水位线时,导线与食盐水接通,控制电路工作,电磁继电器该组触点接通,小灯泡发光,同时电铃响起来。这就是一个简易的自动水位报警器。
新知探究
拓展阅读:磁悬浮列车
新知探究
核心定义与工作原理
利用磁场替代传统车轮,通过车厢与轨道电磁铁的相互吸引实现悬浮与导向。无接触运行消除了摩擦,仅受空气阻力影响。
吸引型磁悬浮列车原理(示意图)
拓展阅读:磁悬浮列车
新知探究
无摩擦运行
无接触设计大幅降低振动与噪声,能量损耗少,乘坐体验更舒适。
超高速行驶
摆脱了机械摩擦限制,试验车速可达600 km/h,是地面交通的速度标杆。
低空气阻力
流线型车身设计有效减少高速行驶时的空气阻力,提升能效。
课堂小结
练习与应用
1.关于电磁继电器的工作特点,下列说法正确的是( )
只能用高电压、强电流控制低电压、弱电流
B. 核心是利用电磁铁的磁性控制工作电路的通断
C. 控制电路和工作电路必须使用同一电源
D. 无法实现远距离操控
B
练习与应用
2.电铃能够连续发声的关键原因是( )
A. 电磁铁始终保持磁性
B. 衔铁与螺钉的触点能自动接通和断开
C. 小锤始终与铃碗接触
D. 弹簧片的弹性大小固定不变
B
练习与应用
3.下列设备中,没有利用电磁阀工作的是( )
公共汽车的自动门
B. 全自动洗衣机的排水阀
C. 简易自动水位报警器
D. 空调的四通换向阀
C
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