第一篇:靜電除塵高壓供電設(shè)計(jì)——摘要
摘要
靜電除塵器有除塵效率高、運(yùn)行和維修費(fèi)用相對(duì)低廉等特點(diǎn),在減少排放到大氣中有害粉塵方面起著十分重要的作用,是當(dāng)前使用較為廣泛的一種環(huán)保設(shè)備。靜電除塵器是利用高壓靜電吸附帶電離子的原理進(jìn)行除塵。一般來說,靜電極板電壓越高,對(duì)帶電離子的吸附能力就越強(qiáng),除塵效率越高。但電壓越高,電場(chǎng)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)頻繁的火花閃爍,甚至產(chǎn)生電弧,放電過程難以控制,除塵效率明顯降低,這種情況應(yīng)該避免。如果能夠控制極板電壓長(zhǎng)時(shí)間維持在臨界放電狀態(tài),就可以獲得最佳的除塵效果并有效節(jié)約電力資源。
關(guān)鍵字:靜電除塵器可控硅調(diào)壓高壓控制柜高壓供電
目錄
第一章 緒論......................3
§1.1 靜電除塵器研究的背景及意義.................3
§1.2 靜電除塵器的應(yīng)用.......................4
§1.3 靜電除塵器技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀...............5
第二章 靜電除塵器的原理及其控制.........錯(cuò)誤!未定義書簽。§2.1 靜電除塵器的工作原理...............錯(cuò)誤!未定義書簽。§2.2 靜電除塵器的主要性能參數(shù)計(jì)算.............錯(cuò)誤!未定義書簽。§2.3 高壓供電電源及其控制...............錯(cuò)誤!未定義書簽。
第三章 可控硅的工作原理..........錯(cuò)誤!未定義書簽。§3.1 可控硅工作原理....................錯(cuò)誤!未定義書簽。§3.2 基本伏安特性.................錯(cuò)誤!未定義書簽。
第四章 變壓器及高壓控制柜原理............錯(cuò)誤!未定義書簽。§4.1 電除塵器的高壓供電裝置...........錯(cuò)誤!未定義書簽。§4.2 電除塵器高壓控制裝置...............錯(cuò)誤!未定義書簽。
第五章 電除塵器高壓電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........錯(cuò)誤!未定義書簽。§5.1 高壓電源控制系統(tǒng)的工作原理..........錯(cuò)誤!未定義書簽。§5.2 技術(shù)指標(biāo)..................錯(cuò)誤!未定義書簽。§5.3 故障檢測(cè)與處理程序............錯(cuò)誤!未定義書簽。§5.4 高壓電源控制系統(tǒng)的特點(diǎn)...........錯(cuò)誤!未定義書簽。§5.5 控制系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的分析............錯(cuò)誤!未定義書簽。總結(jié).................錯(cuò)誤!未定義書簽。致謝.................錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn).................錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄.................錯(cuò)誤!未定義書簽。
第一章 緒論
§1.1 靜電除塵器研究的背景及意義
自18世紀(jì)中期后,人類進(jìn)入工業(yè)文明時(shí)代,煤炭就成了主要能源物質(zhì)。煤炭的燃燒不僅產(chǎn)生大量的碳氮硫的氧化物,也向空氣中排放大量的粉塵。粉塵對(duì)環(huán)境及人類的健康有極大的危害。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,意味著人們將越來越多的礦物資源轉(zhuǎn)化為工業(yè)原材料和產(chǎn)品,如火力發(fā)電廠、水泥廠、鋼鐵廠、化工廠、礦山作業(yè)區(qū)等工業(yè)部門的生產(chǎn)及燃料燃燒過程,都向大氣中排出大量的粉塵及其他有害成分,這些工業(yè)生產(chǎn)污染物不僅浪費(fèi)燃料,同時(shí)也將越來越多的廢棄物拋向的自然,是造成粉塵污染的最主要的來源。沒錢,全世界每年排入大氣的煤粉塵及其他粉塵在1億噸以上,嚴(yán)重污染了大氣,對(duì)人類健康構(gòu)成了威脅。不僅如此,有時(shí)還會(huì)造成貴重材料的流失。
二十一世紀(jì)可以說是環(huán)保世紀(jì),人類在不斷進(jìn)步中越來越認(rèn)識(shí)到生存環(huán)境對(duì)自身的重要性。為此,不論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都把保護(hù)生態(tài)環(huán)境納入經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提,我國早已把它定為基本國策。隨著對(duì)大氣污染治理的加強(qiáng),許多國家都已經(jīng)將粉塵排放列入國家標(biāo)準(zhǔn)加以控制,排放標(biāo)準(zhǔn)逐步趨嚴(yán)。根據(jù)我國《國家標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095—1996)》,空氣質(zhì)量為二級(jí)必須滿足總懸浮顆粒物的濃度為0.20~0.30 mg/m3,可吸入顆粒物的濃度為0.10~0.15mg/m3。在我國城市大氣環(huán)境污染中可吸入顆粒物經(jīng)常是首要污染物。于是就要求工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵在排入大氣前必須經(jīng)過除塵處理,以減少粉塵排放量,防治大氣污染。
除塵器是治理煙塵污染,改善大氣環(huán)境的主要裝備。隨著工業(yè)迅速發(fā)展,不僅治理現(xiàn)在生產(chǎn)過程中排出的煙塵危害顯得十分迫切,而且每年新建、擴(kuò)建的大批廠礦投產(chǎn),防止煙塵污染擴(kuò)大的任務(wù)也十分艱巨。因此,致力于研制開發(fā)除塵器新產(chǎn)品、提高除塵器技術(shù)性能具有十分重要的意義。
除塵器按其工作原理一般可分為旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器和靜電除塵器三類。靜電除塵器是使含塵氣體在通過高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過程中,使粉塵荷電,并在電場(chǎng)力的作用下,使粉塵沉積于電極上,將粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除
塵設(shè)備。它能有效地回收氣體中的粉塵,以凈化氣體。在各種凈化設(shè)備中只有電除塵器才能把作用力直接施加于塵粒本身,使塵粒與氣流脫離。因此,電除塵器分離塵粒所需的能量要比其它型式的除塵設(shè)備小得多。其優(yōu)點(diǎn)是集塵率高、可處理高溫氣體,含塵率低時(shí)效率也高。在合適的條件下使用除塵器,其除塵效率可達(dá)99%或更高。缺點(diǎn)是占地大,投資大,受粉塵電性質(zhì)的影響。靜電除塵設(shè)備分為除塵器本體和供電電源兩部分。
§1.2 靜電除塵器的應(yīng)用
因?yàn)殪o電除塵器具有除塵效率高、耐高溫、處理煙氣量大和可以捕集細(xì)微粉塵等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于冶金、電力、建材及化工等行業(yè)。
⒈ 在有色冶金工業(yè)中的應(yīng)用
有色金屬以火法冶煉為主,其原料大部分為多元素共生物。如硫化銅礦中除了銅以外,還有鉛、砷、鎳、硒、金和銀等,在冶煉過程中,粉塵中除了污染物之外,還含有一些貴重的稀有金屬在內(nèi)。所以對(duì)有色金屬冶煉工業(yè)來說,除塵不僅是環(huán)境保護(hù)的需要,也是資源回收的需要。
⒉ 在黑色冶金工業(yè)中的應(yīng)用
在煉鐵、煉鋼和軋鋼工業(yè)中,由于煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的煤氣,這些煤氣中含有大量的焦末、礦粉以及金屬氧化物,煤氣的溫度可達(dá)上千攝氏度,靜電除塵器往往安裝在旋轉(zhuǎn)除塵器和洗滌塔之后作為第三級(jí)除塵器。
⒊ 在建材工業(yè)中的應(yīng)用
水泥是主要建筑材料。水泥在煅燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量含塵煙氣,另外物料的粉碎、烘干和磨細(xì)也要產(chǎn)生煙氣和粉塵。由于水泥生產(chǎn)廠產(chǎn)生的煙氣流量大、含塵濃度大,溫度高,用旋風(fēng)式除塵和袋式除塵效果均不理想,故大量采用靜電除塵器。
⒋ 在電力工業(yè)中的應(yīng)用
我國電力工業(yè)以火電為主,大部分為燃煤電廠,煤的燃燒特別是坑口煤礦劣質(zhì)煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的灰粉,灰粉可占煤的總重量的20%甚至30%.在火電行業(yè)除塵中,可以用旋風(fēng)式除塵,袋式除塵和靜電式除塵或者它們的組合,靜電除塵器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而獨(dú)占鰲頭。
⒌ 在化工工業(yè)中的應(yīng)用
如硫酸生產(chǎn)中去除硫化物焙燒中產(chǎn)生的塵粒和酸霧;在造紙業(yè)中去除黑液回收爐的煙塵;在石油精煉中對(duì)催化劑粉塵進(jìn)行廢氣處理。
§1.3 靜電除塵器技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
§1.3.1 國外電除塵技術(shù)的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀
早在公元前六百多年,希臘人就發(fā)現(xiàn)了靜電吸附現(xiàn)象。而真正第一次成功演示靜電除塵是在1824年,由德國人霍菲爾德完成的。最早成功地將電除塵器應(yīng)用于工業(yè)上是美國的化學(xué)教授科特雷爾,1907年他將電除塵器應(yīng)用于氣體凈化,建立了工業(yè)化電除塵裝置。
在理論方面,早期對(duì)電暈放電的研究是由湯林和湯姆森在二十世紀(jì)初開始的。1922年多依奇提出對(duì)細(xì)粒子在帶電體上的沉積流量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式,即多依奇公式,這是靜電集塵理論的基礎(chǔ)。1950年,懷特又根據(jù)概率理論重新導(dǎo)出了多依奇公式。其后很多人開展電暈理論及荷電理論的研究。1970年,奧格爾斯比和尼科爾斯提出了包括影響除塵器性能的理論和經(jīng)驗(yàn)因素在內(nèi)的電除塵器數(shù)學(xué)模型。
從科特雷爾型裝置誕生以后的幾十年里,雖然電除塵器的總體形式與科特雷爾的原始設(shè)計(jì)并無根本的變化,但是某些部件特別是供電設(shè)備已經(jīng)作了重大改進(jìn)。最早的電除塵器使用機(jī)械同步整流器,后來逐漸被電子管整流器、硒整流器和固體硅整流器所代替。早期的電除塵必須用人工控制電壓和電流,到30年代才首次嘗試用馬達(dá)帶動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。第一個(gè)電子控制裝置是在1950年霍爾及其同事研制的。這就是以火花率作為控制參數(shù)的飽和電抗器控制設(shè)備。隨后,最高平均電壓控制方式等其他控制方式也得到了發(fā)展。從人工控制到電子控制裝置的研制成功,電除塵器的控制方式得到了發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,微處理器被用于供電裝置的控制器,控制方式更加多樣。
近年來國外對(duì)靜電除塵器本體技術(shù)的研究主要集中在兩個(gè)方面。第一,利用流體力學(xué)對(duì)除塵器的氣流進(jìn)行模擬,如研究不同氣流技術(shù)對(duì)除塵器效率的影響;第二,對(duì)電除塵過程進(jìn)行過程模擬實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律,一提高除塵器的除塵效率。
近年來,除本體技術(shù)外,國外供電與控制技術(shù)也有新發(fā)展,研制開發(fā)出一種新型電源即高頻開關(guān)集成整流電源SIR,它具有體積小、重量輕、收塵效率高等優(yōu)點(diǎn)。
§1.3.2 國內(nèi)電除塵技術(shù)的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀
我國西漢末年就有了靜電產(chǎn)生吸附作用的文字記載,但電除塵器傳入我國還是在20世紀(jì)30年代。我國第一次組織并系統(tǒng)地對(duì)電除塵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究是在1965年。
我國靜電除塵技術(shù)發(fā)展大致可以這樣概括:起步晚、發(fā)展快、潛力大。特別是國內(nèi)自行研究開發(fā)的基礎(chǔ)上,自上世紀(jì)80年代中期以后,為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境質(zhì)量要求,引進(jìn)了多國的電除塵技術(shù)和設(shè)備,使我國的電除塵技術(shù)能夠一直跟蹤國際先進(jìn)目標(biāo)。通過40多年的發(fā)展,我國在該領(lǐng)域的國際科技排名已進(jìn)入前茅,一般公認(rèn)前3~4名。如果說,除塵器本體的研制水平是通過引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備而不斷提高的話,那么,供電電源則主要依靠我國科技工作者的努力探索和自主研發(fā)。
我國現(xiàn)階段微機(jī)控制可控硅高壓電源的技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。近年來,我國對(duì)電源技術(shù)的研究包括:不同供電方式對(duì)除塵效率的影響;高壓開關(guān)電源的研制;將工業(yè)總線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于電源控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控中;也有人采用一些先進(jìn)的智能控制算法對(duì)供電電源進(jìn)行控制。
電除塵器在大氣污染控制中舉足輕重,但也存在著許多必要解決的問題。在整個(gè)世界范圍內(nèi),理論還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐,迄今為止,人們尚未從理論上充分認(rèn)識(shí)電除塵器諸多環(huán)節(jié)的相互影響。對(duì)于復(fù)雜的電除塵器研究,只能在單一因素或假設(shè)簡(jiǎn)化的條件下進(jìn)行,使得理論值和實(shí)際值相差甚遠(yuǎn)。
我國從2004年開始實(shí)施的火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2003)中對(duì)電除塵器的性能提出了更高要求。于是,在安全可靠運(yùn)行的前提下如何提高除塵效率成為近年來靜電除塵器的研究熱點(diǎn)。在決定電除塵器除塵效率的眾多因素中,高壓供電控制方案起著重要作用。
第二篇:靜電除塵清理規(guī)程
靜電除塵器檢修安全規(guī)程(草案)
第一條
為了加強(qiáng)安全管理,防止和減少生產(chǎn)安全事故,保障員工生命和公司財(cái)產(chǎn)安全,根據(jù)相關(guān)法律、法規(guī),結(jié)合公司實(shí)際,制定本規(guī)程。
第二條
靜電除塵器檢修作業(yè)具有高空作業(yè)、帶電作業(yè)、密閉容器內(nèi)作業(yè)等特點(diǎn),安全可靠性差,容易發(fā)生人身傷害或設(shè)備損壞,屬危險(xiǎn)作業(yè)范圍。
第三條
靜電除塵器檢修作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《危險(xiǎn)作業(yè)審批制度》。作業(yè)人員在作業(yè)前,要進(jìn)行安全防護(hù)措施教育;有作業(yè)禁忌癥人員、生理缺陷、勞動(dòng)紀(jì)律差、喝酒及有不良心理狀態(tài)等人員,不準(zhǔn)從事危險(xiǎn)作業(yè)。
第四條
檢修作業(yè)使用的設(shè)備、設(shè)施、工具、備件和勞動(dòng)保護(hù)用品必須符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,并做到配備齊全、使用合理、安全可靠。
第五條
檢修作業(yè)過程中,施工單位要指定一名安全責(zé)任心強(qiáng),有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)督。嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)。特別情況施工單位負(fù)責(zé)人要現(xiàn)場(chǎng)指揮。
第六條
進(jìn)行檢修作業(yè)前,應(yīng)辦理危險(xiǎn)作業(yè)申請(qǐng),填寫“危險(xiǎn)作業(yè)申請(qǐng)單”,制定作業(yè)計(jì)劃和安全防范措施,并經(jīng)單位主要領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。
第七條
檢修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須符合安全生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理要求,做到現(xiàn)場(chǎng)整潔,道路暢通,警示標(biāo)志明顯。
第八條
檢修作業(yè)時(shí)應(yīng)對(duì)靜電除塵器高壓、低壓及控制電源全部停電,高壓直流電源部分要進(jìn)行放電、驗(yàn)電,并懸掛“有人工作、禁止操作”告知牌。
第九條
檢修前的準(zhǔn)備工作:
1、作業(yè)前要了解靜電除塵器的缺陷和檢修部位,制定作業(yè)方案。
2、進(jìn)行危害辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)分析,制定并落實(shí)安全防范措施。
3、開工前對(duì)參加檢修的人員進(jìn)行組內(nèi)分工,并且進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底。
4、使用電動(dòng)工具時(shí),必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用,并加裝漏電保護(hù)器。
5、在靜電除塵器內(nèi)檢修時(shí),工作人員進(jìn)入前應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。
6、在靜電除塵器內(nèi)工作時(shí),不準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行電焊及氣焊工作。
第十條 靜電除塵器內(nèi)部清灰作業(yè):
1、清灰作業(yè)前應(yīng)使靜電除塵器內(nèi)部自然冷卻一定時(shí)間(自然冷卻時(shí)間一般不少于8小時(shí))后,才可打開人孔門加速冷卻,嚴(yán)防突然進(jìn)入冷空氣,造成溫度驟變使外殼、極線、極板等金屬構(gòu)件產(chǎn)生變形。
2、當(dāng)內(nèi)部溫度降低到40℃以下時(shí)才可進(jìn)入除塵器內(nèi)部工作,進(jìn)入內(nèi)部工作人不少于三人,一人作業(yè)二人監(jiān)護(hù)。
3、清灰前應(yīng)初步觀察陽極板、陰極線的積灰情況,檢查極板、陰極線框架是否變形、脫落或松動(dòng),檢查槽形板,氣流分布板、導(dǎo)流板吊掛固定部件的磨損、腐蝕情況及焊接固定情況,如果出現(xiàn)脫落或松動(dòng),應(yīng)暫停作業(yè),消除危險(xiǎn)后方可恢復(fù)作業(yè)。
4、清灰時(shí)要自上而下,由入口到出口順序進(jìn)行,灰斗堵灰時(shí),不準(zhǔn)從灰斗人孔門放灰。
5、靜電除塵器中照明采用低于36V的安全電壓。
6、進(jìn)入除塵器內(nèi)維修現(xiàn)場(chǎng)人員必須正確佩帶安全帽、安全帶、安全繩,穿防滑鞋。
第十一條 陽極板、陰極線及振打裝置檢修:
1、初步觀察陽極板、陰極線的銹蝕及電蝕情況,檢查極板、極線的固定螺絲是否松動(dòng),焊接是否脫焊。
2、檢查極板排夾、撞擊桿是否脫焊與變形,撞擊桿是否在限制在導(dǎo)軌內(nèi),并留有一定的活動(dòng)間隙,極板下部與灰斗擋風(fēng)板之間要有足夠的熱膨脹系數(shù),左、右邊無卡澀、卡住現(xiàn)象。
3、調(diào)整極板處于正常工作狀態(tài),對(duì)彎曲變形的可通過木錘或橡皮錘敲擊彎曲最大外,均勻向兩端延伸敲擊予以校整,嚴(yán)禁敲擊極板的工作面。
4、檢查陰極線是否脫落、松動(dòng)、斷線,芒刺線放電極是否鈍化、結(jié)球或芒刺脫落,調(diào)整螺旋線松緊度,使其處于正常工作狀態(tài)。
5、結(jié)合極板積灰情況查找振打存在的問題,檢查振打錘頭是否松動(dòng)、脫落或碎裂,螺栓是否松動(dòng)或脫落,焊接部位是否脫焊,并進(jìn)行調(diào)整。
6、檢查錘頭小軸套磨損情況,軸承座(支架)是否變形脫焊,定位軸承是否位移,以免造成振打軸卡死。
7、檢查絕緣端子表面是否有機(jī)械損傷、絕緣破壞及放電痕跡,承重支撐絕緣子(或絕緣套管)是否變形。
第十二條
檢修結(jié)束后安全檢查:
1、檢修負(fù)責(zé)人要會(huì)同有關(guān)檢修人員檢查檢修設(shè)備內(nèi)是否有遺漏的工器具。
2、因檢修需要而拆移的扶手、欄桿、防護(hù)罩等安全設(shè)施要恢復(fù)正常。
3、檢修所用的工器具應(yīng)搬走,腳手架、臨時(shí)電源、臨時(shí)照明設(shè)備等應(yīng)及時(shí)拆除。
4、檢修作業(yè)完工后,應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整理,及時(shí)清除垃圾、廢料,做到“工完、料盡、場(chǎng)地清”,為正常生產(chǎn)創(chuàng)造安全條件。
第十三條 本規(guī)程自公布之日起執(zhí)行。
安全生產(chǎn)部
2011-12-27
第三篇:靜電部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
篇一:靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目的:
1、通過用身邊物品進(jìn)行靜電實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證生活中靜電的存在。
2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。
3、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)和初步探究能力。
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
氣球、線繩、塑料條、報(bào)紙、鉛筆。
三、教學(xué)時(shí)間:1課時(shí)
四、教學(xué)過程:
(一)教學(xué)導(dǎo)入:
秋冬季節(jié),當(dāng)我們脫下毛衣時(shí),會(huì)聽到噼里啪啦的聲音,皮膚還會(huì)感到麻麻的刺痛。如果在晚上,關(guān)掉電燈,你還會(huì)看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢?有的同學(xué)以猜到了,這時(shí)靜電在作怪。
(二)學(xué)習(xí)新課:
一、實(shí)驗(yàn)一:聽話的塑料條
①拿出課前準(zhǔn)備好的塑料條。
②一只手捏住兩條塑料條的一端,另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間,連續(xù)用力向下摩擦2——3次。
③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開?
④、此時(shí),把手掌放在分開的塑料條的中間,分開的塑料條向手掌靠 攏,迅速抽出手掌,兩條塑料條又分開了。
思考、觀察:是什么使塑料條運(yùn)動(dòng)?用手指摩擦塑料條的作用是什么?
二、實(shí)驗(yàn)二,粘在雙肩上的氣球。
1、吹起兩只氣球,用線繩把氣球口扎緊。
2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂,觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會(huì)互相排斥而分開嗎?
3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上,兩只氣球可以粘在毛衣上嗎?
三、實(shí)驗(yàn)三,貼在墻上 的報(bào)紙
1、展開a四紙大小的報(bào)紙,平鋪在墻上。
2、用鉛筆的側(cè)面迅速在報(bào)紙上摩擦幾下,報(bào)紙就像粘在墻上一樣。
3、掀起報(bào)紙的一角,然后松開手,被掀起的報(bào)紙角,會(huì)被墻壁吸回去。
4、總結(jié)思考:在實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三中,是什么原因使得氣球和報(bào)紙粘在物體上?以你的經(jīng)驗(yàn),這種粘合劑是什么?
四、探索發(fā)現(xiàn)
當(dāng)兩個(gè)不同材料的物體互相摩擦,一個(gè)物體上的一些電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,這兩個(gè)物體帶上了不同種類的電荷,這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)中,相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷,而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。
五、探索延伸
說出以下幾種做法,哪些做法是“防”靜電,哪些是“放”靜電?
1、選用純棉衣料的衣服,2、當(dāng)看完電視或電腦以后,馬上洗臉洗手;
3、用加濕器給室內(nèi)加濕,或在室內(nèi)養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花;
4、脫衣前,先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。篇二:《“靜電”小實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)
《“靜電”小實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)
河北區(qū)光明小學(xué)王建華
篇三:靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索
靜電實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索
[摘要] 靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。敘述了靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn),分析影響實(shí)驗(yàn)成功的各種因素,討論了在實(shí)踐中抓住主要矛盾是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的關(guān)鍵。[關(guān)鍵詞] 靜電 靜電實(shí)驗(yàn) 靜電產(chǎn)生
靜電實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分,而且屬于較難在課堂上駕御的物理演示實(shí)驗(yàn),原因是影響靜電實(shí)驗(yàn)成敗因素頗多。因此,就要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點(diǎn),又要在實(shí)踐中研究靜電實(shí)驗(yàn)的規(guī)律,分析影響實(shí)驗(yàn)的各種因素,抓住主要矛盾,有針對(duì)性地解決問題。方能在一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下,把握試驗(yàn)關(guān)鍵,確保靜電實(shí)驗(yàn)成功。
一、靜電研究的歷史
古代人們對(duì)自然界中的各種電現(xiàn)象,不了解他們內(nèi)在的聯(lián)系,認(rèn)為它們是各不相干的。有些現(xiàn)象實(shí)在無法解釋,只能求助于神的力量。16世紀(jì)英國御醫(yī)吉爾伯特是第一個(gè)比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象的人,吉爾伯特的工作停留在定性的階段,進(jìn)展不快。1752年,美國社會(huì)活動(dòng)家富蘭克林用風(fēng)箏將雷電引下來,把“天電”收集到萊頓瓶中,從而弄明白“天電”和“地電”原來是一回事。18世紀(jì)后期,貝內(nèi)特發(fā)明驗(yàn)電器,這種儀器一直沿用到現(xiàn)在。它可以近似地測(cè)量一個(gè)物體上所帶的電量。另外,庫侖發(fā)明了扭秤,用它來測(cè)量靜電力,推導(dǎo)出了庫侖定律。科學(xué)家使用了驗(yàn)電器和扭秤以后,靜電現(xiàn)象的研究工作就從定性走到了定量的道路。經(jīng)過長(zhǎng)期對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和研究,人們對(duì)靜電現(xiàn)象有了一定程度的認(rèn)識(shí)。但是對(duì)電的本質(zhì)問題,一直到研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)后,才算比較清楚。
二、靜電中的電荷本質(zhì)
電荷本身不是物質(zhì),但電荷與物質(zhì)不可分離,自然界不存在脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在的電荷,電荷是物質(zhì)的固有屬性之一,它有正電荷與負(fù)電荷兩種,同種電荷相排斥,異種電荷相吸引。導(dǎo)體上所帶的電荷是可以自由移動(dòng)的自由電荷,以傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)電荷的轉(zhuǎn)移;而絕緣體帶電情況與導(dǎo)體帶電情況大不相同,絕緣體所帶的電荷是以束縛電荷的形式出現(xiàn),不能以傳導(dǎo)方式轉(zhuǎn)移,而是以放電形式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。所以,帶電的絕緣體與導(dǎo)體接觸后,導(dǎo)體上所得到的電荷是通過放電形式轉(zhuǎn)移而來的,即金屬中的電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,從金屬表面逸出,導(dǎo)體表面電荷集中部分最易發(fā)生這種現(xiàn)象。我們通過接觸可以實(shí)現(xiàn)絕緣體與帶電體上電荷的轉(zhuǎn)移,但其本質(zhì)上不是傳導(dǎo)而是放電,這個(gè)問題的正確理解,有助于我們理論上正確分析靜電產(chǎn)生的原因。通常物體由原子組成,原子中有帶正點(diǎn)的原子核和帶負(fù)電的電子,由于正、負(fù)電荷相等,一般物體呈中性而不帶電。
第四篇:靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
靜電小實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目的:
1、通過用身邊物品進(jìn)行靜電實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證生活中靜電的存在。
2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。
3、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)和初步探究能力。
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
氣球、線繩、塑料條、報(bào)紙、鉛筆。
三、教學(xué)時(shí)間:1課時(shí)
四、教學(xué)過程:
(一)教學(xué)導(dǎo)入:
秋冬季節(jié),當(dāng)我們脫下毛衣時(shí),會(huì)聽到噼里啪啦的聲音,皮膚還會(huì)感到麻麻的刺痛。如果在晚上,關(guān)掉電燈,你還會(huì)看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢?有的同學(xué)以猜到了,這時(shí)靜電在作怪。
(二)學(xué)習(xí)新課:
一、實(shí)驗(yàn)一:聽話的塑料條 ①拿出課前準(zhǔn)備好的塑料條。
②一只手捏住兩條塑料條的一端,另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間,連續(xù)用力向下摩擦2——3次。③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開?
④、此時(shí),把手掌放在分開的塑料條的中間,分開的塑料條向手掌靠攏,迅速抽出手掌,兩條塑料條又分開了。
思考、觀察:是什么使塑料條運(yùn)動(dòng)?用手指摩擦塑料條的作用是什么?
二、實(shí)驗(yàn)二,粘在雙肩上的氣球。
1、吹起兩只氣球,用線繩把氣球口扎緊。
2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂,觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會(huì)互相排斥而分開嗎?
3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上,兩只氣球可以粘在毛衣上嗎?
三、實(shí)驗(yàn)三,貼在墻上的報(bào)紙
1、展開A四紙大小的報(bào)紙,平鋪在墻上。
2、用鉛筆的側(cè)面迅速在報(bào)紙上摩擦幾下,報(bào)紙就像粘在墻上一樣。
3、掀起報(bào)紙的一角,然后松開手,被掀起的報(bào)紙角,會(huì)被墻壁吸回去。
4、總結(jié)思考:在實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三中,是什么原因使得氣球和報(bào)紙粘在物體上?以你的經(jīng)驗(yàn),這種粘合劑是什么?
四、探索發(fā)現(xiàn)
當(dāng)兩個(gè)不同材料的物體互相摩擦,一個(gè)物體上的一些電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,這兩個(gè)物體帶上了不同種類的電荷,這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)中,相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷,而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。
五、探索延伸
說出以下幾種做法,哪些做法是“防”靜電,哪些是“放”靜電?
1、選用純棉衣料的衣服,2、當(dāng)看完電視或電腦以后,馬上洗臉洗手;
3、用加濕器給室內(nèi)加濕,或在室內(nèi)養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花;
4、脫衣前,先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。
第五篇:《靜電現(xiàn)象》教學(xué)設(shè)計(jì)
《靜電現(xiàn)象》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)與技能:
1.知道分子不是微觀粒子的最小單元,分子是由原子組成的,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)分子的構(gòu)成,分類。
2.知道生活中有很多靜電現(xiàn)象,通過摩擦等方式可以使物體帶電。帶同種電荷的物體相互排斥,帶異種電荷的物體相互吸引。
3.通過摩擦起電實(shí)驗(yàn),知道摩擦起電的實(shí)質(zhì),認(rèn)識(shí)到原子也不是組成物質(zhì)的最小單元,原子還可以由更小的粒子組成。
二、過程與方法:
1、從摩擦可以使物體產(chǎn)生靜電的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn),物體帶兩種電荷的平衡狀態(tài)在外力作用下會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,呈現(xiàn)帶電狀態(tài)。
2、能在觀察到帶電物體互相排斥或互相吸引現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理,發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。能對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋。
三、情感態(tài)度:
1、在探究生活中自然現(xiàn)象的過程發(fā)展探索科學(xué)奧秘的興趣。
2、進(jìn)一步培養(yǎng)實(shí)事求是,認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn):帶同種電荷的物體相互排斥,帶異種電荷的物體相互吸引。
教學(xué)難點(diǎn):會(huì)解釋摩擦起電的原因。原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立。【教學(xué)過程】
一、引入:
1.物質(zhì)是由大量的分子組成的,那分子是不是最小的呢?還可不可以再分?
2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)分子是由原子構(gòu)成的,由不同原子構(gòu)成的分子稱為化合物分子。如水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的。由相同原子構(gòu)成的分子稱為單質(zhì)分子。原子是由分子構(gòu)成的,那么原子可以再分嗎?
二、新課: 活動(dòng):摩擦起電
將手邊的塑料尺在自己聰明的腦袋上多摩擦幾下,之后靠近小紙屑,你看到了什么現(xiàn)象?
[摩擦起電實(shí)驗(yàn)]:
1.(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒可以吸引小紙屑
(2)用毛皮摩擦過的橡膠棒可以吸引小紙屑
從剛才的實(shí)驗(yàn)可以看出什么?(摩擦可以使原來不帶電的物體帶電)結(jié)論:帶靜電的物體可以吸引___________________的物體。活動(dòng):兩種電荷
2.進(jìn)一步研究靜電現(xiàn)象——兩種電荷
通過摩擦使物體帶電,它們的性質(zhì)是否都相同呢?
將兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近,你會(huì)看到什么現(xiàn)象? 將兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近,你會(huì)看到什么現(xiàn)象?
將用絲綢摩擦過的玻璃棒與用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近,你會(huì)看到什么現(xiàn)象?
得出:兩種電荷:______________。
把被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫____電荷。把被毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫____電荷。同種電荷相互_______,異種電荷相互________。
解釋前面的靜電現(xiàn)象:如:絲綢摩擦過的玻璃棒可以吸引小紙屑,絲綢帶負(fù)電荷,玻璃棒帶正電荷,互相靠近時(shí)產(chǎn)生互相吸引的現(xiàn)象,所以可以吸引小紙屑。3.[提問](1)生活中還有哪些例子與此類似呢?
活動(dòng)1:投影一盒碎紙屑,師出示一把塑料梳子,問:將這把塑料梳子靠近碎紙屑,可能有什么現(xiàn)象發(fā)生?(如果效果不明顯,可以反復(fù)多梳幾下);
活動(dòng)2:如果用梳過頭發(fā)的塑料梳子去靠近剛剛梳過的頭發(fā),又會(huì)有什么現(xiàn)象呢? ①脫帽時(shí)頭發(fā)飄起來②手觸碰到靜電球時(shí)頭發(fā)會(huì)豎起來③云層碰撞時(shí)產(chǎn)生的閃電等等 提出問題:既然原子是不顯電性的,為什么摩擦能起電呢? 原子構(gòu)成初步及對(duì)摩擦起電的解釋
指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本,學(xué)生閱讀書中P30,第二段文字內(nèi)容回答下列問題:
1、原子的構(gòu)成是怎樣的?
2、電子和原子核都帶電,那為什么我們平時(shí)在拿物體的時(shí)候沒有觸電的感覺呢?
3、摩擦起電的實(shí)質(zhì)是什么?
原子是由帶負(fù)電的電子和帶正電的原子核構(gòu)成的。
原子核所帶的正電荷與電子所帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等,正負(fù)電荷相互抵消,所以原子呈電中性,所以原子構(gòu)成的物體也呈電中性。
不同的原子核對(duì)電子的束縛能力不同,兩個(gè)物體摩擦?xí)r,哪個(gè)物體的原子核對(duì)電子的束縛能力差就失去電子,反之就得到電子,失去電子的帶正電,得到電子的帶負(fù)電。其實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。
原子內(nèi)部正負(fù)電荷數(shù)量相等,相互抵消,所以物體不顯示帶電
但是當(dāng)物體受到外界影響,例如摩擦?xí)r,物體表面的電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,使正負(fù)電荷數(shù)不一樣,物體就顯示帶電了。并且互相摩擦的物體顯示的電荷會(huì)不一樣,一個(gè)顯示正電荷,另一個(gè)就顯示負(fù)電荷。
進(jìn)一步使學(xué)生知道絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒經(jīng)過摩擦之后就會(huì)失去電子,從而帶上正電,而絲綢得到玻璃棒的電子帶負(fù)電;用毛皮去摩擦橡膠棒,橡膠棒經(jīng)過摩擦?xí)玫诫娮樱瑥亩鴰ж?fù)電,而毛皮失去了電子帶正電。
使學(xué)生得出:[結(jié)論](1)物質(zhì)得失電子的能力與________對(duì)電子的束縛能力有關(guān)(2)摩擦起電的原因:電子從一個(gè)物體_____到另一個(gè)物體
三、小結(jié):1.用摩擦的方式使物體帶電,叫做摩擦起電。
2.兩種電荷:把被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫正電荷。把被毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負(fù)電荷。
3.同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
4.摩擦起電的原因:電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
四、課堂練習(xí)
1.平常所說的“摩擦起電”并不是創(chuàng)造了電,只是依靠摩擦,使,得到電子的物體帶 電,失去電子的物體帶 電,并且相互摩擦的兩個(gè)物體同時(shí)帶上了 電荷。
2.經(jīng)摩擦過的絕緣體能夠,人們就說它帶了“電”,或者說帶了電荷,用摩擦的方法使物體帶電,叫做。
3.大量實(shí)驗(yàn)表明,不同材料的物體相互摩擦所帶的電荷都只有 種,一種是跟被絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷相同稱為,一種是跟被毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷相同稱為。
4.電荷間的相互作用規(guī)律:同種電荷互相,異種電荷互相。
5.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),分子是由 構(gòu)成的,而原子是由帶負(fù)電荷的 和帶正電荷的 構(gòu)成的.通常的物體不帶電的原因是.6.平常所說的“摩擦起電”并不是創(chuàng)造了電,只是依靠摩擦,使,得到電子的物體帶 電,失去電子的物體帶 電,并且相互摩擦的兩個(gè)物體同時(shí)帶上了 電荷。
7.毛皮與塑料尺摩擦,由于毛皮的原子核對(duì)核外電子的束縛能力較弱,所以結(jié)果是()A 塑料尺得到電子帶負(fù)電 B 塑料尺失去電子帶正電 C 毛皮得到電子帶負(fù)電 D 毛皮失去電子帶負(fù)電 8.下列現(xiàn)象中,不屬于摩擦起電的有()
A.將被毛皮摩擦過的塑料棒靠近碎紙屑,紙屑被吸起 B.在干燥的天氣中脫毛線衣時(shí),會(huì)聽到輕微的噼啪聲
C.用干燥的毛刷刷毛料衣服時(shí),毛刷上吸附有許多細(xì)微的臟物 D.把鋼針沿著磁鐵摩擦幾次,鋼針就能吸引鐵屑
9.兩個(gè)完全相同的極輕小球,其中一個(gè)帶電,另一個(gè)不帶電,將兩球靠近時(shí),所發(fā)生的現(xiàn)象是()
A.帶電小球向不帶電小球靠近B.不帶電小球向帶電小球靠近C.兩小球互相靠近D.兩小球互相排斥 10.關(guān)于電中性的說法正確的是(). A.正負(fù)電荷抵消 B.原子內(nèi)正負(fù)電荷相等 C.正負(fù)電荷轉(zhuǎn)移 D.得失電子
11.下列現(xiàn)象中,不屬于摩擦起電的有(). A.將被毛皮摩擦過的塑料棒靠近碎紙屑,紙屑被吸起 B.在干燥的天氣中脫毛線衣時(shí),會(huì)聽到輕微的噼啪聲
C.用干燥的毛刷刷毛料衣服時(shí),毛刷上吸附有許多細(xì)微的臟物 D.把鋼針沿著磁鐵摩擦幾次,鋼針就能吸引鐵屑
12.兩個(gè)完全相同的極輕小球,其中一個(gè)帶電,另一個(gè)不帶電,將兩球靠近時(shí),所發(fā)生的現(xiàn)象是().
A.帶電小球向不帶電小球靠近B.不帶電小球向帶電小球靠近C.兩小球互相靠近D.兩小球互相排斥
六、教學(xué)反思