時間：2023-05-30 10:34:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇交變電流，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.教學目標：
1.1知識與技能目標：
（2）知道不同的交流的變化規律不同，會用圖象表示交流電的變化規律。
（3）知道什么是正弦交流電，能用數學表達式表示正弦交流電。
（4）理解瞬時值、峰值的概念，會用圖象或表達式求瞬時值和峰值。
1.2過程與方法目標：
2）實驗并觀察
①閉合開關K，滑動觸頭P由b端慢慢向a端滑動，同時觀察電壓表的示數達到1V時停止向a端移動。
②接著把滑動觸頭P慢慢滑到b端，觀察電壓表示數應由1V減小到0V。
③斷開開關K，交換電源結線柱，改變電源極性，同時連接電壓表的兩根線也要交換。
④重復①、②再做一次。如果有時間，反復多做幾次做。
在上述實驗過程中，從總體上來說，加在電阻R的電壓就是交流電壓，由所學知識知道，流過R的電流也是交流電流，這種交流電壓或交流電流，統稱為交流電。
（3）交流電大小的變化
通過上面的實驗，抽學生說說他對大小變化的認識。學生回答應是"先增大后減小"。老師總結提升：同學們在實驗中，控制R上的電壓時，能不能按照一定的規律控制，比如"先均勻增大，后均勻減小"，讓電壓成線性規律變化；同學們還可想想，變化規律是很多的，所以交流電也是很多種的，但最基本、最常用的是按正弦規律變化的，叫正弦交流電。
（4）交流電方向的變化
抽學生說說他對方向變化的認識，回答可能是"交換了電源極性"、電壓表的接線柱也要跟著交換、等等。老師總結提升：對于交流電方向的變化，應分電源、電壓、電流三種來分別認識。電源方向的變化，同學們等效為交換電源極性是很正確的，但為了好表示，常常把某個方向是電源正極時規定為"正"，方向交換后就為"負"，再一交換回來又是"正"，就這樣正負交換著。仿照老師的說法，同學們再想電壓、電流方向具體又是怎樣變化的呢？原來，電壓方向的改變是電阻R兩端的電勢高低的交換，電流方向的改變，是電流流動方向的改變，并且也可用正負來表示。
（5）交流電的圖象
在本節課的實驗中，假如同學們控制的電壓，是隨時間均勻增大和均勻減小的，且增大、減小的時間分別都是2秒，最大值是1伏特，第一次開始增大時開始計時，交換電源、電壓表極性的時間不計，自己選定正方向，用橫軸表示時間，縱軸表示電壓，請畫出這種電壓的變化圖象應如（圖二）。讓學生自己畫，并對畫錯了的進行糾正，最有可能的錯誤是：只有正值，這就表示方向沒有變化，就不是交流電了，是直流電。所以交流電是大小、方向隨時間變化的電。
4.3小結
（1）交流電；
大小、方向隨時間變化的電動勢、電壓、電流，叫做交流電，常見的是正弦式交流電。
（2）交流電的圖象：抽學生畫出正弦式交流電的圖象。
交變電流：
1、交變電流的產生：線圈在磁場中勻速轉動，若線圈從中性面(線圈平面與磁場方向垂直)開始轉動，
其感應電動勢瞬時值為：e = Em sinωt ,其中 感應電動勢值：Em = nBSω .
2 、正弦式交流的有效值：E = ;U = ; I =
(有效值用于計算電流做功，導體產生的熱量等;而計算通過導體的電荷量要用交流的平均值)
3 、電感和電容對交流的影響：
① 電感：通直流，阻交流;通低頻，阻高頻
② 電容：通交流，隔直流;通高頻，阻低頻
③ 電阻：交、直流都能通過，且都有阻礙
知識目標
1、理解為什么電感對交變電流有阻礙作用．
2、知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關．
3、知道交變電流能通過電容器．知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用．
4、知道用容抗來表示電容對交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關．
能力目標
使學生理解如何建立新的物理模型而培養學生處理解決新問題能力．
情感目標
1、通過電感和電容對交流電的阻礙作用體會事物的相對性與可變性．
2、讓學生充分體會通路與斷路之間的辯證統一性．
3、培養學生尊重事實，實事求是的科學精神和科學態度．
教學建議
教材分析
本節著重說明交流與直流的區別，有利于加深學生對交變電流特點的認識．教學重點突出交流與直流的區別，不要求深人討論感抗和容抗的問題．可結合學校的實際情況，盡可能多用實驗說明問題，不必在理論上進行討論．
教法建議
1、根據電磁感應的知識，學生不難理解感抗的概念和影響感抗大小的因素．教學中要注意適當復習或回憶已學過的有關知識，讓學生自然地得出結論．這樣既有利于理解新知識，又可以培養學生的能力，使學生學會如何把知識聯系起來，形成知識結構，進而獨立地獲取新知識．
2、對交變電流可以"通過"電容器的道理，課本用了一個形象的模擬圖，結合電容器充、放電的過程加以說明，使學生有所了解即可．對于容抗的概念和影響容抗大小的因素，課本是直接給出的，讓學生知道就可以了，不要作更深的討論．
3、本節最后，結合實際說明了電容的廣泛存在，可以適當加以擴展和引伸，以開闊學生思路和引導學生在學習中注意聯系實際問題．
教學設計方案
電感和電容對交變電流作用
教學目的：
1、了解電感對電流的作用特點．
2、了解電容對電流的作用特點．
教學重點：電感和電容對交變電流的作用特點．
教學難點：電感和電容對交變電流的作用特點．
教學方法：啟發式綜合教學法
教學用具：小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源．
教學過程：
一、引入：
在直流電流電路中，電壓、電流和電阻的關系遵從歐姆定律，在交流電路中，如果電路中只有電阻，例如白熾燈、電爐等，實驗和理論分析都表明，歐姆定律仍適用．但是如果電路中包括電感、電容，情況就要復雜了．
二、講授新課：
1、電感對交變電流的作用：
實驗：把一線圈與小燈泡串聯后先后接到直流電源和交流電源上，觀察現象：
現象：接直流的亮些，接交流的暗些．
引導學生得出結論：接交流的電路中電流小，間接表明電感對交流有阻礙作用．
為什么電感對交流有阻礙作用？
引導學生解釋原因：交流通過線圈時，電流時刻在改變．由于線圈的自感作用，必然要產生感應電動勢，阻礙電流的變化，這樣就形成了對電流的阻礙作用．
實驗和理論分析都表明：線圈的自感系數越大、交流的頻率越高，線圈對交流的阻礙作用就越大．
應用：日光燈鎮流器是繞在鐵芯上的線圈，自感系數很大．日光燈起動后燈管兩端所需的電壓低于220V，燈管和鎮流器串聯起來接到電源上，得用鎮流器對交流的阻礙作用，就能保護燈管不致因電壓過高而損壞．
2、交變電流能夠通過電容
實驗：把白熾燈和電容器串聯起來分別接在交流和直流電路里．
現象：接通直流電源，燈泡不亮，接通交流電源，燈泡能夠發光．
結論：直流不能通過電容器．交流能通過交流電．
引導學生分析原因：直流不能通過電容器是容易理解的，因為電容器的兩個極板被絕緣介質隔開了．電容器接到交流電源時，實際上自由電荷也沒有通過兩極間的絕緣介質，只是由于兩極板間的電壓在變化，當電壓升高時，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當電壓降低時，電荷離開極板，形成放電電流．電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，表現為交流“通過”了電容器．
學生思考：
使用220V交流電源的電氣設備和電子儀器，金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣，但是有時候用手觸摸外殼仍會感到“麻手”，用試電筆測試時，氖管發光，這是什么？:
原因：與電源相連的機芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個極板，電源中的交變電流能夠通過這個“電容器”．雖然這一點“漏電”一般不會造成人身危險，只是為了在機身和外殼間真的發生漏電時確保安全，電氣設備和電子儀器的金屬外殼都應該接地．
3、電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導線、無件、機殼間．有時候這種電容的影響是很大的，當交變電流的頻率很高時更是這樣．同樣，感也不僅存在于線圈中，長距離輸電線的電感和電容都很大，它們造成的電壓損失常常比電阻造成的還要大．
總結：
關鍵詞：電磁爐；磁導率；電導率；渦流
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）8-0058-3
《渦流》一節出自人教版高中物理選修3-2第四章的第七節。在學習《渦流》這節內容時，很多老師會舉電磁爐的例子，電磁爐是渦流的典型應用，且對于學生理解渦流的原理及應用有重要價值。從理論上來講，當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體都會產生渦流，然而對于電磁爐來講，并不是任何金屬的鍋具都能完成加熱食物的目的，如鋁鍋便不能在電磁爐上正常使用。本文將以鋁和鐵兩種金屬材料為例，通過定量計算的形式來對電磁爐鍋具材料選用的原因進行探討。
電磁爐的主要結構包括：功率板、主機板、線圈盤1架、風扇馬達等。其結構如圖1所示：
其工作原理是：通過電子線路板組成部分產生交變電場，由交變電場產生交變磁場，當金屬鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部的金屬部分產生交變的電流，即渦流。渦流使鐵原子高速無規則運動，原子相互碰撞、摩擦而產生熱能使炊具本身自行高速發熱，用來加熱和烹飪食物，從而達到煮食的目的。[1]
如圖2所示，在柱形鐵芯上繞有線圈，當線圈中通上交變電流時，柱狀鐵芯片就處在交變的磁場中，通過鐵芯的磁通量在不斷變化，所以產生感應電流。從鐵芯的上端俯視，電流的流線呈閉合的旋渦狀，因而這種感應電流叫做渦電流，簡稱渦流。由于大塊鐵芯的電阻很小，因此渦流可以非常大。強大的渦流在鐵芯內流動時，電能轉化為內能，從而釋放出大量的焦耳熱，使鐵芯的溫度升高。渦流通過金屬將電能轉換成熱能的現象叫做渦流的熱效應。
電磁爐的加熱原理圖如圖3所示。
從原理上來看，凡是金屬鍋具便都能在電磁爐上正常使用。然而，事實并非如此。電磁爐一般都有配備的鍋具，大多數是鐵鍋或者是不銹鋼等鐵磁性材料，而其他非磁性材料或弱磁性材料制成的鍋具（如鋁鍋），放到電磁爐上的時候，電磁爐是不能正常使用的。其具體原因探討如下。
影響渦流大小的原因有：磁場的變化方式、導體的幾何形狀、導體的磁導率、電導率等因素。首先可以明確的是，同一個電磁爐的同一個檔位下，電磁爐中交變電流產生的感應磁場都是基本相同的，與此同時，鍋的形狀也是大同小異，所以對渦流的大小產生的影響微乎其微。那么，電磁爐上影響鍋具使用的原因便集中于材料的電導率和磁導率了。
綜上所述，磁導率才是影響渦流大小的主要原因，鋁、銅、陶瓷等弱磁性材料或非磁性材料由于相對磁導率較小，不能將交變電場放大，以至于產生的渦流較小，產生的熱量也遠遠小于金屬鐵等鐵磁性材料所產生的熱量，所以并非理想的電磁爐用具的選擇。
渦流的研究十分復雜，至今仍未有確定的公式來表示在一定的磁場強度B下產生的渦流的大小，由于所研究問題的重點在于不同材料的磁導率下所產生的渦流的大小之間的比較，所以，可以定量比較某一微小時段內單位面積下的感應電場相應產生渦流的大小，將其近似看作穩恒電流，從而方便比較。理論上，無論是鐵磁性材料還是弱磁性材料都能在交變磁場中產生渦流，但由于如金屬鋁、銅等這樣的弱磁性材料的磁導率較小，在現實生活中難以使用，而非磁性材料更是無法使用。理論與實際總會有偏差，所以將理論的產品投放到現實中前，需要實驗來檢驗。
《渦流》這節內容在“楞次定律”等重要的知識點之后學習，作為一個電磁感應方面相關知識的應用與提高，因此在平時的教學中往往不被教師重視。筆者認為，本節知識的原理雖然不難，但是可以很好地成為學生將學到的知識與身邊生活相聯系的載體，有助于培養學生的科學探究精神。生活中的諸多現象其原理歸根究底是物理問題，通過有效的分析可以明確其中的關系，留意生活中的現象，用物理中的知識解釋出來，知道其中的原理，可以利用到其他地方，從而實現“從生活走向物理，從物理走向生活”的理念。
參考文獻：
[1]唐冬梅.渦流和電磁爐[J].物理教學，2011（4）：66―67.
[2]劉勇利.一般的電磁爐怎樣拆裝[J].家電檢修技術，2011（19）：45.
[3]于亞婷.與被測材料無關的電渦流傳感器基礎理論與實現方法的研究[D].成都：電子科技大學博士學位論文，2007.
例題：如圖1所示，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關，U為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則（ ）
A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大
B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小
C.保持U1不變，k合在a處，使p上滑，I1將增大
D.保持p的位置不變，k合在a處，若U1增大，I1將增大
解析：當k由a合到b時，原線圈減小，由于電壓之比等于匝數比，所以輸出電壓增大，根據部分電路歐姆定律可知，輸出電流I1增大，選項A正確；k由b合到a時，輸出電壓減小，副線圈電阻不變，R消耗的功率減小，選項B正確；上滑時，副線圈的電阻增大，而輸出電壓不變，所以輸出電流減小 ，由于電流之比等于匝數的反比，所以輸入電流減小，選項C錯誤；若增大，匝數比不變輸出電壓增大，輸出電流也增大，因此也增大，選項D正確，答案選ABD。
變式一：如圖2所示，一理想變壓器原、副線圈匝數比為n1：n2=2：1，圖中三個白熾燈的規格完全相同，接線電阻不計，開關閉合后（ ）
A.通過L1的交變電流頻率大于通過L2、L3的交變電流的頻率
B.繞制原線圈的導線比繞制副線圈的導線細
C.當L1正常發光時，L2、L3一定也正常發光
D.當斷開S時，L1和L2的亮度不變
解析：變壓器原、副線圈中交變電流頻率相等都等于輸入電壓的頻率，選項A錯誤；因原線圈是高壓線圈，通過的電流小，可以用細導線繞制，選項B正確；當L1正常發光時，副線圈輸出電流的電流是電燈額定電流的兩倍，額定電流，L1、L2都正常發光，選項C正確；當開關S斷開時，副線圈中的電阻發生變化，副線圈中的電流也發生變化，原線圈中的電流也發生變化，所以L1和L2的亮度都發生變化，選項D錯誤，答案選BC。
變式二：如圖3所示，理想變壓器的原線圈與白熾燈A串聯后加上交變電壓U1，副線圈兩端電壓為U2，接有B、C兩個完全相同白熾燈，A、B、C三個完全相同的白熾燈且均正常發光，則U1：U2為（ ）
A.4：1 B.3：1 C.2：1 D.1：1
解析：A、B、C三個白熾燈均正常發光時，設每個燈的額定電流為I，則副線圈中的電流為I2=2I，原線圈中的電流為I1=I，由電流與匝數間的關系可知原、副線圈的匝數比為n1：n2=2：1；根據電壓與匝數的關系可知輸入電壓是輸出電壓的2倍，而U1=Uab+U2，所以U1是副線圈兩端電壓的三倍，選項B正確，答案選B。
點評：由以上實例分析可知解決變壓器問題要掌握好幾種關系為：
（1）電壓關系：變壓器原、副線圈的電壓之比為：；當變壓器有多個副繞組時==??? ???
（2）電流關系：只有一個副繞組的變壓器=；若變壓器有多個副繞組，n1I1=n2I2+n3I3+??? ???
（3）功率關系：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率p1=p2；若變壓器有多個副繞組，p1=p2+p3+??? ???
（4）制約關系
電壓制約：變壓器原、副線圈的匝數比一定，輸出電壓由輸入電壓決定，即“原制約副”。
電流制約：變壓器原、副線圈的匝數比一定，輸入電壓一定時，原線圈中的電流由副線圈中的輸出電流決定（副線圈的電流與負載有關），即“副制約原”。
功率制約：變壓器原、副線圈的匝數比一定，輸出功率決定輸入功率，（變壓器副線圈中的功率與負載有關）。
1、原因：銅線越多，電阻越高，通電后熱量越高；
2、電磁爐的原理是電磁感應現象，即利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場，處于交變磁場中的導體的內部將會出現渦旋電流；
3、這是渦旋電場推動導體中載流子運動所致；
4、渦旋電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱；
5、電磁爐利用電磁輻射對鍋具進行加熱，普通的電磁爐在工作時線圈盤產生的電磁輻射除了給爐面上的鍋體加熱；
6、還有一部分電磁輻射會從電磁爐體內和鍋體向往泄放，而產生人們所說的外泄電磁輻射，這部分電磁輻射就是危害人體健康的電磁輻射源。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：變電站二次電纜抗干擾
0 引 言
短路接地故障、一二次回路操作、雷擊以及高能輻射等，都可能在變電站的二次回路上產生電磁干擾，使接在二次回路上的繼電保護裝置誤動作或遭受損壞。干擾電壓可通過交流電壓及電流測量回路、控制回路或直接輻射等多種途徑竄入設備中，目前已被人們廣泛認定的干擾方式主要分為外部干擾和內部干擾兩個方面：外部干擾包括了高壓開關操作、雷電、短路故障、電暈放電、高電壓大電流的電纜和設備向周圍輻射電磁波、高頻載波、對講機等輻射干擾源，及附近電臺、通信等產生的電磁干擾、靜電放電等。內部干擾是由自動化系統的結構、元件布置和生產工藝等決定的。主要有雜散電感、電容引起的不同信號感應，長線傳輸造成的波反射、寄生振蕩和尖峰信號引起的干擾等。
1 主要干擾源的分析
(1)交變磁場干擾：在發電廠及變電站電氣設備(如發電機、變壓器、有大電流通過的強電電纜)的周圍都有很強的交變磁場。在交變磁場里面的二次設備，包括線路、網絡都會因受到它感應而形成干擾。交變磁場干擾是發電廠及變電站中最常見的干擾；
(2)對地電位差干擾：在電力網中，輸電導線對大地的容性電流或者電氣設備對地絕緣不良，都會對地產生不穩定的漏電流；利用大地作為電氣接地線，也會產生較大的地電流。地電流在大地中流動會產生壓差，在發電廠及變電站的地面內形成電位差，使電纜兩端接地芯和屏蔽層產生電流形成干擾。如果二次設備接地地點選擇不當，漏電流會使各點之間存在電壓差，使二次設備產生不定因素的故障；
(3)自然干擾：自然干擾是指大自然現象所引起的干擾以及來自宇宙的電磁波輻射干擾，如雷電、大氣低層電場的變化、電離層變化等，其中雷電干擾較為嚴重；
(4)導線相互耦合干擾：在發電廠及變電站內存在有大量的導線，包括一次電纜、二次電纜、裝置內部的布線等，導線之間的相互耦合，一般可以分為：同一電路板內電路間的耦合，一次與二次之間的耦合，從性質上看，這些耦合是電場耦合或磁場耦合。它是干擾二次設備工作的原因之一；
(5)電源干擾：許多二次設備采用高效率、小尺寸的開關直流穩壓電源，如果濾波電容上積累的能量使端電壓的某一值不能保證設計要求的電壓值時，會被裝置判斷為斷電或故障，引起裝置閉鎖而誤動或拒動。
2 二次電纜抗干擾措施
2.1 硬件抗干擾措施
在硬件上將干擾源盡可能屏蔽掉，二次設備的外殼直屏蔽接地，裝置的活動部分也要可靠連接，比如柜門、機箱蓋板等應與接地點可靠導通，保證有良好的電氣連接，地板可裝防靜電地板。
2.2 裝置的接地點應可靠
正確的接地既可以有效的抑制系統外來干擾，又能降低設備本身對外界的干涉。在實際中由于接地不良或方法錯誤造成設備異常運行甚至損壞的事例很多，因此接地必須慎重。正確選擇接地、接零與“浮置”。
2.3 對電源系統采取的抗干擾措施
為了保證二次設備可靠運行，對電源可采取以下的抗干擾措施：
a、要保證供電電壓波形穩定，可使用UPS來穩定工作電源，并盡可能使用變電站的直流電源；b、采用變壓器隔離；c、使輸出回路盡可能短，使用的電纜芯不能過小和適當增加電纜芯的截面，以減小壓降。
2.4 二次回路的抗干擾措施
a、正確安裝電纜的屏蔽層，使用帶銅屏蔽層的控制電纜，并將屏蔽層在現場和控制室兩端同時接地，通訊電纜的屏蔽層應正確可靠接地；b、弱信號導線不得與強電導線共用電纜橋架，應將它們分開排放；c、交直流回路應分開排放，防止造成相互干擾，或因電纜芯絕緣下降造成短路，使交流電壓傳入直流回路，燒壞設備的電源模塊或輸入部件等；d、控制信號線盡量遠離各種動力線、高壓線；e、為二次設備和二次電纜敷設專用接地銅排，消除對地電位差干擾；f、電流互感器、電壓互感器的二次回路應保證接地；h、可在信號輸入端加裝無源濾波器，削弱竄入的干擾信號。
2.5 二次設備的軟件抗干擾措施
二次設備采取的軟件抗干擾措施就是通過各種數字濾波把采集到的干擾信號消除或削弱。數字濾波是通過程序實現的，所以在設備選型時就應該考慮，它無需增加硬件設備，只需修改一下軟件，增加―些對輸入信號進行處理的程序即可。其功能在一定程度上可以代替模擬濾波器，甚至可以完成其不能完成的功能。
2.6 微機保護二次回路抗干擾措施
微機保護二次回路抗干擾措施主要有兩個方面：
(1)微機保護裝置硬件采用抗干擾措施，有以下幾點：① CPU 插件總線不外引；② 模擬量輸入通道加光耦；③ 開入、開出加光耦；④ 電源加濾波措施；⑤ 背板走線采用抗干擾設計。
(2)與微機保護裝置有關回路抗干擾措施：① 微機保護裝置由現場引入的電流、電壓和信號接點引入線均應用屏蔽電纜如KVVP2、KYJVP、KXQ20等型號電纜；②微機保護裝置交、直流電壓、電流入口應經抗干擾電容接入，保護裝置的接地端子必須用大干1.5平方軟銅線直接可靠接于屏內的接地小銅排上，屏上的接地小銅排應大干6平方多股銅線或銅排與電纜層中的l00平方的接地銅排相連；③ 消除電子回路內部干擾源。
2.7 高頻保護二次回路抗干擾措施
(1)高頻保護電纜屏蔽層兩端可靠接地。接至室內屏上的收發信機的高頻電纜的屏蔽層用(1.5～2.5)mm2 多股銅線直接接于屏內的接地小銅排上。
(2)收發信機應有可靠、完善的接地措施，并與保護屏接地銅排相連。不允許用電纜并接在收發信機通道入口引出高頻信號進行錄波。
(3)新安裝的結合濾波器和收發信機與高頻電纜線相連端均應分別串有電容器。
(4)根據現場實際情況在主電纜溝內敷設一根截面為l00mm2銅導線，該銅導線在控制室電纜夾層處與地網相接，并延伸至與保護層銅排連接。在現場一側由該銅導線焊接多根截面不小于50mm2的銅導線，分別延伸至保護用結合濾波器的高頻電纜引出端口，距耦合電容器接點約(3～5)m處與地網連接。
2.8 構建繼電保護設備的等電位面
若變電站中微機保護設備主要集中于主控制室時，為了能夠實現比較可靠的互相通信，則應當把連網的微機保護設備與中央計算機以及其它的微機控制設備都放置在等電位平臺上，只有這樣，等電位面的電位才能夠跟著地網電位的變化而變化。與此同時，還可以防止控制室的地網地電位差進入到等電位面，以便確保已經連網的各微機設備地之間沒有電位差，從而有助于阻止屏蔽干擾。
不能。電磁爐會檢不到鍋，也就不會正常工作。買電磁爐時配的鍋是合金的，其中有鐵的成份，否則就不會形成磁場。可以用磁鐵試，凡是能被磁鐵吸附的，在電磁爐上都可以用，否則就不行。
電磁爐又稱為電磁灶，1957年第一臺家用電磁爐誕生于德國。1972年，美國開始生產電磁爐，20世紀80年代初電磁爐在歐美及日本開始熱銷。電磁爐的原理是電磁感應現象，即利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場，處于交變磁場中的導體的內部將會出現渦旋電流（原因可參考法拉第電磁感應定律），這是渦旋電場推動導體中載流子（鍋里的是電子而絕非鐵原子）運動所致；渦旋電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞:二次設備；變電站；接地
中圖分類號：G267 文獻標識碼：A 文章編號：
1前言
在變電站施工中出于安全的考慮，都會布置一個范圍覆蓋全站的接地網，所有的一次、二次設備都要求與這個地網相連。在電力系統中發生的很多重大事故往往都和接地網的性能指標以及一、二次設備與地網的連接上有關。
2二次設備接地的種類和要求
目前，在綜合自動化變電站二次設備已經普遍實現了微機化、電子化，極大地提高了電力系統的自動化水平。但與電磁設備相比，其抗干擾能力顯著下降。一方面電子元器件要求有比較好的運行環境，另一方面變電站內的二次設備需能承受電磁干擾、過電壓沖擊、地網電壓升高等惡劣環境的影響，所以其接地問題顯得尤為重要。
2.1保護接地
保護接地是出于對人身安全的考慮，應將二次設備機柜和柜內設備的外殼接地，要求用專用接地線接于屏內的接地銅排上。屏柜內接地銅排應與等電位接地網相連接，這樣所有二次設備都接在等電位接地網上。
2.2邏輯接地
電子設備內部都有地電位存在，部分設備的地電位實際是虛擬的，與外部沒有任何電氣的聯系；但大部分尤其是國外的二次設備地電位有一個專門的接地連接位置，此時必須將這個接地連接位置與屏內接地排相連，這個地電位很多是和設備的外殼相連的，所以，必須把設備的外殼與屏內接地排連接。
2.3模擬量回路接地
模擬量回路接地是出于人身和設備安全的考慮，將設備TA、TV回路進行接地。為防止這些回路的測量出現誤差，對這些回路都要求一點接地。除相互之間有電氣連接的TV或TA要求在控制室內一點接地外，其它獨立的回路一般都要求在現場一點接地。要求在現場一點接地，更多地考慮了二次設備試驗時，斷開柜內的接地點可能造成二次回路失去接地點保護的因素，對防范站內單相短路接地時地網的電位升高是不利的。因為一旦短路電流很大，接地電阻無法把電壓升高控制在2000V內，可能會對二次設備輸入回路的絕緣造成危害。一般二次設備的模擬量回路絕緣要求是2500V的耐壓水平。
2.4交流電源接地
交流電源接地是指使用交流工作電源的二次設備的電源接地。對使用交流電源的控制保護設備應避免單相交流電源受雷擊或操作過電壓的影響而導致設備異常，應采用隔離變壓器的方式供電。使用交流電源的設備基本集中于自動化和通信設備上。這部分設備由于一直采用普通民用的設備標準，沒有考慮變電站比較強的電源干擾問題及直流供電方式，所以造成需要配置UPS電源(電源的蓄電池實際仍使用站內直流蓄電池)，以及由此帶來的一系列維護的問題。此外，部分保護和故障錄波器在屏內安裝了打印機。由于打印機啟動時會在接地線上產生較大的干擾信號，所以應注意其電源的接地線不能接在屏內的接地排上。
2.5二次電纜屏蔽層抗干擾接地
作為連接強電磁場環境(超高壓交流開關場)的一次設備和高電磁防護要求的二次設備的電纜，其屏蔽層接地問題一直受到比較多的關注。國內外對于屏蔽層應1點接地還是2點接地的還有爭議。最新的IEC國際標準推薦屏蔽層采用2點接地。國內的文獻對此沒有統一的意見。傳統的二次電纜屏蔽層接地推薦方法如下:對于220kV及以上電壓等級變電站，由開關場引入的微機保護及控制裝置的二次控制電纜均應使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在離一次設備接地點3m～5m處或二次設備盤處實現接地。其實這也屬于“兩點接地”的范疇，即指在開關場和控制室兩點接地。
3電纜屏蔽層的接地方式
3.1變電站的主要干擾源和防范措施
(1)磁場干擾
由于變電站一次設備中通常流過交變電流，將在二次電纜敷設空間產生交變磁場，因此在二次電纜中產生交變的感應電壓。如圖1所示，設L0為一次線路，L2為二次電纜。Lm為電纜屏蔽層，I0為一次線路中的電流，M20為一次線路與二次電纜芯線的互感，為I0的角頻率，Mm0為一次回路與電纜屏蔽層的互感。當屏蔽層兩端不接地時，I0對電纜芯產生的干擾電壓E2為:
（1）
由式(1)可知，干擾電壓的大小由M20(或Mm0)的大小來決定，即由一次設備與二次電纜之間的空間位置來決定。
圖1磁場干擾示意圖
二次電纜的屏蔽層是導體，它與二次電纜的芯線同樣會產生一個交變的感應電壓，當屏蔽層兩端接地時就會在屏蔽層上流過感應電流，同時會在電纜芯線上產生1個交變的感應電壓。這個電壓會與一次設備在電纜芯線上產生的感應電壓抵消。而屏蔽層不接地或一點接地都不會產生電流，無法起到抵消的作用，所以防范磁場干擾的辦法是將電纜屏蔽層的兩端接地。
(2)電容耦合干擾
由于一次設備載流體與二次電纜間存在電容，例如電壓互感器和電流互感器高低壓線圈之間的電容、電容式電壓互感器的中間變壓器兩線圈之間的電容以及高壓母線與二次電纜之間的寄生電容等。因此一次設備將會對二次電纜產生電容干擾，如圖2所示。設U1為一次設備帶電體電壓；C1a為一次設備與二次電纜間的電容；Caa為二次電纜對地電容；Ua為由于電容耦合在電纜芯上產生的電壓。則得:
（2）
因，故分母中的C1a可以忽略不計，則: ，由此可知，容性耦合干擾隨著耦合電容的增大而增大。
圖2電容耦合示意圖
當電纜屏蔽層接地時，電纜芯線的對地電容變成電纜芯線對屏蔽層的電容，電容值增大，電容耦合干擾電壓降低，所以防范電場耦合干擾的措施是將電纜屏蔽層接地。
(3)地電位差干擾
當大電流接地系統發生單相接地短路時，變電站的接地網中會流過故障電流，此電流流經接地體的阻抗時便會產生電壓降，使變電站內各點的地電位出現電位差。在同一回路中有不同的接地點，當其分布在變電站的不同區域時，各接地點間地電位差就會在連接的電纜芯中產生電流。此外，地電位差也能在兩端接地的電纜屏蔽層中產生電流，使電纜芯中產生干擾電壓。在220kV及以上變壓器中性點直接接地的大型變電站中發生站內單相短路接地時，變電站的接地網中會流過很大的故障電流。由于站內接地電阻不可能為零，流過接地點的短路電流會在這個電阻上產生一個電壓降，而遠離接地點的電壓可以認為是零電位，這樣從接地點至零電位處接地網上就自高向低存在著不均勻的電位。此時，地網上的電壓差是必然存在的，且距離短路接地點越遠電壓差就越大。這樣，站內接在地網上的二次設備尤其是屏蔽層兩端接地的電纜，在接地端間會形成電壓差。
(4)電磁輻射
電磁輻射是指干擾源產生的高頻電磁干擾輻射，干擾能量以空間電磁波的形式傳播到二次回路而產生干擾，并隨二次回路的接地方式不同形成共模或差模干擾。
[10][5][15][20][30][50][100]
圖1
2. 實驗室內有一只指針在中間的靈敏電流表G，其刻度盤如圖2，其一側的總格數為[N]，滿偏電流、滿偏電壓、內阻均未知，但估計滿偏電流不超過1mA，內電阻大約不超過100Ω，現要較準確地測定其滿偏電流，可用器材如下：
[G]
圖2
A. 電流表（滿偏電流0.6A、內阻0.3Ω）
B. 電壓表（量程3V，內阻3kΩ）
C. 變阻器（總電阻50Ω）
D. 電源（電動勢3V，內阻不計）
E. 開關一個、導線若干
（1）畫出電路圖，標明器材代號.
（2）在所得的若干組數據中，其中一組為電流表G指針偏轉了[n]格，則[Ig=] .
（3）除[N，n]外，式中其他符號的意義是 .
3. “電場中等勢線的描繪”的實驗裝置如圖3.
圖3
（1）圖4中電源應是約 V的直流電源；
（2）在平整的木板上，由下而上依次鋪放 紙、 紙、 紙各一張，且導電紙有導電物質的一面要朝 （填“上”或“下”）；
（3）若用圖4中的靈敏電流表的兩個接線柱引出的兩個表筆（探針）分別接觸圖3中[d、f]兩點（[d、f]連線和[A、B]連線垂直）時，指針向右偏（若電流從紅表筆流進時，指針向右偏），則電流表的紅表筆接觸在 點；要使指針仍指在刻度盤中央（即不發生偏轉），應將接f的表筆向 （填“左”或“右”）移動.
（4）在實驗中，若兩表筆接觸紙面任意兩點，發現電流表指針都不發生偏轉，可能的原因是 .
4. 現有下列器材：
A. 兩節干電池，內阻不計
B. 滑動變阻器0～10Ω
C. 滑動變阻器0～500Ω
D. 小燈泡（2.5V，0.5W）
E. 開關
F. 導線若干
請你設計一個電路，使燈泡兩端的電壓能在0～2.5V范圍內較方便地連續變化.
（1）滑動變阻器應選 （填序號）；
（2）畫出電路圖.
5. 用圖5電路（[R1]、[R2]為標準定值電阻）測量電源的電動勢[E]和內電阻[r]時，如果偶然誤差可忽略不計，則下列說法正確的是（ ）
[A]
圖5
A. 電動勢的測量值等于真實值
B. 內電阻的測量值大于真實值
C. 測量誤差產生的原因是電流表具有內阻
D. 測量誤差產生的原因是測量次數太少，不能用圖象法求[E]和[r]
若將上圖中的電流表去掉，改用量程適中的電壓表來測定電源的電動勢[E]和內電阻[r].
（1）需要讀取的數據是 ；
（2）其計算公式是 ；
（3）畫出實驗電路圖.
6. 請按圖6甲的電路圖，將圖6乙中的實驗器材用線連成測量電路.
甲 乙
圖6
7. 現有一只電阻箱、一個開關、若干導線和一只電流表，該電流表表頭上有刻度但無刻度值，請設計一個能測定其電源內阻的實驗方案（已知電流表內阻很小，電流表量程符合要求，電源內阻約為幾歐）.要求：
（1）畫出實驗電路圖；
（2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟；
（3）寫出用測得的量計算電源內阻的表達式：[r=] .
8. 一個用電器[R0]，標有“10V，2W”，為測定它在不同電壓下的電功率及額定電壓下的電功率，需測不同工作狀態下通過用電器的電流和兩端電壓.現有器材如下：
A. 直流電源12V，內電阻可不計
B. 直流電流表0～0.6～3A內阻在0.1Ω以下
C. 直流電流表0～300mA，內阻約5Ω
D. 直流電壓表0～15V，內阻約15kΩ
E. 滑動變阻器10Ω，2A
F. 滑動變阻器1kΩ，0.5A
（1）實驗中電流表應選用 ，滑動變阻器應選用 .（都填字母序號）
（2）畫出實驗誤差較小的實驗電路圖.
9. 圖7是測量待測電阻[Rx]的電路圖，由于電壓表、電流表有內阻對實驗產生影響，使測量值出現誤差，為使測量更準確，按以下操作分別測有兩組數據：S接[a]時，電壓表、電流表示數分別為[V1、I1]；[S]接[b]時，電壓表、電流表示分別為[V2、I2].
[A] [V]
圖7
（1）在圖8實物圖上用導線連接好電路.
圖8
（2）如果電壓表示數變化很小，電流表示數變化較大，待測電阻[Rx=] .
（3）如果電流表示數變化很小，電壓表示數變化較大，待測電阻[Rx=] ，該值較真實值偏 （填“大”或“小”）.
10. 如圖9甲，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學已經完成部分導線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導線的連接.
圖9
11. 如圖10的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號. 在開關閉合后，發現小燈泡不亮. 現用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點.
圖10
（1）為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的 擋. 在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的 擋.
（2）在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明 可能有故障.
（3）將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟.
12. 圖11為用伏安法測量電阻的原理圖. 圖中，V為電壓表，內阻為4000Ω；[mA] 為電流表，內阻為50Ω；[E]為電源，[R]為電阻箱，[Rx]為待測電阻，[S]為開關.
[V] [mA]
圖11
（1）當開關閉合后電壓表讀數[U=]1.6V，電流表讀數[I=]2.0mA.若將[Rx=]作為測量值，所得結果的百分誤差是 .
（2）若將電流表改為內接，開關閉合后，重新測得電壓表讀數和電流表讀數，仍將電壓表讀數與電流表讀數之比作為測量值，這時結果的百分誤差是 . （百分誤差=×100%）
13. 硅光電池是一種可將光能轉換為電能的器件，某同學用圖12的電路探究硅光電池的路端電壓[U]與總電流[I]的關系，圖中[R0]為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表.
（1）請根據圖12，用筆畫線代替導線將圖13中的實驗器材連接成實驗電路.
（2）若電壓表[V2] 的讀數為[U0]，則[I=] .
（3）實驗一：用一定強度的光照射硅光電池，調節滑動變阻器，通過測量得到該電池的[U-I]曲線[a]，如圖14，由此可知電池內阻 （填“是”或“不是”）常數，短路電流為 mA，電動勢為 V.
（4）實驗二：減小實驗一中光的強度，重復實驗，測得[U-I]曲線[b]，見圖14.
當滑動變阻器的電阻為某值時，若實驗一中的路端電壓為1.5V，則實驗二中外電路消耗的電功率為 mW（計算結果保留兩位有效數字）.
14. 某同學在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻的實驗中，串聯了一只2.8Ω的保護電阻[R0]，實驗電路如圖15.
（1）連好電路后，當該同學閉合電鍵，發現電流表示數為0，電壓表示數不為0.檢查各接線柱均未接錯，且接觸良好；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接[a、b；b、c；d、e]時，示數均為0，把兩表筆接[c、d]時，示數與電壓表示數相同，由此可推斷故障是 .
（2）按電路原理圖15及用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接[c、d]時的實物電路圖16以畫線代導線將沒連接的線連接起來.
排除故障后，該同學順利完成實驗，測得下列數據且根據數據在下面坐標圖中描出對應的點，請畫出[U-I]圖，并由圖求出：電池的電動勢為 ，內阻為 .
（3）考慮電表本身電阻對測量結果的影響，造成本實驗的系統誤差的原因是： .
15. 一正弦交變電流的電流[i]隨時間[t]變化的規律如圖17. 由圖可知
[1 2 3 4 5 6][10]
圖17
（1）該交變電流的有效值為 A.
（2）該交變電流的頻率為 Hz.
（3）該交變電流的瞬時值表達式為[i=] A.
（4）若該交變電流通過阻值[R=]40Ω的白熾燈，則電燈消耗的功率是 W.
16. 如圖18，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10：1，[b]是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈[c、d]兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為[u1=2202sin314t] V，則
[A] [V]
圖18
（1）當單刀雙擲開關與[a]連接時，電壓表的示數為 V
（2）當[t=1600]s時，[c、d]間的電壓為 V
電磁爐火力變小一般來說是發熱管損壞導致的，這種情況需要更換發熱管，除此之外，若是電壓變小的話，電磁爐火力也會變小，或者說，也可能是電磁爐通風不好導致的，在使用的時候還需注意。
電磁爐使用注意事項：在使用電磁爐的時候，注意電磁爐要放置在平整的地方，若是放置在不平整的地方使用，可能會使爐體強行變形甚至損壞。若是傾斜角度比較大的話，使用過程中可能會出現鍋具滑出的情況。
而且需要注意的是，不要將電磁爐放在燃氣灶或者其他金屬臺面上工作，以免發生危險。請勿將紙張、布等易燃物品墊在陶瓷板與鍋具之間，或機器底部加熱，以免工作時引起燃燒發生危險。
資料拓展：電磁爐的原理是電磁感應現象，即利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場，處于交變磁場中的導體的內部將會出現渦旋電流，這是渦旋電場推動導體中載流子運動所致；渦旋電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：高中物理；思維能力；學生發展；學生興趣
新課改和素質教育的理念始終把促進學生的發展為出發點和落腳點。教學的過程中在優化教師的“教”的時候，更加突出學生的“學”，不斷革新教學思維，探究新的教學模式，提升學生自主學習和探究的能力，培養他們的思維意識和能力，為學生的長遠發展打下堅實的基礎。要想在高中物理課堂培養學生的思維能力，需要了解學情，整合教學內容，引導學生在掌握基礎知識的前提下，鼓勵學生挖掘教材內容，教師也可以設計有利于學生思維發展的物理實驗，培養他們的分析、綜合、推理以及判斷的思維能力，讓學生學有所獲和學以致用。
一、構建有利于高中生思維發展的教學情境
新課改和素質教育對一線教學的影響就是改變傳統的授課思維和方法，強調學生的學習由過去被動的“接受式學習”轉變為積極的“探究式學習”，從而激發學生學習的主動性和積極性，提升學生的思維能力。為此，高中物理教學不再局限于向學生傳授知識，讓學生機械式的記憶知識，而是更加注重學生綜合素質的提升，培養他們的思維能力。按照新課改的要求，教師在物理課堂上要不斷的引導學生去發現、分析、探索并解決問題，這也是課堂教學的關鍵。教學實踐證明，創設合理的教學情境是激發學生學習欲望和探究意識的有效手段，對于培養學生的思維能力具有極強的助推力。具體來說，創設高中物理課堂教學情境的方法有很多，如結合學生的生活實際創設情境、聯系當下科學技術發展的情況創設情境、利用物理實驗創設情境，甚至還可以利用物理學歷史來創設相應的教學情境等。高中物理課堂創設情境的方法是非常多的，其關鍵還是需要教師根據教學內容，考慮學生的實際情況來采取針對性的對策。例如在在講授壓強相關知識的時候，教師就可以首先向學生展示一幅畫：一輛載重汽車陷入松軟的泥地里，由于受到重力的作用導致汽車的重心正在往右方傾斜，但汽車的右方卻是懸崖，為此這輛汽車的情況萬分危急，而周圍又無人可以幫助。此處設計的問題就是這輛載重汽車應該怎么辦？學生在這樣的情境誘導下，他們會迫不及待的去思考和探究問題的結果，這樣的問題情境很好的調動了學生的思維積極性，培養了學生運用物理知識解決實際問題的能力，一定程度上提升了學生的思維能力。
二、設計具有探究意義的物理實驗，培養學生的思維能力
高中物理是一門理論與實驗并重的學科，物理實驗不但可以激發學生的學習興趣，還可以誘導深入，培養學生的探究能力和思維能力。所以教師在課堂教學中可以巧妙的設計一些具有探究意義的實驗來激發學生的思維意識。比如說教師在引導學生做了“用半偏法測量電流表內阻”的實驗后，隨即通過設問創設了如下的問題情境：
問題1：若實驗中提供表1所示的實驗儀器，要設計一個實驗測量電流表A1的內阻。
問題2：若表1中變阻箱R1改為一標準電流表A2（內阻Rg0=150歐，量程Ig0=200μA）請設計一個測量電流表A內阻的實驗電路圖。
問題3：若表1中變阻箱R1變為另一個電流表A1（內阻不知，量程Ig1=300μA）.請設計一個測量電流表A內阻的實驗電路圖。
其中第一個問題改變了教材中運用電流半偏法測量電流表內阻電路圖，滲透了分壓半偏法測量方法，而在問題二中則改變了實驗儀器，滲透了比較法測量方法，揭示了半偏法的使用條件，最后問題三則改變了實驗儀器，滲透了等效替代測量方法，揭示了比較法的使用條件。所以教師通過利用實驗創設問題情境，不僅讓學生理解和掌握了原有的實驗設計，而且還讓學生在打破原設計的基礎上創造性的進行了自主設計，從而促進了學生思維的發展。所以說，一個有探索意義的實驗，其中不僅包含了學生對已有知識的理解和運用，而且還包含了促進學生創造性的發散思維發展的途徑。所以，在教學中教師要多設計具有探索意義的物理實驗，讓學生在實驗過程中掌握知識技能的同時，培養學生發現、提出和解決問題的能力，讓學生通過設計多種不同的實驗方案活躍思維。
三、鼓勵學生大膽質疑，提升學生的思維能力
在物理課堂教學中，鼓勵學生大膽的質疑，是啟發學生思維，提升學生學習興趣的重要方法，這樣也有利于學生學會思考和探究。通過學生的質疑，教師還可以及時的了解學生的學習情況，從而不斷的調整教學，拓展學生思維的廣度和深度。所以，在高中物理教學中教師不僅要不斷維持和激發學生學習的興趣和好奇心，而且還要善于引導學生發現問題大膽質疑，并認真的對待學生的問題，引導學生不斷地探索和解決問題。例如：在講授《電感和電容對交變電流的影響》時，通過實驗我們可以得出結論即：除電阻外，電容、電感對直流和交變電流的影響程度是不同的。緊接著筆者設計了這樣幾個問題，①感抗與交變電流的頻率的關系；②感抗與自感系數的關系；③與交變電流電壓的關系；④容抗與交變電流頻率的關系；⑤容抗與電容C的關系。通過這樣設問不僅活躍了學生思維，而且還有利于解決教學的重難點，提高了課堂教學效率。所以在教學中教師應該不斷鼓勵學生大膽的質疑，不要把所有的問題都講出來，而要為學生留有思考的空間，同時在讓學生發現和提出問題的過程中要因勢利導，不能急于求成，逐步克服為提問題而提問題的傾向，從而真正達到培養學生思維的目的。
隨著新課改的推進，在高中物理課堂教學中應該關注學生的發展，關注學生的學習效果，培養學生的思維能力。高中物理課堂中培養學生的思維能力不是一蹴而就的事情，而是一個系統性的長久工程。新課改下，培養學生的探究意識向我們提出了更多更高的要求和標準。它需要我們物理教師積極參與、需要我們不斷地探索，只有這樣，才能找到行之有效的方法和途徑，來提升學生的思維能力。
參考文獻：
