第一篇：《發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電》教案（共）

《發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電》教案

【教學(xué)內(nèi)容】

新滬粵版九年級物理第十六章第三節(jié)《發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電》 【課時安排】

一課時 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能

知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象和其產(chǎn)生的原因；知道動圈式話筒的構(gòu)造；了解交流發(fā)電機(jī)的工作原理。過程與方法

通過演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力和從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，了解探索自然奧密的科學(xué)方法；認(rèn)識任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探究的成果；初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識。【教學(xué)重點(diǎn)】

知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁生電的條件 【教學(xué)難點(diǎn)】

嘗試動手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并由實(shí)驗(yàn)結(jié)果概括物理規(guī)律 【教 具】

鐵架臺、細(xì)線、矩形線圈、蹄形磁鐵、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線、開關(guān)、手搖發(fā)電機(jī)模型、小燈泡、多媒體課件 【教學(xué)過程】

導(dǎo)入新課 師（神秘地）：今天，我給大家請來了一位大大的明星。想認(rèn)識他嗎？下面請大明星出場！

課件展示：五色閃光燈閃爍，屏幕漸黑后逐漸亮起，一人出現(xiàn)在舞臺中央，鏡頭拉近，出現(xiàn)法拉第像。師（遺憾地）：由于大明星生活的年代離我們太遠(yuǎn)了，他本人不能親自到場和大家見面，我只能請來了他的一幅畫像。大家可別小瞧他！下面讓你感受一下他的偉大。課件展示：電的應(yīng)用實(shí)例。同時 師（富有激情地）：是什么讓漆黑的夜晚變得五彩繽紛，是什么讓我們的生活豐富多彩，是什么讓我們的出行如此方便快捷，是什么讓工廠的機(jī)器轉(zhuǎn)個不停，這所有的一切都源于這位大明星的一個重大的發(fā)現(xiàn)！這位大明星就是—— 課件展示：法拉第簡介。

師：這節(jié)課我們沿著這位大明星的足跡來探尋先哲的智慧之旅。

新課教學(xué)

課件展示（并板書）

課題：16.3 發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電 師（打趣地）：磁能生電？那么同學(xué)們回家后多買些磁鐵放在家中，以后就不用交電費(fèi)了。師：開個玩笑。下面，我們利用手邊準(zhǔn)備的器材，跟隨我來探究磁怎樣才能生出電來。師：首先，我們根據(jù)前面我們學(xué)習(xí)過的電學(xué)知識來解決下面兩個問題。課件展示（依次）： 問題1：在實(shí)驗(yàn)中，電路應(yīng)該是斷開的還是閉合的？ 問題2：如何知道電路中是否產(chǎn)生了電流？ 問題3：如何知道電路中電流的方向是否改變？ 師引導(dǎo)學(xué)生回答。

答問題1：

生：電路閉合是電路中形成電流的必要條件，因此實(shí)驗(yàn)中電路必須是閉合的。答問題2：

生：電路中有電流時，電燈可以發(fā)光，電流表會有示數(shù)等。

師（補(bǔ)充）：由于這個實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的電流非常微弱，普通的小燈泡根本不會發(fā)光，普通的電流表的指針也不會偏轉(zhuǎn)，所以我們要用更靈敏的靈敏電流計(jì)檢測電路中是否產(chǎn)生了電流。答問題3：

根據(jù)靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向是否改變，如果第二次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與第一次相反，說明第二次產(chǎn)生的電流方向與第一次不同。師：下面，請大家按圖示實(shí)驗(yàn)裝置圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置。課件展示：電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖。

師：實(shí)驗(yàn)裝置組裝完畢后，我們按照實(shí)驗(yàn)提示分步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

課件展示：第一步：導(dǎo)線在磁場中是靜止時還是運(yùn)動時電路中會產(chǎn)生電流。第一步完成后，師生交流總結(jié)：導(dǎo)線只在磁場中運(yùn)動了電路中才會產(chǎn)生電流。

課件展示：第二步：是不是只要導(dǎo)線運(yùn)動，電路中就一定產(chǎn)生電流？若不是，請注意導(dǎo)線的運(yùn)動方向。

第二步完成后，師生交流總結(jié)：導(dǎo)線在磁場中只有沿著一定的方向運(yùn)動電路中才會產(chǎn)生電流。

師：如果我們把磁感線比作細(xì)木棒，把導(dǎo)線比作一把小刀，請觀察大屏幕上的動畫，回想使能夠使電路產(chǎn)生電流的導(dǎo)線運(yùn)動方向與哪把小刀的動作類似？ 課件展示：三幅動畫：（1）小刀鋸磨細(xì)木棒；（2）小刀剮削細(xì)木棒；（3）小刀切割細(xì)木棒。

生：切割。

師：只有導(dǎo)線作切割磁感線運(yùn)動時電路中才能產(chǎn)生電流，如果導(dǎo)線作鋸磨或者剮削磁感線運(yùn)動時電路中是不能產(chǎn)生電流的。

課件展示：第三步：保持磁場方向不改變，比較讓導(dǎo)線水平向右作切割磁感線運(yùn)動和水平向左作切割磁感線運(yùn)動，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向是否相同。第三步完成后，師生交流總結(jié)：靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明在磁場方向一定時，導(dǎo)線作切割磁感線運(yùn)動方向與原來相反時，產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。

課件展示：第四步：保持導(dǎo)線作切割磁感線運(yùn)動方向不變，把蹄形磁鐵的N、S極上下對調(diào)，比較靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向是否相同。

第四步完成后，師生交流總結(jié)：靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明在導(dǎo)線作切割磁感線方向不變時，磁場方向與原來相反，產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，師生進(jìn)行交流總結(jié)：（1）閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場中作切割磁感線運(yùn)動時，電路中能夠產(chǎn)生電流；（2）在磁場方向不變時，導(dǎo)線作切割磁感線運(yùn)動方向與原來相反，產(chǎn)生的電流方向也與原來相反；在導(dǎo)線作切割磁感線運(yùn)動方向不變時，磁場方向與原來相反，產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。

師：由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，是法拉第最早發(fā)現(xiàn)的，他把這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

板書

1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象（英國 法拉第）

2、閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場中作切割磁感線運(yùn)動。

師：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是非常微弱的，但是它的發(fā)現(xiàn)為后來發(fā)電機(jī)的發(fā)明奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，也就是說，發(fā)電機(jī)的基本原理就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。板書：

3、動圈式話筒 1原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2動圈式話筒的結(jié)構(gòu) 板書：

4、發(fā)電機(jī)

1原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象

展示手搖發(fā)電機(jī)模型。

師：大家請看，這是一個發(fā)電機(jī)模型。發(fā)電機(jī)主要由兩部分組成：轉(zhuǎn)子和定子。另外還有銅環(huán)和電刷。

板書：2基本組成：轉(zhuǎn)子和定子、銅環(huán)、電刷

師：發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用很多匝的銅線繞成的線圈，定子是具有很強(qiáng)磁性的永磁體，轉(zhuǎn)子可以高速的轉(zhuǎn)動，因此它可產(chǎn)生很大的電流。

教師請一名學(xué)生搖動發(fā)電機(jī)，使小燈泡發(fā)光（注意轉(zhuǎn)速不要太快），提醒其他學(xué)生觀察小燈泡的發(fā)光情況。師：大家是否觀察到小燈泡的發(fā)光情況與以前電路實(shí)驗(yàn)時小燈泡的發(fā)光情況有什么不同嗎？

生：這個小燈泡在不停地閃爍。師：小燈泡為什么會閃爍呢？請大家觀察大屏幕上發(fā)電機(jī)模型工作過程中電流的變化情況。

課件演示：發(fā)電機(jī)模型工作過程中電流方向和強(qiáng)弱的變化 師：大家回想一下，這與干電池提供的電流有什么不同？ 課件演示：干電池作電源的電路中電流的情況 師生交流總結(jié)：

1干電池提供的電流方向和強(qiáng)弱都不發(fā)生變化。

2發(fā)電機(jī)提供的電流方向和強(qiáng)弱在發(fā)生著周期性的變化。

師：把方向和強(qiáng)弱都不發(fā)生變化的電流叫做直流電；把方向和強(qiáng)弱發(fā)生周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電。

板書：

5、交流電：方向和強(qiáng)弱發(fā)生周期性變化的電流

師：我國工農(nóng)業(yè)中所使用的都是交流電，1s內(nèi)發(fā)生50次周期性變化。板書：我國所使用交流電的頻率是50Hz

師：我們課堂上所演示的發(fā)電機(jī)，是最簡單的發(fā)電機(jī)，生產(chǎn)生活中實(shí)際使用的發(fā)電機(jī)要復(fù)雜得多。

課件展示：各式各樣的發(fā)電機(jī)圖片 師：在實(shí)際使用中，為產(chǎn)生更強(qiáng)的電流，常用電磁鐵代替永磁體，為了避免電刷與銅環(huán)之間由于接觸不良產(chǎn)生電火花造成損壞，一般把線圈固定做成定子，而旋轉(zhuǎn)磁極，這與我們課堂用的發(fā)電機(jī)模型的定子與轉(zhuǎn)子是不同的。

課件展示：風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電圖片

師：無論是哪一種發(fā)電形式，都要把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動才能產(chǎn)生電能。因此，從能量轉(zhuǎn)化角度來說，發(fā)電機(jī)是把什么能轉(zhuǎn)化為什么能？ 生：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

板書：

6、發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。課堂小結(jié)

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了，磁生電的條件是什么，發(fā)電機(jī)是利用什么原理工作的，另外我們通過實(shí)驗(yàn)探究也親身體驗(yàn)了科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的過程和方法，從這個過程中我們知道了任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探究的成果。課堂練習(xí)（課件展示）

1、下圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運(yùn)動時，在哪種情況下會產(chǎn)生感應(yīng)電流？

2、發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是 和，它把 能轉(zhuǎn)化為 能。

3、我國供生產(chǎn)和生活用的交流電，頻率是 Hz，周期是 s，電流在每秒內(nèi)產(chǎn)生的周期性變化的次數(shù)是 次。

4、當(dāng)你唱卡拉OK時，要用到話筒（麥克風(fēng)）。話筒的種類很多，下圖是動圈式話筒的構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對著話筒說話或唱歌時，產(chǎn)生的聲音使膜片，與膜片相連的線圈也跟著一起，線圈在磁場中的這種運(yùn)動，能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的，經(jīng)放大后，通過揚(yáng)聲器還原成聲音。

布置作業(yè)：《導(dǎo)學(xué)與評估》本節(jié)練習(xí)

第二篇：發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率問題

發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率問題

關(guān)鍵詞： 發(fā)電機(jī) 發(fā)電 效率 問題

所有交流發(fā)電機(jī)的工作都基于同一個基本原理，亦即當(dāng)一磁場對一導(dǎo)線進(jìn)行“切割”時所發(fā)生的現(xiàn)象，反之亦然。如果移動導(dǎo)線或磁場，在導(dǎo)線上就會產(chǎn)生一個感應(yīng)電流；而變動一下，將導(dǎo)線通入電流，那在導(dǎo)線四周也會建立起一個磁場。至于能產(chǎn)生多大的電流則取決于以下幾點(diǎn)。

首先是磁場的強(qiáng)度問題。工程技術(shù)人員采用了一個叫做磁通的術(shù)語來描述腦海里所想象的磁場模樣。磁力線從一個磁極出來，又繞了一個彎從另一個磁極進(jìn)去，就像天氣圖上表示風(fēng)力強(qiáng)弱的等壓線一樣，磁場越強(qiáng)，磁力線就越多越密集。當(dāng)導(dǎo)線經(jīng)過一強(qiáng)磁場，眾多的磁力線“切割”導(dǎo)線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢。

既然可以用多條磁力線“切割”導(dǎo)線，那同樣也可用多根導(dǎo)線同時來經(jīng)過磁場，將導(dǎo)線制成多匣線圈就會增大感應(yīng)電勢及總電流。一個典型的交流發(fā)電機(jī)的定子繞組，有3個線圈互成120°間隔開來。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場“切割”線圈，便會產(chǎn)生3個脈沖電壓，時間上相互間隔120°相位。若要獲得波動小的電流，最好轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈能產(chǎn)生更多的脈沖電壓，因?yàn)檫@表示電壓的平均值更高。

另外一個增大交流發(fā)電機(jī)輸出的途徑便是增加磁體數(shù)量。一個典型的Lundell爪極式轉(zhuǎn)子，正中是一個線圈，兩旁各有6或7個磁極。爪極上的指齒嚙合在一起，這樣彼此相隔的每個爪形磁極便與線圈的不同端相連。當(dāng)電流通過線圈，就會產(chǎn)生一個由爪極導(dǎo)引著環(huán)繞線圈的磁場。如果繞著轉(zhuǎn)子數(shù)一數(shù)，就會發(fā)現(xiàn)共有12或14對南北磁極，而每一個磁極均代表著又一個磁體，所產(chǎn)生的磁通將對定子繞組進(jìn)行“切割”。

時間因素也是很重要的。進(jìn)行“切割”的時候，磁力線或?qū)Ь€運(yùn)動得越快，輸出的電勢就越高。因此應(yīng)認(rèn)真選取交流發(fā)電機(jī)和諧波平衡器的滑輪尺寸，使交流發(fā)電機(jī)以兩至三倍于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的速度旋轉(zhuǎn)，這樣做可以確保在發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)時交流發(fā)電機(jī)也能保持不錯的性能。

正如先前提到的，當(dāng)電流通過一根導(dǎo)線時會產(chǎn)生一個磁場，而磁場的強(qiáng)度與電流的大小成比例。通過檢測電池電壓及調(diào)節(jié)通過轉(zhuǎn)子的電流大小，電壓調(diào)節(jié)器就可以控制交流發(fā)電機(jī)的輸出。故增減轉(zhuǎn)子上的電流都會改變到電磁體與定子線圈互相作用的強(qiáng)弱關(guān)系，而Lundell爪極式轉(zhuǎn)子的一大優(yōu)勢就是只要一截?cái)嗤ㄍ艌龌蜣D(zhuǎn)子線圈的電流，輸出(電壓)便會歸零。

事實(shí)上，交流發(fā)電機(jī)受到一些性能上的限制，因許多實(shí)際因素，交流發(fā)電機(jī)的最大輸出被限制在200A電流或3000W功率左右。雖然這看起來電流似乎很大，但只要你瞧瞧今天的汽車，就會明白確實(shí)需要更大的電流，尤其在空轉(zhuǎn)的時候。

前面曾說過，磁極運(yùn)轉(zhuǎn)越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流就越大。與此相反的一面，發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)或汽車低速行駛時，發(fā)電機(jī)的輸出最低。不巧的是，這時恰恰可能對電流有最大需求。舉個例子來說明：不妨假想你在一個雪夜里準(zhǔn)備將一輛現(xiàn)代化的汽車停放。這時發(fā)動機(jī)在空轉(zhuǎn)工況附近工作，燈光、空氣壓縮機(jī)及后背防霧器都打開了，風(fēng)擋雨刷也在工作，但仍需要有更多的動力來供給電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。由于發(fā)電機(jī)輸出的所有可用功率都被占用著，剩下唯一能為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供動力的來源就只有蓄電池本身了。而當(dāng)駕駛員將發(fā)動機(jī)熄火時，蓄電池就會被欠壓充電，這卻是不希望發(fā)生的，因?yàn)樾铍姵亻L期充電不足，工作壽命會縮短。

現(xiàn)在的交流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)都存在著效率不很高的問題，一個典型Lundell爪極式轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)效率只有大約50%。這意味著要用大約6000W的功率來驅(qū)動交流發(fā)電機(jī)，而輸出只有200A電流(3000W的功率)。糟糕的是，損耗的功率就會轉(zhuǎn)化成熱量積聚在發(fā)電機(jī)里，加上發(fā)動機(jī)艙溫度原本就很高，所以一定要將熱量散發(fā)掉。

那么，怎樣使交流發(fā)電機(jī)效率更高、輸出功率更大、產(chǎn)生熱量更少呢?另外尤為重要的是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相對較低時，輸出越大越好。下面便是關(guān)于交流發(fā)電機(jī)的制造商們怎樣做到這一點(diǎn)的。

第一步就是探尋出效率低的原因。只要看一看爪極式轉(zhuǎn)子你就會知道并不值如此大費(fèi)周折，一根軸、一對爪形磁極、線圈組加上集電環(huán)就足以構(gòu)成整個轉(zhuǎn)子了。問題是這種設(shè)計(jì)存在漏磁現(xiàn)象，并非所有的磁通都用來“切割”線圈以獲得最大的電流輸出，其中一些漏了出來，做了無用功。

一個解決的辦法就是采用Hybrid轉(zhuǎn)子。一般的轉(zhuǎn)子爪極間空無一物，而Hybrid轉(zhuǎn)子在爪極間裝了一個永久磁鐵。磁通從磁鐵出來進(jìn)入瓜極，通過轉(zhuǎn)子心軸及磁鐵另一面的爪極回到磁鐵。永久磁體填充了爪極間隙后，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁通就不會泄漏走了。這就迫使更多的磁通從轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子繞組，從而提高了交流發(fā)電機(jī)的輸出效率。

這種方案可以將原來的效率在50%的基礎(chǔ)上提高20%。這樣交流發(fā)電機(jī)總效率為60%時，只需用5000W的功率，大約為4474W就可以產(chǎn)生與原來同樣大的輸出，附帶的一個好處是必須散發(fā)掉的熱量還不到1000W。

發(fā)電機(jī)改進(jìn)的第二步必然是在發(fā)電機(jī)四周裝上水套，并與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相連。這樣做很有益處。由于真正起冷卻作用的是水套，所以不必硬是要將交流發(fā)電機(jī)置于進(jìn)入發(fā)動機(jī)艙的冷空氣流中。而且水套降低了發(fā)電機(jī)升溫或冷卻的速度，有利于提高發(fā)電機(jī)的耐用性。這是因?yàn)榧眲〉臏囟茸兓瘜ε蛎浥c收縮速率不同的材料很不利，而采用水套則消除了這一顧慮。

水套自然還有其它的優(yōu)點(diǎn)。例如：Visteon公司在它的資料里聲稱它的交流發(fā)電機(jī)可以將近1250W的損耗熱量傳送給冷卻系統(tǒng)，而這股熱量最終在車輛的解凍器和加熱裝置處消耗干凈，被用來幫助清潔風(fēng)擋和加熱乘員室。所以，冷卻液和發(fā)動機(jī)能更快地升溫變暖，催化變換器就可以更快地點(diǎn)火，這就大大減少了冷起動時的廢氣排放。

既然效率提高20%就有這么大的作用，那何不追求更高的效率昵?這正是Ecoair公司開發(fā)的新型交流發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)所在。Ecoair公司所設(shè)計(jì)的這種發(fā)電機(jī)將在今年晚些時候投入生產(chǎn)，主要應(yīng)用在急救車一類的車輛上，因?yàn)樵诩本溶嚿希W光燈、車用醫(yī)療設(shè)備等的工作需要大量電力。Ecoair的基本觀念可應(yīng)用于所有車輛，包括雙動力型汽車，并且這種發(fā)電機(jī)理論上也適用于將于2003年面世的42V電子系統(tǒng)。

Ecoair公司的發(fā)電機(jī)，在其中的某個設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)子實(shí)際上由兩個并排裝在轉(zhuǎn)子心軸上的獨(dú)立部分組成，其中之一裝上永久磁鐵形成12個磁極，而磁鐵及周圍金屬本身就有磁力，并不依賴轉(zhuǎn)子電流；轉(zhuǎn)子組件的另一半是一個繞組線圈，線圈與極靴之間存在一定的裝配關(guān)系。

Ecoair交流發(fā)電機(jī)有三種獨(dú)立的操作模式。低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子的永久磁鐵部分引起定子中的電流，起動操作時，永久磁鐵與繞組線圈都會產(chǎn)生最大磁通，而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生最大輸出。因此電磁鐵總帶來一些問題，即必要時，你怎樣切斷電流或減少磁通來降低電力輸出?為了解決這一問題，采用第三種模式來操作Ecoair交流發(fā)電機(jī)，這種模式被稱為“補(bǔ)償”(buck)式，下面便是它的工作原理。

當(dāng)輸出的電流超過了電子系統(tǒng)的需求時，首先使通過轉(zhuǎn)子線圈部分的電流降低至零。若輸出電流仍然過大，轉(zhuǎn)子線圈電流的方向就會被轉(zhuǎn)換。電流反向時，繞組線圈便產(chǎn)生與永久磁鐵相反的磁性而相抵消。這樣，通過控制極性和轉(zhuǎn)子線圈部分的電流大小，就可能使交流發(fā)電機(jī)的輸出降至零--同樣的技術(shù)亦應(yīng)用在一種自動防故障的安全電路中。

雖然轉(zhuǎn)子采用了兩部分的結(jié)構(gòu)形式，且其內(nèi)部設(shè)計(jì)錯綜復(fù)雜，但也帶來一些意想不到的好處。對于起動電機(jī)，復(fù)式設(shè)計(jì)使之獲得80%的高效率。這就是說只需3750W或略低于3730W的功率就可取得一個200安培(3000瓦)的輸出電流。同時，由于驅(qū)動發(fā)電機(jī)的功率和熱損耗都變小的緣故，在一定輸出功率下，發(fā)電機(jī)的外形尺寸可以做得更小，重量可以更輕等等。另外，在傳統(tǒng)的交流發(fā)電機(jī)中，其直徑尺寸必須與前后距離相近，而Ecoair的混合式交流發(fā)電機(jī)可以同老式發(fā)電機(jī)一樣有一個較長的形體。因?yàn)榭紤]到輔助驅(qū)動帶形成的徑向可用空間有限，不可能總是無限地?cái)U(kuò)大交流發(fā)電機(jī)的直徑尺寸，所以增加其有效長度倒不失為一個增大輸出的好辦法，還有利于增大驅(qū)動帶扭矩及發(fā)動機(jī)容量。

而這種交流發(fā)電機(jī)的誘人之處還在于它的燃油經(jīng)濟(jì)性，尤其在空轉(zhuǎn)或低速運(yùn)作時。博世公司由一種經(jīng)驗(yàn)方法得出交流發(fā)電機(jī)效率每提高5%，燃油經(jīng)濟(jì)性就會提高大約1%。而戴姆勒?克萊斯勒公司做的對比試驗(yàn)表明，Ecoair的交流發(fā)電機(jī)與傳動系的變速箱共同工作在空轉(zhuǎn)工況時，當(dāng)輸入不變而輸出功率增加13.4%時，燃油的經(jīng)濟(jì)性能提高5.8%。

交流發(fā)電機(jī)和充電系統(tǒng)在任何設(shè)計(jì)問題中的重要性都是不可低估的。若不是因?yàn)榭捎秒娏κ艿较拗疲耠娏︱?qū)動的水泵、發(fā)動機(jī)油泵、動力轉(zhuǎn)向裝置及剎車等具有省油特征的部件，現(xiàn)在就會出現(xiàn)了。不過，或許只需一個高效率、大功率、輸出為42V電壓的交流發(fā)電機(jī)，就正好搭成一座通往彼岸的堅(jiān)實(shí)橋梁。

第三篇：電磁感應(yīng) 發(fā)電機(jī) 教案

16.5 電磁感應(yīng) 發(fā)電機(jī) 教學(xué)設(shè)計(jì)

【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能：

1．知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象；通過探究知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

2．知道感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向有關(guān)

3．知道發(fā)電機(jī)的原理；知道什么是交流電；知道發(fā)電機(jī)發(fā)電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程 3．知道我國供生產(chǎn)和生活用的交流電的頻率是50 Hz的意思； 過程與方法：

1．通過探究磁生電的條件，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)用知識分析和解決問題的能力 情感、態(tài)度、價(jià)值觀：

1．認(rèn)識自然現(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 【教學(xué)重點(diǎn)】

1．通過探索知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2．通過實(shí)驗(yàn)知道交流發(fā)電機(jī)的工作原理 【教學(xué)難點(diǎn)】

1．由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象概括物理規(guī)律——電磁感應(yīng) 2．應(yīng)用原理分析問題——發(fā)電機(jī)工作原理

【實(shí)驗(yàn)器材】靈敏電流表、蹄形磁鐵、導(dǎo)體、開關(guān)、投影、微機(jī)、手搖發(fā)電機(jī)一臺、小燈泡

【教學(xué)方法】 實(shí)驗(yàn)法、討論法、啟發(fā)式 【教學(xué)過程】

復(fù)習(xí)，引入新課

（奧斯特實(shí)驗(yàn)）它揭示了一個什么現(xiàn)象？從學(xué)過的知識入手，讓學(xué)生輕松感受到從生活到物理。

1、磁生電（電流周圍存在著磁場，即電能生磁。）該實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時的科學(xué)界引起了轟動。法拉第在此基礎(chǔ)上提出了新課題——既然電能生磁，那么磁能生電嗎？

演示：小吊扇使發(fā)光二極管發(fā)光

結(jié)合圖16-35觀察電扇內(nèi)部主要構(gòu)造：磁體

線圈 誰給電路供電？說明磁場和線圈能產(chǎn)生電流（磁生電）

利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象；電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的，他經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的努力，才發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，這種熱愛科學(xué)，堅(jiān)持探索真理的可貴精神值得我們學(xué)習(xí)。

2、探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 什么情況下磁能生電

［演示實(shí)驗(yàn)］實(shí)驗(yàn)器材:蹄形磁體、靈敏電流表、線圈、導(dǎo)線

參照p52表格順序進(jìn)行探究。讓直導(dǎo)線在蹄形磁體的磁場中靜止，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn).這說明沒有產(chǎn)生電流。

將直導(dǎo)線在磁場中左右運(yùn)動，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)。這表明有電流產(chǎn)生

讓直導(dǎo)線在蹄形磁體中上、下運(yùn)動，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn).這說明沒有產(chǎn)生電流.將直導(dǎo)線在磁場中斜著運(yùn)動，觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)。這表明有電流產(chǎn)生。

如果把磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線，把導(dǎo)體想象成一把刀，表達(dá)起來會方便些，討論一下如何表達(dá)。

（討論得出）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。

3、探究感應(yīng)電流的方向

剛才大家觀察到靈敏電流計(jì)的指針左右偏轉(zhuǎn)，說明了電流的方向在發(fā)生改變，那么感應(yīng)電流的方向和什么因素有關(guān)呢？控制變量

（二）發(fā)電機(jī)

電磁感應(yīng)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，開辟了電的時代，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義。

發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的呢？

［演示1］把一臺手搖發(fā)電機(jī)跟小燈泡連接起來，當(dāng)搖動手柄使線圈在磁場中快速轉(zhuǎn)動，觀察到什么？

觀察到小燈泡發(fā)光.燈閃亮

有感應(yīng)電流產(chǎn)生，并通過小燈泡.［演示2］用電流表換下小燈泡，緩慢搖動大輪，觀察電流表指針左右擺動 這表明發(fā)電機(jī)發(fā)出的電的大小和方向是周期性變化的.那么它的構(gòu)造是怎樣的？工作原理是什么？動畫演示

從發(fā)電機(jī)工作過程我們能看出，線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向變化兩次.周期性改變方向和大小的電流叫交流電。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，線圈轉(zhuǎn)動一周所用的時間叫周期。周期和頻率是用來表示交流電特點(diǎn)的兩個物理量。我國供生產(chǎn)和生活用的交流電周期是0.02秒，頻率是50赫茲

發(fā)電機(jī)發(fā)電過程是利用電磁感應(yīng)原理把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。生活 物理 社會 有關(guān)內(nèi)容（高壓輸電、變壓器等）

第四篇：發(fā)電機(jī)教案示例物理教案

（一）教學(xué)目的

1．知道發(fā)電機(jī)的工作原理。

2．知道交流發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造。

3．知道什么是交流電，能區(qū)分交流電和直流電。知道我國生產(chǎn)和生活用的交流電的周期是0.02秒、頻率是50赫茲的含義。

4．培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力。

（二）教具

手搖發(fā)電機(jī)一臺，小燈泡一只，演示電流表一只，自制交流電的產(chǎn)生演示器（參見圖12—l）一臺，兩把小刀，交流發(fā)電機(jī)掛圖一幅，小黑板一塊（寫好題目）。

（三）教學(xué)過程

1．復(fù)習(xí)

提問：什么叫電磁感應(yīng)？（教師強(qiáng)調(diào)“閉合”、“切割”）

提問：感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)？教師強(qiáng)調(diào)“導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向改變，或者磁感線方向改變時，感應(yīng)電流方向就改變。”）

提問：閉合電路的一部分導(dǎo)體沿圖1（出示小黑板）中箭頭方向運(yùn)動時，哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流？（為了幫助學(xué)生理解圖意，教師可用鋁芯導(dǎo)線作直導(dǎo)體，兩端用細(xì)軟銅線連成閉合電路，把兩條形磁體放在兩堆書上，讓鋁芯導(dǎo)線在磁場中分別做圖中的運(yùn)動。）

2．進(jìn)行新課

(1)發(fā)電機(jī)原理

提問：把上述直導(dǎo)體彎成線圈，使它在磁場中轉(zhuǎn)動，能否產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

教師邊提問邊動手，把鋁導(dǎo)線彎成線圈并在磁場中轉(zhuǎn)動，讓學(xué)生思考片刻之后，教師說明：為了便于我們觀察和分析，我們在線圈上裝一個轉(zhuǎn)軸，并用鐵架臺固定，做成圖2所示的裝置，轉(zhuǎn)動線圈，引導(dǎo)學(xué)生分析，磁感線是水平方向的，線圈轉(zhuǎn)動時，ab邊和cd邊切割了磁感線，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)上述原理制成的。

板書：〈第二節(jié)發(fā)電機(jī)

1．發(fā)電機(jī)的原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象〉

(2)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造

教師講：實(shí)際利用上述原理制成發(fā)電機(jī)時，還有一些技術(shù)問題需要我們?nèi)ソ鉀Q，如：線圈轉(zhuǎn)動時，會帶動輸出電流的銅線纏在一起。提問：誰能想辦法解決這個問題呢？讓學(xué)生思考討論一會兒之后，出示鋁環(huán)、電刷等并裝上（如果時間不允許，可以直接出示課前裝好的一套裝置），讓學(xué)生拿著電刷靠在兩鋁環(huán)上，轉(zhuǎn)動線圈，觀察鋁環(huán)和電刷的工作情況。

教師講：為了使輸出的電流較大，實(shí)際制作發(fā)電機(jī)時，導(dǎo)線要繞成多匝線圈。

出示手搖發(fā)電機(jī)，簡介構(gòu)造。

板書：〈2．發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，包括磁極、線圈、銅環(huán)、電刷等〉

演示：搖動發(fā)電機(jī)大輪，小燈泡發(fā)光，驗(yàn)證了上述理論。

(3)交流電與直流電

講述：下面我們來研究發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流有些什么特點(diǎn)。要研究電流的特點(diǎn)，就需要借助電流表，教師邊講邊用電流表換下小燈泡，緩慢搖動大輪，要求學(xué)生觀察電流表指針運(yùn)動情況。

引導(dǎo)學(xué)生分析：指針左右擺動，表明電流方向在周期性地重復(fù)變化。引出交流電、直流電的概念，并加以區(qū)別。

板書：〈3．交流電：周期性改變方向的電流〉

提問：為什么這種發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流方向在改變呢？

分析：感應(yīng)電流的方向是由導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向和磁感線的方向決定的，感應(yīng)電流方向的變化肯定是由這二者之一變化所引起的，在剛才這種發(fā)電機(jī)中，磁極是固定的，所以，這種發(fā)電機(jī)中電流方向的變化肯定是由于線圈切割磁感線的運(yùn)動方向變化所引起的。下面我們用模型來研究這個問題。

演示：在線圈ab邊和cd邊上用透明膠綁兩把小刀，刀口朝轉(zhuǎn)動方向，轉(zhuǎn)動線圈，學(xué)生觀察刀口的方向變化情況（即切割磁感線的運(yùn)動方向變化情況），驗(yàn)證上述分析的結(jié)論。

講解：這種發(fā)電機(jī)由于產(chǎn)生的電流是交流電，所以稱為交流發(fā)電機(jī)。下面進(jìn)一步研究電流變化的特點(diǎn)：

結(jié)合模型和掛圖分析，把任意一邊的運(yùn)動路線和方向畫出來（圖3）,線圈每次轉(zhuǎn)動到a、b兩點(diǎn)時，切割磁感線的方向發(fā)生改變，電流方向也要發(fā)生改變。所以線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向變化兩次。

講解：周期和頻率是用來表示交流電特點(diǎn)的兩個物理量（不給定義），我國供生產(chǎn)和生活用的交流電的周期是0.02秒，頻率是50赫茲，其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用0.02秒，即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周。因?yàn)榫€圈每轉(zhuǎn)一周電流方向變化兩次，所以頻率是50赫茲的交流電電流方向每秒鐘改變100次。

交流電跟我們從電池得到的電流有所不同，從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電。

板書：〈我國供生產(chǎn)和生活用的交流電周期0.02秒，頻率50赫。[1][2]下一頁

第五篇：柴油發(fā)電機(jī)噪聲治理,發(fā)電機(jī)房降噪處理措施

寧靜生活 佳綠創(chuàng)造

目前，社會對環(huán)保護(hù)的要求越來越高，怎樣有效控制噪聲污染是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。由于大多數(shù)民用發(fā)電機(jī)都位于人口密集的居民區(qū)的地下室，這些地區(qū)的環(huán)境要求很高，而柴油發(fā)電機(jī)組的噪音經(jīng)常成為周圍環(huán)境的主要噪音源，為了能夠有效的對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行噪聲治理，我們先來了解分析柴油發(fā)電機(jī)的噪聲源有哪些?

1、機(jī)械噪音

柴油機(jī)在運(yùn)作的過程當(dāng)中，各部件會因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)時受到氣體的壓力以及慣性力的變化等，會引起振動。各個部件都在發(fā)出噪音，使整個機(jī)器的噪音很大需要進(jìn)行噪音治理。如：傳動齒輪噪音、配氣機(jī)構(gòu)的噪音等等。

2、燃燒噪音

燃燒噪音指的是柴油機(jī)發(fā)電機(jī)在運(yùn)作時柴油燃燒會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的振動及噪音。

3、排氣噪音

柴油發(fā)電機(jī)噪音中最大的就是排氣噪音，它是一種高速、高溫的氣流噪音。產(chǎn)生排氣噪音的原因是噪音聲波在排氣管道中受到空氣等因素與排氣系統(tǒng)相互作用施壓，最終形成了較大的噪音。

4、進(jìn)風(fēng)口噪音

柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)作的過程當(dāng)中，必須保證供應(yīng)足夠的風(fēng)源。這樣做既可以保證發(fā)電機(jī)能正常工作，另外也是考慮到柴油發(fā)電機(jī)的散熱問題。柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)作時不可避免的就會產(chǎn)生較大的噪音問題。

柴油發(fā)電機(jī)噪聲治理的措施在以下幾個方面：

1.機(jī)房通風(fēng)及消聲。

實(shí)際工作中我們在考慮方案時既要有效降噪,又要滿足發(fā)電機(jī)組運(yùn)行需要的空氣流量。

(1)機(jī)房進(jìn)風(fēng)消聲系統(tǒng)

①為滿足機(jī)組運(yùn)行時所需的冷卻風(fēng)和燃燒空氣量,機(jī)房采用機(jī)械進(jìn)風(fēng)方式通風(fēng)。

②在機(jī)房外用磚砌兩個進(jìn)風(fēng)道,進(jìn)風(fēng)道墻體下分別安裝一臺低噪聲軸流風(fēng)機(jī)向機(jī)房內(nèi)送風(fēng)。

③進(jìn)風(fēng)道內(nèi)安裝一臺大風(fēng)量組合片式消聲器,吸收氣流噪聲和機(jī)械噪聲。

寧靜生活 佳綠創(chuàng)造

④進(jìn)風(fēng)道外墻體上開一進(jìn)風(fēng)口,進(jìn)風(fēng)口處安裝特制鋁合金百葉窗及防護(hù)絲網(wǎng),防止異物進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)。

(2)機(jī)房排風(fēng)消聲系統(tǒng)

①在機(jī)房外用磚砌兩個排風(fēng)道。

②在每個排風(fēng)道內(nèi)安裝一臺大風(fēng)量組合片式消聲器,吸收排氣流噪聲和機(jī)械噪聲。

③排風(fēng)口設(shè)置在機(jī)組正前方,機(jī)組散熱器前端設(shè)置減振柔性接頭及導(dǎo)風(fēng)擴(kuò)容消聲風(fēng)管,連接到排熱風(fēng)消聲道。

④排風(fēng)道出口處安裝特制鋁合金百葉窗及防護(hù)絲網(wǎng),防止異物進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)。

(3)機(jī)組排氣消聲器

發(fā)電機(jī)組隨機(jī)配置的排氣消聲器的消聲聲量很小,以泰州市兆航機(jī)電有限公司生產(chǎn)的柴油發(fā)電機(jī)組為例，一般為15～20dB(A),不能滿足環(huán)保達(dá)標(biāo)要求。在機(jī)組的排氣管上重新安上針對高、中、低不同頻率噪聲設(shè)計(jì)的高效微穿孔板排氣消聲器。其特點(diǎn)為消聲量大、阻力小、材質(zhì)及結(jié)構(gòu)耐高溫。排氣管與機(jī)組煙氣出口處采用金屬波紋管連接,以減少因鋼性連接而產(chǎn)生的振動噪聲。

2.機(jī)房內(nèi)吸聲。

發(fā)電機(jī)房由于是磚砌混凝土結(jié)構(gòu),聲反射強(qiáng)烈。為了達(dá)到吸聲效果,機(jī)房內(nèi)墻面及頂面合理設(shè)置高效吸音材料,吸音層結(jié)構(gòu)為鋁合金穿孔扣板+離心吸音棉+輕鋼龍骨+支吊架。機(jī)房內(nèi)原平均吸聲系數(shù)α1≈0.10,加裝吸聲材料后機(jī)房內(nèi)平均吸聲系數(shù)α2≈0.75～0.85左右,其吸聲量可達(dá)9～12dB(A),混響時間可降至2～3s。機(jī)房內(nèi)的響度也隨之大大下降,極大地改善了工作條件,同時可提高機(jī)房的隔聲性能。

3.隔聲系統(tǒng)。

為保證機(jī)房良好的隔聲性能,在機(jī)房與機(jī)房外相通處,安裝防火隔聲門,門縫密封材料為橡膠密封條。其它會引起漏聲的孔洞用磚墻封堵。

南昌佳綠環(huán)保是專業(yè)從事柴油發(fā)電機(jī)噪聲治理和柴油發(fā)電機(jī)減震降噪，集產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)，聲學(xué)解決方案及施工為一體的專業(yè)公司，專業(yè)致力于機(jī)械設(shè)備噪音與振動綜合治理和研究，解決機(jī)械設(shè)備噪聲，針對不同類型機(jī)械設(shè)備及機(jī)房噪音治理，為用戶提供現(xiàn)場噪音勘測，分析，提供系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備噪聲解決方案和施工服務(wù)。