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论文关键词:初中测量电阻的几种常用方法
测量电阻是初中物理教学的最重要的实验之一,也是考察学生能力的重要命题热点之一。通过近几年中考试题我们就会发现,测量电阻方法多种多样,其应用的原理和计算方法也不尽相同,而电路图的设计更是灵活多变,如果学生对该部分知识不加以总结、消化的话,就会在做题时容易出错、造成不必要的丢分现象,因此电阻的测量看似简单,实则在教学中常常是学生的弱点,在各种考试中通过对电阻的测量的考察也可以反映出学生对电学基本知识掌握的情况,另外命题者还在不断的推陈出新,用不同的形式对学生进行考察。下面我们就对初中测量电阻的几种常用方法进行一个简单的总结,希望对同学们能有所帮助。
一、初中最基本的测电阻的方法
(1)伏安法测电阻
伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,
用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示杂志网。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。
(2)伏阻法测电阻
伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有:。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。
(3)安阻法测电阻
安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系,如图6是安阻法测电阻的电路图,在图6中,我们先把电流表跟已知电阻R0串联,测出通过R0的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
显然,如果按图6的方法试验,我们就需要采用两次接线,可能有的同学怕多次拆连麻烦的话,那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图,这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电流I0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电流Ix杂志网。通过计算就有:。
以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法,也是必须掌握的方法,大家会吗,除此以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗?当然还有:
二、特殊方法测电阻
(1)用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值
或者
用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值,我们也可以采取以下方法:
1.如图8所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电压表测量出电源的电压U,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:。
2.如图9所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出电源的电压U,当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:
(2)用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值
如图10所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2,因为电源电压不变,可以得到:,故有:。
(3)用等效法测量电阻
如图11所示电路就是用等效法测量电阻的一种实验电路。其中Rx是待测电阻,R是电阻箱(其最大电阻值大于Rx)。其实验步骤简单操作如下:
把开关S闭向2,读出电流表的数值I,再把S闭向1,调节电阻箱,使电流表的读数仍为I不变,则读出电阻箱的数值,即为待测电阻Rx的值。
以上就是初中常见的测电阻的方法,大家会吗,希望以上总结对大家的学习有所帮助。
随着我国电力系统的发展,接地网阻抗测量已经成为电力系统安全可靠运行的重大课题之一,受到了越来越多的关注,《电力行业标准DL/T 475-2006》推荐采用异频电流法测试大型接地装置的工频特性参数,而随着大家的重视,目前变频技术在国内外接地网阻抗测量得到了广泛的应用,并取得了成效。在变电所的建设中,接地网的敷设是否合格,关系到变电所运行后设备和人身的安全。接地阻抗的大小,是衡量接地网敷设是否合格的唯一指标。对变电所大型接地装置的接地阻抗测试就是重中之重的工作,但由于电网结构密集和复杂,造成测试过程中存在许多的干扰,严重影响了测试结果的准确。本文给出了接地阻抗现场试验中的互感问题及其分析。
关键词: 阻抗测量,变频法,互感
中图分类号:O353.5 文献标识码:A 文章编号:
1 本文的主要研究内容
用变频电流法测试大型接地装置的工频特性参数,数据稳定,重复性好,抗干扰能力强。现场主要通过变频30°夹角法来测量大型接地装置,给出了接地阻抗现场试验中的互感问题及其分析。
2互感电压的影响
当电流线与电压线存在平行段时,通过电流线的测试电流会在电压线上产生的感应电压,引起测量的误差。电流线与电压线之间的距离越小感应电压越大、并行长度越长感应电压越大、电流线的测试电流越大感应电压越大。电流线和电压线使用停电的架空线不同相作测量时,由于两线之间距离较近,互感电压甚至有可能高于测量的电压。三角形方式布置电极时,若电压线与电流线存在距离较近的并行段,互感电压也会引起测量误差。
2.1 互感对测量影响
某220kV变电所最大对角线长度Dm约283m,接地电阻设计要求值为0.19Ω。电流、电压极与变电所地网边缘直线距离900m。电流注入点经纬度、电流极经纬度、电压极经纬度见表(表2.1)
表2.1某220kV变电所接地阻抗试验参数表
第一次放线电流线与电压线之间有一段间隔5m,长度500m左右平行线,如下图(图2.1),变频法5A测试时,接地阻抗数据Z=0.229Ω,不满足设计要求。
图2.1 某220kV变电所第一次放线图
第二次放线电流线与电压线之间间隔200m左右,如下图(图2.2),变频法5A测试时,接地阻抗数据Z=0.155Ω,满足设计要求。
图2.2 某220kV变电所第二次放线图
试验导则要求三极法直线(0.618 法)布置时电流极长度L=5D,在大地网中若地网最大对角线D=500m,电流线长度将达2500m,电压线长度达1500m左右,布线时需认真考虑测量线间互感对测量的影响。
产生互感干扰的原因,当电流线与电压线平行接近时,电流线中的电流I将在电压线中感应出电势em=IM,式中M为二线间的互感抗,线间无互感时,电压表测量值:UG=IRG,线间有互感时电压表测量值:UG=IRG+em=I(RG+M),利用伏安法计算将产生很大的误差。用功率表法、cosφ表法并经倒相测量虽可消除无功分量的影响但由于表计工作点的不同,内阻的影响,产生的误差仍不可忽视。
具体测量时,有时利用已有的架空线路作为电流电压测量引线,由于线间距离小,互感较大,测量误差将增加,为了减少工作量建议架空线作为电流线,而电压线单独敷设以减少互感的影响。
从该220kV变电所的测量结果分析,电流电压辅助线平行距离长短及两线间的距离大小对测量的结果影响还是挺大的,所以用三极法建议当变电所设计值较小时,两线间的距离应大于10m以上,以消除互感影响造成的误差。
3结论和展望
φ表法并经倒相测量虽可消除无功分量的影响,
作者简介朱宏法,浙江省杭州市人,工程师,2003年毕业于浙江大学。2007~2010年就读于浙江大学电气工程学院工程硕士专业。目前从事状态检测工作,现任浙江省电力公司检修分公司。
孙正竹,江苏省淮安市人,工程师,2004年毕业于中国农业大学。2007~2010年就读于浙江大学电气工程学院工程硕士专业。目前从事高电压试验工作,现任浙江
省送变电工程公司电气调试公司,主要负责高压试验工作。
第三作者 浙江省送变电工程公司 林成理 浙江温州人,现任浙江省送变电工程公司电气调试公司,主要负责高压试验工作。
第四作者浙江省送变电工程公司 马飞翔 浙江杭州人,现任浙江省送变电工程公司电气调试公司,主要负责高压试验工作。
4参考文献
傅智为.异频接地电阻测试仪的研制以及冲击接地电阻的仿真研究.华中科技大学硕士学位论文, 2008.
徐建平.接地电阻测量方法的误差分析与工程实践.浙江电力,2004,(4):23-27
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金祖山,胡文堂,张一军,蒋建玲,刘黎.提高大型接地网接地阻抗测量准确性的方法和措施.水电能源科学,2005,23(5):76-85
关键词:变压器,铁芯多点接地
变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件。硕士论文,铁芯多点接地。保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。统计资料表明因铁芯问题造成故障,占变压器总事故中的第三位。电力变压器正常运行时,铁芯必须有一点可靠接地。若没有接地,则铁芯对地的悬浮电压,会造成铁芯对地断续性击穿放电,铁芯一点接地后消除了形成铁芯悬浮电位的可能。但当铁芯出现两点以上接地时,铁芯间的不均匀电位就会在接地点形成闭合回路,形成环流,引起铁芯局部过热导致绝缘油分解,还可能使接地片熔断或烧坏铁芯,导致铁芯电位悬浮,产生放电。严重时,铁芯局部温升增加,轻瓦斯动作,甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障,使铁损变大,严重影响变压器的性能和正常工作,甚至损坏变压器。因此准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障,对保证变压器的安全运行具有重要意义。硕士论文,铁芯多点接地。
一、变压器铁芯多点接地故障的类型和成因
变压器铁芯多点接地故障按接地性质可分两大类:不稳定接地和稳定接地。
1.不稳定接地是指接地点接地不牢靠,接地电阻变化较大,多是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障,如变压器油泥、金属粉末等。
2.稳定接地(也称死接地现象)是指接地点接地牢靠,接地电阻稳定无变化,多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地散障,如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等。
运行中的变压器发生多点接地的原因一般有以下几种情况:
1.金属物件掉落在铁芯与接地体间(变压器吊罩时容易发生);
2.铁芯组件紧固时个别尖角外露,触碰接地体;
3.穿芯螺杆处的铁垫圈在紧固时由于受力过大,其边缘翘起而触碰接地体;
4.铁扼硅钢片个别部位紧固不实,在强弱不同磁场力作用下,时而碰触接地体,时而离开接地体,造成无规则的不稳定接地;
5.铁芯对地绝缘物几处不同程度受潮,造成铁芯通过低电阻接地;
6.铁芯与接地体间隙中形成不稳定桥路接地;
7.绝缘油中的油垢以及一些不洁净而有潮气的纤维等物,沾附在铁芯对地的绝缘物表面,导致铁芯通过低电阻不稳定接地等。
二、变压器铁芯多点接地故障的分析处理程序
变压器铁芯多点接地故障的分析处理分如下四个步骤。
1.试验数据分析,判断是否存在铁芯多点接地故障。
试验数据分析包括变压器油色谱数据分析和电气测量数据分析。
(1)色谱数据分析。目前,用油中溶解气体色谱分析方法是监测变压器铁芯多点接地故障最简便、最为有效的方法。硕士论文,铁芯多点接地。常用的是“三比值法”和德国“四比值法”。由于三比值法只能在变压器油中溶解气体各组分含量超过注意值或产气速率超过限值方可进行判断,不便于在故障初期进行判别,因此建议使用“四比值法”进行判断。硕士论文,铁芯多点接地。利用五种特征气体的四对比值来判断故障,在四比值法中,以“铁件或油箱中出现不平衡电流”一项来判断变压器铁芯多点接地故障,其准确度相当高。
(2)电气测量数据分析。变压器正常运行时,可在变压器铁芯外引接地套管的接地引下线上用钳型电流表测量引线上是否有电流,正常情况下此电流很小,为mA级(一般小于0.3A),当存在多点接地故障时,环流上升到“A”级,最大电流可达数百安培,通过测量环流便能对铁芯接地故障进行判断。
当设备停止运行时,断开铁芯引出接地线,用2500V兆欧表对铁芯接地套管测量绝缘电阻,如电阻值为零或与历年数据相比较其值降低很多,则表明变压器内部可能存在铁芯多点接地,此时应正确测量各级绕组的直流电阻,若各组数据未超标,且各相之间与历次测试数据之间相比较无明显偏差,变化规律基本一致,则可排除故障部位在电气回路内,从而确认主变铁芯多点接地故障。
2.设备运行状况分析,判断铁芯多点接地故障类型。
在确认了变压器铁芯确实存在多点接地故障,则应对变压器的运行状况进行分析,判断铁芯多点接地故障的类型,以便于确认应急措施及处理方案。
首先应查询变压器投运的时间、负荷情况、有无突发故障或冲击等。其次是变压器历史运行情况,安装试验记录等。硕士论文,铁芯多点接地。综合以上因素再结合色谱分析、电气试验数据进行判断,确认铁芯接地故障的类型。如变压器铁芯电阻突然降低,色谱分析数据无异样,而变压器长时间没有运行,则可能是由于油泥沉淀导致铁芯多点接地,属于不稳定接地故障,对应采取措施消除即可。
3.采取应急措施,排除不稳定接地故障,限制铁芯多点接地故障发展。
在确认了变压器铁芯多点接地故障的类型后,应根据现场情况及故障类型采取应急措施,从而排除不稳定接地或限制故障的发展。对于不稳定接地故障,在设备停运的情况下,可采用电容放电冲击法排除故障。对于变压器出现多点接地故障,但不能退出运行者,则应加强监视,并采取临时措施,限制接地故障的发展。
4.停电检修,彻底排除铁芯多点接地故障。
如故障很严重,且有不断发展的趋势,严重威胁设备安全,在条件允许下,可对变压器进行吊罩检修,彻底排除故障。
在吊置检修查找故障时,应遵循以下几个步骤:(1)外观检查。检查铁芯与夹件支板是否相碰,硅钢片是否有波浪鼓起,上下夹件与铁芯之间、铁芯牲与拉板之间有无异物,夹件与油箱壁是否相碰,下铁轭与箱底是否有异物桥接短路等,如未发展异常,则进行下一步试验。(2)直流法。硕士论文,铁芯多点接地。将铁心与夹件的连接片打开,在铁轭两侧的硅钢片上通入6V的直流,然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压,当电压等于零或者表针指示反向时,则可认为该处是故障接地点。(3)交流法。将变压器低压绕组接入220-380V交流电压,高压侧与中压侧短路接地,此时铁心中有磁通存在。如果有多点接地故障时,用毫安表测量会出现电流(铁心和夹件的连接片应打开)。用毫安表沿铁轭各级逐点测量,当毫安表中电流为零时,则该处为故障点。这种测电流法比测电压法准确、直观。若用(2)(3)两种方法,仍查不出故障点,最后可确定为铁心下夹件与铁轭阶梯间的木块受潮或表面有油泥。将油泥清理干净后,进行干燥处理,故障可排除。一般对变压器油进行微水分析可发现是否受潮。(4)铁心加压法。就是将铁心的正常接地点断开,用交流试验装置给铁心加电压,若故障点接触不牢固,在升压过程中会听到放电声,根据放电火花可观察到故障点。当试验装置电流增大时,电压升不上去,没有放电现场,说明接地故障点很稳固,此时可采用下述的电流法。(5)铁心加大电流法。也是将铁心的正常接地点断开,用电焊机装置给铁心加电流。当电流逐渐增大,且铁心故障接地点电阻大时,故障点温度升高很快,变压器油将分解而冒烟,从而可以观察到故障点部位。故障点是否消除可用铁心加压法验证。
出现变压器铁芯多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型,确定相应的处理方法,对于油泥等不稳定接地故障,不宜盲目采取吊罩检修方法,可用电容冲击法排除,以免造成人力资源的浪费和停电损失。
[论文摘要]在教学中,要精心创设教学情境,激发学生兴趣。克服思维定势,培养学生的发散性思维、逆向思维等多种思维方式。在生活和实验中培养学生的观察能力和问题意识,激发学生的求知欲望。加强科学探究,培养学生的探究能力、实践能力和创新能力。
深化教育改革,全面推进素质教育,培养二十一世纪具有高素质的创新精神和能力的建设者和接班人,是学校教育的最高目标,作为教育工作者应实现由应试教育向素质教育转变,培养学生的创新能力,使学生全面发展。
一、培养学生的创新思维能力
精心创设情境,激发学生的创新思维。兴趣是激发学生思维能力的重要因素,它能提高学生学习的积极性,主动性,探究性,使学生以一个被动的知识接受者,变成一个主动的参与教学活动的合作者。教师必须精心备课,对所设置的教学问题必须具有趣味性、新奇性、生活性、开放性和适宜性。只有这样才能激发他们的创新思维,例如,在学习光的折射时,提出一些问题,透过圆形金鱼缸看鱼,鱼会变大,筷子斜插入水中,侧面会看到筷子在分界处弯折,学生带着这些问题去学习,会产生兴趣,达到一定的效果。
基础知识,基本技能是培养学生创造性思维能力的前提条件,首先在教学中要狠抓“双基”的落实,让学生学透知识,练实知识,用活知识。用基本的科学知识去解决实际问题,其次要克服定向思维,培养发散性思维和思维的变通能力,对于一个问题,能从不同角度.不同方向去探索解决问题的方法。传统的教学注重解决问题的唯一性。这样不利于培养学生的创新能力,实际中的许多问题,往往是开放的,多变的,答案不是唯一的。在习题教学中要加强一题多问,一题多解,一题多变,多题同解等形式的训练,培养学生的多种思维方式。例如,有这样一道开放题:现有一杯纯净水和一杯食盐水,仪器不限,用那些方法可以鉴别它们,通过各小组的热烈讨论和交流,利用密度、浮力、蒸发结晶、凝固点、导电性等知识,同学们得出了10多种方法,并用实验加以证明,开阔了学生的思路,在教学中还要培养学生的逆向思维。例如有一重为10斤的一个瓶子,用手拿着不动。手与瓶子的摩擦力为多少?当手握瓶子的力增大,此时,瓶子与手之间的摩擦力是否增大。一般的学生会认为摩擦力会随着压力的增大而增大,这是一种定向思维。如果用逆向思维去分析瓶子的状态未变。即静止(受平衡力的作用)f=G,就不难理解。通过这些思维方式的训练和解题的指导,培养学生严密的逻辑推理能力和思维能力。
二、从实验和生活中培养学生的观察能力和问题意识
科学实验离不开观察,观察是科学研究的最基本方法,是创新思维的基础,每个科学实验都有其明确的实验目标。因此,在实验教学中,对每个实验教师首先要让学生明确为什么观察和观察什么?使学生掌握观察的具体内容。例如在观察水沸腾实验中,教师提出让学生观察水在沸腾前后实验现象。实验后有的学生就观察到沸腾前气泡上升中变小,消失,沸腾后气泡会变大,破裂,并提出了相应的问题。又如,在研究液体内部压强时,指导学生观察:当金属盒中的橡皮膜在不同深度,不同液体,不同方向时,分别观察U型管两管液面的高度差是否发生变化,来得出液体内部压强的规律。使学生掌握实验观察的具体方法。如顺序观察法,对比观察法,重点观察法,全面与重点观察法,归纳观察法等。
在平时教学中,学生往往不提问题,也提不出问题,不管是实验还是作业都是按照教师的要求去完成。鉴于这种情况,教师应帮助学生学会观察,鼓励学生在观察的基础上提出问题,培养学生的问题意识。在平时的教学中,教师要把课本知识同生活实际联系起来,提出一些问题。
三、注重科学研究,培养学生的科学探究能力
初中阶段的实验大多数是一些验证性的实验。用人为控制的实验条件去验证这些结论,加深对科学知识的理解、掌握,这样不利于充分发挥学生的主动性,培养学生的创新能力。为此,在教学中把演示实验改为分组实验,把一些验证性实验改成探索性实验,增加学生的动手机会,培养他们的实践能力,例如,探索电流与电压、电阻的关系时,让学生按照探究的过程进行,在实验中强化用控制变量法探究,在这个实验中,最难的是电路的设计,教师可采用让学生独立设计——小组讨论合作——各组讨论交流——师生共同补充。整合完成设计的方法,让学生在原有能力的基础上相互学习取长补短。培养学生的观察能力,动手实验能力,严谨求实的科学态度和与他人合作的精神。通过分析实验数据,得出结论,通过评估与交流,让学生发现问题,分析原因,培养学生的实事求是的科学态度。
加强实验设计,培养学生的实践能力和创新意识,开始时,可先让学生设计一些简单的实验。如,用2只开关控制一个灯泡,并且闭合任一只开关都能使灯泡发光等,在这样的基础上教师可采取少给器材,设置故障电路,把仪器调乱,让学生设计实验方案,解释实验中出现的问题,分析实验误差,改进实验等。又如在“测定小灯泡额定功率”的实验中,除按教材上的方法外,教师可提出问题,用一只已知阻值的电阻代替电压表,其他器材不变,设计实验,然后教师再深入引导学生。如果在这个实验中,电压表的量程小于灯泡的额定电压时,怎样测出小灯泡的额定功率,通过这样的引导和启发,激发了学生的求知欲望。
四、开展第二课堂活动,充分发挥学生的聪明才智与创造能力
关键词:变压器,变比测试,安全性
变压比测试试验是电力变压器交接试验中的一个必做项目,测量变比的目的是:1、检查变压比是否与铭牌相符,以保证达到要求的电压变换;2、检验电压分接开关的状况;3、检查变压器绕组匝数比的正确性;4、变压器发生故障后,常用测量变比来检查变压器是否存在匝间短路;5、提供变压比的准确程度,以判断变压器能否并列运行。国标GB1094-79规定:“电力变压器的变压比,除电压在35kV以下且小于3的变压器允许偏差为±1%外,其它所有变压器(额定分接)允许偏差为±0.5%。”对变压器变比的测试,我所在班组一般采用单相双电压表法。变压器变压比测试的单相法,是根据三相变压器的不同连接组别,将200V单相电压依次施加在高压侧的两个端子上,同时测量低压侧对应端子上的电压,然后计算出变压比。使用单相法试验的接线和计算方法如表1:
由于日常工作中较多接触到的是10kV中小型配电变压器,而且变压器的类型不多,同时变压器变压比的变化也有限,所以,在实际工作中,本人根据这些数据制作了一份表格,见以上表2及表3。两个表格是工作现场使用的简化版,在拟制变压器整体试验报告时,所使用的参数是已进一步细分了的表格。表2是Y.yn0变压器变比测试数据对照表; 表3:D.yn11变压器变比测试数据对照表
把不同组别的变压器及其相应各个变压比试验数据归纳在一起,用测试数据与该表对比一下,只要低压侧测试电压与相应的标准电压相差不超过±0.03V,就可以知道测试结果是否正确。在变比测试工作中,我发现使用这种方法不但试验接线较麻烦、操作程序繁琐,工作效率低(工作速度慢、操作人员多),而且在对D.yn11型变压器进行测试时接线较容易出错和不安全。这是因为在对变压器两相施加试验电压时,需要对相应的端子进行短接,如果不小心接错了线,就很容易造成短路,损坏设备,所以有必要对这种测试方法进行改进。经过分析,如果不考虑试验数据的分析处理和打印功能的话,利用现成的设备和技术,使用较少的资金对现有的设备进行实用性改造,完全可以使测试工作的效率和安全性达到使用专用仪器的水平。因此,我以此为课题:探索如何充分利用现有的试验设备和用较少的资金,来提高变压器变压比测试工作的效率与安全性。
在日常工作中,进行这项工作需要3个试验员,具体的任务分配是:1个人负责加试验电压及记录试验数据,2个人分别站在被试变压器的高、低压侧更换试验接线(换相和更换分接开关)以及在施加电压时作监护人。我把变压器变比试验工作的操作程序进行了分解(其中的步骤1称为变压器极性测试),对每一项步骤进行详细地分析,具体试验工作的流程如下步骤:步骤1是确定被试变压器的接线组别;步骤2是根据变压器的接线组别连接试验设备;步骤3是检查试验接线,确认正确无误后,把电压调升至要求值,记录试验数据。当数据符合到试验要求,进行换相、换档工作,直至所有相位、档位全部测试完毕;步骤4是解除试验接线,恢复变压器至使用状态,试验工作结束。经统计分析,2001年6―8月份,我班组一共对23台配电变压器进行了交接试验,其中有3档位的Y.yn0变压器5台,3档位的D.yn11变压器10台。5档的D.yn11变压器8台。试验过程中,步骤3占了变压器变比试验的大部分时间,是造成变压比测试效率低的主要原因。针对这一问题,对此进行进一步的分析发现:尽管3种变压器的档数不同、试验接线也不尽相同,但步骤3每档换相的耗时是相近的―约为39秒,而在对D.yn11变压器的试验接线中存在的短接线是导致工作不安全的因素。所以,要提高变压器变压比测试的工作效率与安全性,关键是要缩短换相时间和取消短接线,而采用三相变压比测试法就可以达到这个目的。免费论文。
根据三相变压比测试法的要求,对此我设计了三个方案:方案一、购置有关变压器变压比测试的专用设备以替代现有的试验设备。方案分析:现在的变压器变压比测试专用设备采用了单片机技术,操作简单,读数方便,功能强大,但其价格昂贵――金迪科仪公司的变压器变压比测试仪售价3万多元,而据反映,其实用效果并不理想。另一种测试设备――QJ35型变压比电桥,其价格亦不菲,而且这种设备测量倍率窄,操作繁琐。因此,这个方案不可取。方案二、以现有的三相调压器为核心制作三相法测试操作箱:方案分析:这种方案的试验接线如图1。采用这种方案试验时,对三相电源电压的平衡性和稳定性要求较高,但是一方面由于试验现场一般是没有三相电源的,要取得三相电源比较困难,即使能取到三相电源,但由于工地其他工作机械的影响使得电压难以平衡和稳定;另一方面,测试使用三相调压器的重量达到20多公斤,体积为600×250×250mm3(其重量和体积与一瓶充满了气的液化石油罐差不多),这对于我们每天都不断更换工作场所的班组来说,它的块头也略嫌大了点,使用起来不方便。基于以上两个原因,亦放弃了这个方案。免费论文。方案三、应用现代电力电子技术,制作以单进三出(1AC-INPUT/3AC-OUTPUT)的交―交变频电路为核心的三相法测试操作箱;方案分析:电力电子技术是一种电力变换技术,它使用功率半导体器件对电能进行控制和变换――包括电压、电流、频率和波形等方面的变换,而市面大量销售的变频器具备了单相交流电源输入、三相交流电源稳定平衡输出的能力,所以我设计了这个以单进三出变频器为核心的三相法测试操作箱。三相法测试操作箱的电气原理如图1
图中的单进三出变频器采用是的是三菱公司FR-S520S-0.75K-CH型变频器。它具有过流、过压保护装置和软启动功能――开机后,按启动键,输出电压能在5秒内从0V/0HZ上升到200V/50HZ,按关机键,在电压可以5秒内从00V/50HZ下降到0V/0HZ。由于采用了两个多功能电压转换开关SA1和SA2,换相的工作可以在操作箱上带电进行,而不必断开电源和更改变压器上试验接线的步骤,减少了重复的工作,提高了工作效率;由于采用三相测试法,所以在对D.yn11型变压器测试时就不必使用接线,而且操作箱提供了完善的防止在工作中误触电的装置和信号,提高了换相和换档工作的安全性。根据在现场对800kVA变压器变压比测试的数据,对变压器变高压施加200V电压时,试验回路中的电流只有76mA,设COSφ为1,则使用三相法所需要的功率为200×0.076×1.732×1=26.3W。消耗的功率之所以这么小,是因为这相当于用2%的额定电压对变压器做空载试验,这个电流是变压器的励磁电流。在工作中接触的配电变压器的容量一般不超过2500kVA,而变压器的励磁电流的大小与变压器的容量并不是等倍数增长的。因为26.3×2500/800=82.2W,所以,估计用100W功率的变频器已能基本满足进行三相测试工作的需要;考虑到变频器的容量应为负载的五倍时,输出的三相电压波形才会最接近正弦波,因此,把变频器的容量定为不小于500W。制作这种操作箱是不存在什么技术困难的,所花费的人力和时间也不多。因此,我决定采用这个方案并顺利地制作出这个变压比测试箱。2001年10月下旬开始,使用该变压比测试箱对16台配电变压器进行了变压比测试工作,测试数据见统计表4。免费论文。由上表可以看出,使用测试变比箱后,试验人数由3人减少至2人,而换档工作所花费的时间由原来的平均39秒下降至现在的22秒,而且在操作上更方便、更安全可靠,完全达到了预期的设备技术改造的目标。
关键词:初中科学教学;发展性评价;实施
新课程改革的核心理念就是人的发展,人的发展是教育的永恒主题。以往的评价过于注重结果的评价,评价标准单一而又忽视学生的差异,无视被评价者的地位与感受。发展性评价作为新的评价理念,以学生的发展为本,关注人整体的发展,能促进个体和谐地发展。
一、发展性评价的实施
1.课堂激励性评价
教育家第斯多惠说:“教学的艺术不在于传授知识,而在于激励、唤醒、鼓舞。”课堂即时评价是对学生在课堂上的学习态度、发言情况、课堂纪律、合作能力和学习效果等方面进行即兴点评的过程,是发展性评价的主渠道。
我在教学过程中,时刻关注学生的表现与反应,注重激发学生的学习热情,改变以往非对即错的程式化评价,打破标准化答案的禁锢,取而代之的是充满热情的鼓励性评价。如:“这位同学思维真敏捷,思路也很清晰。”、“真是奇思妙想!”、“你的与众不同的见解真是让人耳目一新。”、“这个想法很有新意!”、“我非常赞成你的想法,说说你是怎样想的,好吗?”、“你们的发现非常重要。”、“在学习过程中,要敢于猜想,善于猜想,这样才有所发现,有所创造。”,等等,使学生形成一种“乐学”的心理品质。
案例:一节探究活动课片段
师:现在请同学们发挥你们的聪明才智来当回小小设计师,动手设计一个证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了反应的实验,好吗?(以小组为单位)
“当回小小设计师!是多么令人跃跃欲试的一件事呀!”这就激起了每个学生的探究欲望。十几分钟后,学生探究出十多个方案,这时我予以表扬:“同学们今天的表现都很好,设计实验时思维活跃,大胆联想,努力创新,很快设计出了十多个方案,其中有几种方案具有鲜明的个性,透出创造的灵气。”然后要求小组进行自评和互评,并说明理由。学生作出了很好的评价,他们认为最有创意的方案有:小组一:“瓶的魔力”,在二氧化碳中倒入氢氧化钠溶液后,气球“不吹自大”;小组二:“请君入瓮”,在二氧化碳中倒入氢氧化钠溶液后,振荡,放在瓶口煮熟的剥壳鸡蛋掉入瓶中;小组三:红色喷泉;小组四:塑料瓶为何变瘪?
课堂上的激励性评价着眼于鼓励学生新的想法和创意。我从不同方面去评价学生,努力发现学生身上的闪光点,让学生的个性得以充分张扬,使得他们的求异思维和发散思维的能力得到了很好的培养。
2.“等级+评语”的考试评价
考试作为学生评价的一种方式,需要和其他评价方法有机地结合起来,考试方法灵活多样,有纸笔测验、科学调查、小论文、小制作、实验操作等。如“伏安法测电阻”的实验操作型的考试评价。实验操作考试采用评价表,内容包括电源、开关、滑动变阻器接线正确,开关处于断开状态,电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,电流表、电压表正负接线柱接法正确,实验习惯和纪律良好等评价项目。分“优秀、良好、合格、有待努力”四档进行评价。评价表中还有老师的评语。
评价时采用等级加评语,受到学生的一致好评和欢迎。一个平时成绩不怎么理想的学生在自我评价中写道:“我的调查报告《社区中噪声污染的情况及防治噪声的建议》被评价为优秀,很开心!希望继续努力,争取更大的进步。”
3.展览式的阶段性评价
每个学期都要对学生进行科学综合素质评价,这是学生学科学习的阶段性的总结评价。目标:展示自我。内容包括:(1)优秀的作业;(2)最好的测试试卷;(3)最喜爱的小论文、小制作、调查报告;(4)最佳的探究活动方案与实验报告;(5)自我评价和老师评价;(6)其他。
不少学生在自我评价中写道:“原来我有那么多的优秀作业!”、“我发现科学实验其实是一个很有趣、很有成功感的学习过程。”,等等。学生自我评价和老师评价中的赞赏、鼓励的评语,让有“一技之长”的学生都有展示才华的机会,都能得到成功的体验。每当他们的作品被展示出来,他们的脸上就会露出骄傲的神情。
二、关于发展性评价的思考
要使发展性评价这一评价方式充分发挥其作用,我们就必须正确把握以下几点。
1.评价过程动态化
杜威认为,教育就是生长,使经验不断改造和重组,教育是一个提升生命价值,开启人的智慧的过程,因此发展性评价必须注重过程。学生在活动、设计、实验、制作、讨论中是否以积极的态度参与,在探索过程中付出了怎样的努力,对问题的钻研精神,计划的合理性,合作态度和方式等都是评价的重要内容。
2.评价方法多样化
评价可以有随机评价、作业评价、考试评价和学科评价等方法。“富有情趣的标志性评价”、“言简意赅的便条评价”、“富有理性的课堂观察评价”深入学生的心灵,能极大地激发学生的学习兴趣。
3.评价应该科学化
发展性评价不能缺少批评,不加辨析地盲目鼓励,会使学生无法看清努力的方向和前进的目标,不仅不能给学生有效的激励,反而不利于学生改进学习方法。曾听过一节科学公开课《功》。学生不管是解出了一道很简单的题目,还是回答出了一个简单的问题,老师几乎无一例外地竖起大拇指,“真好!”“真行!”“你真棒!”的称赞声不绝于耳。课堂上教师的激励性评价语可谓热情洋溢。但由于老师没有准确客观地指出学生的长处及存在的缺点,学生也就错失了一次次“扬长避短”的机会。当学生犯错误时,教师给予善意和科学的批评,学生会从批评中获得鼓励和前进的动力,学生会感到这种批评是老师对自己特有的关爱,从而进一步增强对老师的信任。
通过多年发展性评价的实践,我们取得了较好的教学效果。发展性评价让我发现了学生身上更多的蕴藏的潜能和闪光点,使更多的学生扬起自信的风帆,有效地促进了学生的全面和谐发展。
参考文献:
【关键词】移动电站;CAN总线;监控器;嵌入式;LPC2368
前言
目前应用于移动电站系统中的监控设备仍以模拟指针式仪表、继电器、保护器的组合为主,该监控单元体积大、监控信息少、智能化程度低,不能满足操控人员对移动电站系统运行状态及时监控的要求。移动电站系统电气控制、指示结构不适宜安装在车辆驾驶室内,使得监控单元与操作工位分别设置在两个互不相联的区间,驾驶室内无指示系统运行状态及电气性能指标的仪表和控制单元,操控人员无法对电站系统运行状态进行实时监控。由于移动电站系统的结构和操作使用要领要求该系统一般由车辆驾驶员负责操作和监护。因此,通过对车载移动电站控制器现状的调研,及其在使用、维护中所反映的问题,研制针对车载移动电站的监控器,有助于操控人员对移动电站系统运行状态进行及时有效的监控,保障系统运行的稳定与可靠,有助于开展对移动电站系统控制器智能化、信息化的研究,切实提高移动电站系统的信息化水平。
1.移动电站监控系统的总体设计
该项目移动电站系统采用的是利用汽车的原动力,借助车辆取力口,通过传动轴将动力传递至交流发电机,交流发电机发出的电经由配电装置输出到用电设备。其监控参数包括发动机参数、电力参数以及控制过程,具有操作提示和黑匣子功能。系统总体硬件共分为四个模块:
(1)监视单元。用来进行系统的各项参数的显示和人机交互;
(2)电力参数采集和交流输出控制模块。实现对电压、电流、频率等电力参数的采集和对交流输出的控制;
(3)发动机转速、取力器状态采集模块。实现对发动机的转速,取力器状态、档位状态等开关量的监测和控制;
(4)油温、油压、水温采集模块。主要对油温、油压、水温等信号的采集和处理。
图1 系统总体硬件结构图
四个模块采用CAN总线的形式互联,MCU均选用具有ARM7内核的LPC2368,LPC2368采用使用了一个高性能的32位ARM7内核,可以在高达72MHz的频率下操作,具有丰富的外部接口,高性能的主控芯片和丰富的接口,保证了系统信息处理的实时性和系统的可扩展性(见图1)。
2.系统的硬件设计
2.1 电力参数采集方案
目前应用于电力系统的各种智能测量仪表、监控装置和综合自动化系统中,电气量采集和计算的方法主要有两种,一种是直流采样算法,另一种是交流采样算法。本项目采用交流采样算法的电能计量芯片ADE7758搭建电力参数采集电路,ADE7758采用ADC和专用的DSP方式,具有功能强大、精度高,电路简单、成本低、维护简单、可靠性高等特点。本项目的电力参数采集可以使用本芯片作为电压、电流有效值,频率、有功功率、无功功率、视在功率及功率因数的采集和计算,同时,本芯片的波形采集功能,可直接使本项目使用ADE7758采集的波形数据通过CPU计算电压、电流的谐波总含量。由于计算谐波含量数据处理量较大,本设计中外扩一片1024kb的RAM芯片IS63LV1024L。
2.2 油温、油压等信号采集方案
油温、油压、水温的采集采用LPC2368自带的ADC的形式进行采集。于本系统是在车辆发动机上的应用,因此,必须采用高可靠性的车辆专用VDO传感器,此传感器均为电阻形式,可靠性高,线性度好,经过调理电路调理后,输入到ADC中,经过模数转换后给MCU采集。
2.3 转速采集方案
转速的采集则通过磁电传感器将发动机的转速信号转换为电脉冲信号,经过调理后变成方波信号,供MCU采集。
2.4 数字量输入、输出方案
数字量输入采用湿触点的形式,利用光耦隔离后,输入到主控芯片进行数字量状态的采集。
数字量输出采用干触点的形式,主控芯片给出控制信号后,通过光耦隔离后,控制继电器,进而来控制输出。
2.5 CAN接口电路
由于本系统选用的微控制器均具有CAN2.0控制器,因此,不需要外接CAN控制器,本系统选用NXP公司的TJA1040作为CAN总线的通信芯片,选用CAN通信作为监视单元和控制单元的通信手段,使整个系统的拓扑结构简单,容易实现系统的功能的拓展。CAN接口使用TDK公司的共模电感以降低通信噪声,提高整个电路的可靠性。
3.系统的软件设计
软件设计是嵌入式系统的灵魂。硬件所有的系统功能,都需要通过软件来实现,因此,软件设计成为嵌入式系统设计的一项重要任务,并且,软件设计的好坏、可靠性及运行效率直接关系到嵌入式系统的性能。本设计基于高性能ARM7微处理器和CAN总线搭建硬件系统,并在硬件平台上编写系统软件,实现移动电站监控系统的功能。ARM微控制器中的程序均采用C语言来编写,编写软件用Keil for ARM,调试工具采用Keil公司的Ulink仿真器。上位机软件用C++Builder来编写。
本系统三个数据采集功能模块需要将处理好的数据通过CAN通信接口与监视单元实现信息共享。LPC2368采用中断的方式对CAN控制器做出相应的处理。LPC2368的CAN模块工作在正常工作方式。在该方式下,模块主动监听所有总线信息和产生应答、错误帧等。波特率设置为 250kbps。此控制模块按规定格式和周期发送数据到总线上,同时采用中断的方式接收信息。
4.结论
本项目所设计的监控器基于CAN总线通信,系统集测量、保护、控制、通信于一体,取代目前移动电站配电系统各种模拟或数显的电流表、电压表、转速表以及控制和保护装置等,改变了传统仪器的结构,使整个系统拓扑结构简单,易于实现整车各项监控参数的集散控制以及功能扩展,进一步规范了移动电站的操控流程,降低移动电站的维护、培训等边际成本,具有良好的社会和经济效益。
参考文献
[1]栗彦辉,赵锦成,刘洪文.军用电站交流电气参数测试系统设计[J].移动电源与车辆,2008(4):1-3.
关键词:自动配料PLC控制切料拨动转轴惠斯通电桥
0 引言
米粉是我国南方大部分地区的主要小吃,一般一碗米粉的制作主要包括烫粉、切菜、配菜、配料等工序。但是目前,米粉配制的每一道工序都完全由人工操作。鉴于米粉饮食业广阔的消费市场和自动化技术的发展,以桂林米粉为主要研究对象,提出研究和设计米粉自动配制机,完全代替员工烫粉、切菜、配菜配料等。论文主要针对米粉自动配制机中的自动配料系统进行研究与设计,该系统可以实现以下功能:第一,可以自动切削各式卤菜,如:牛肉、叉烧、锅烧等;第二,可以自动向碗中添加适量卤菜、卤水、食用油等。米粉自动配制机的研制将紧密结合实际市场需要,用自动化机器代替人力,提高效率,降低成本。该技术的研究将填补米粉业,甚至其他有类似工序食品行业的一项空白。
1 供料机械方案设计
以桂林米粉为例,供料装置中至少需要两个加料孔,其中一个添加卤水,一个添加食用油;卤菜格子至少4个(分别放置牛肉、叉烧、锅烧等),实现一边切卤菜,一边自动添加适量卤菜到碗中。自动添加卤菜的方案设计有两种,其一是为螺旋刀片式供料,采用螺旋绞肉,将肉绞入刀片组,其可控制物料的多少,但显然机械结构和控制都较为复杂;其二为切料拨动转轴供料,主要是将切料放在下料工序之前。考虑到供料的多样性,并且需要准确供应物料重量,螺旋刀片式供料许多零件的制造周期较长,费用较高;只有切料拨动转轴供料体积小巧易于组装,方便控制,并且此模块具有强大的通用性,可以满足各种供料的需要。因此,供料方案选用切料拨动转轴式供料。
加料孔专门用来添加卤水和食用油,可采用Atman AT-301潜水泵。
2 称量模块设计
如何根据顾客选择的一两、二两、三两米粉来自动添加适量的卤菜、卤水、食用油,是称量装置要解决的重要问题。采用ATMEGA16作为主控芯片,惠斯通电桥为传感器。因为惠斯通电桥具有很多优点,如可以抑制温度变化的影响,可以抑制侧向力干扰,可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等,所以惠斯通电桥在称重传感器中得到了广泛的应用[1]。用AVR单片机ATMEGA16制作电压表来监视电压的变化,测到的信号便可以表征称重传感器上物品的重量。
放大模块使用芯片INA118P,1、8引脚接电阻,引脚2接信号正,引脚3接信号负,引脚6输出放大后信号。电源部分接RC低通滤波器。
称量模块软件设计主要分为电压信号采集和称重显示。首先,打开特殊功能IO寄存器-SFIOR,对应的C语言是ADCSR=0;之后,开始对其他寄存器进行初始化。设置结束之后,AVR开始转换,转换需要500毫秒。ADC转换之后数据放置在ADCL及ADCH两个寄存器中,分别用两个寄存器将其数据取出,并进行数据处理以便1602液晶显示模块显示。
3 PLC控制过程
3.1 功能分析
系统上电之后等待选料指令,按下X0牛肉,X1锅烧,X2叉烧(三者之一);X3有碗确认;X4确定;选择配料后,系统记录下选择的内容,等到粉烫好倒入碗之后,再把配料加进碗中,除了加入各种配料之外,还要加入食用油、卤水等佐料。
依据米粉自动配制机动作流程,启动之后,牛肉、锅烧、叉烧的选项是互不干扰的,不影响后面的程序,所以只能采用选择分支语句[2]。输入继电器X0将信号存于中间继电器M100,同时Y20输出LED指示灯,M100控制牛肉供料电机Y4,供料的多少依据时间以及称量模块反馈的信息来确定。当供料时间到或者供料达到重量的上限值后供料信号切断,由时间信号T5以及传感器接口X14(扩展)确定;同理,通过X1控制Y21、Y5锅烧;通过X2控制Y22、Y6叉烧,依次类推。
3.2 程序编写
由于米粉机送碗与送料模块的动作可以同步,所以使用经验设计法编程。经验设计法编程简单易懂,程序的结构清晰,可分多个模块独立编写[3]。以牛肉为例,送料模块程序如下所示:
0 LD X001 ;选牛肉
1 OR M101 ;中间继电器
2 ANIT5 ;时间控制器
3 OUTM101;输出中间继电器
4 OUTY021;输出LED指示灯
5 LDX013;送粉左限位
6 ORM114;中间继电器
7 ANIX012;取反送粉右限位
8 OUTM114
9 OUT T4 K60
10 OUT T5 K50;送料时间控制
11 OUT T7 K30
12 LDM116;牛肉内选中间继电器
13 OUTY5;牛肉输出
4 结论
自动配料系统能根据不同重量的米粉自动适量地向碗中添加卤菜、卤水、食用油等。结构、方案设计合理、简单,采用PLC编程将复杂、自适应的下料过程控制变得较为简单。自动配料系统的实现不仅大大提高了生产效率,而且减少了劳动力,并为将来米粉自动配制机的研制奠定了基础。
参考文献:
[1]蔡共宣,林富生著.工程测试与信号处理[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.9.
[2]李仁著.电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2008.6.
[3]陈苏波.三菱PLC快速入门与实例提高[M].北京:人民邮电出版社,2008.8.
论文关键词:物理实验,教学环节,能力培养
物理学是一门以实验为基础的学科,物理学的实验原理、理论体系和研究方法是现代科学技术的基础。因此,物理实验课的教学在学生的科学素养、创新精神和动手能力的培养中占有重要的地位。然而,这一点并没有得到所有学生足够的重视,在学习中出现了一些不好的现象。本文将对此作一个分析,并提出解决这些问题的方法。
1 学生在实验课学习中存在的问题
笔者通过对本校和国内其他高校实验课教学情况的调查和分析,发现目前学生在实验课学习中突出的问题主要有以下几个方面:
1.1 对实验课重视程度不够,课前预习做得不好 有些学生对物理实验课未予以足够的重视,认为只要每次实验都跟着去做就可以了,于是,课前不认真预习或干脆不预习。我们在教学中发现,有相当一部分学生,每次到了实验室就问今天做什么实验?有的学生甚至到了最后一轮实验时还在这样问。像这样伧促上阵,结果是糊涂地听,糊涂地做,很难想象有好的效果。
1.2 实验操作不认真,数据记录不真实 有些学生对用时间较长和实验过程较复杂的实验,操作时缺乏耐心,不愿按程序一步一步地自己完成实验,往往图快图省事。有的学生一旦花了一点时间还没有调整好实验仪器或没有接好电路,要么是找老师解决,要么到别的组去凑,不愿花时间动脑筋分析问题、解决问题;有的学生读取实验数据不细心,数据偏差大,记录不合规定物理实验,得到的结果完全不靠谱;还有些学生在与同学对数据后自己凑数据。甚至有个别学生在老师指出其数据错了,让其重测时,他居然乱编数据。
1.3 实验报告敷衍塞责,没有分析和总结 实验报告是对实验的总结,也是评价学生学习收获的依据。可一些学生敷衍了事,简单抄几句实验原理,将实验数据记录纸往上一贴,计算结果一写就算完事,根本就没有对所作实验进行认真的总结和分析,有的甚至连基本的计算结果和图示也没有。
2 出现这些问题的原因
根据我们与学生交流掌握的信息和对现实情况的分析,大学生在大学物理实验课学习中之所以出现这些问题,一是由于大学物理实验是作为一门单独的课程设置的,一般为36-54学时,1-1.5个学分。有些学生认为这门课课时较多,学分却不多,不愿意在这门课上多花时间;二是一个教师一次指导的学生较多顾不过来,使有些学生在实验中有机会偷懒;三是考核方法和评分标准不尽合理,使得实验课考核容易通过,从而使学生不够重视。
3 应加强管理的几个教学环节
针对以上所述的问题,我们认为,只要在教学的几个环节上加强管理和对学生加强引导,是可以收到较好效果的。
3.1 强调预习的重要性,坚持预习报告签字制度 由于物理实验是一门独立的课程,其内容和大学物理学虽有关联,但并非完全依赖。有的实验内容是大学物理学根本就不讲授的,即使是大学物理学有讲授的,但对于大循环体制的实验安排而言,总有一部分学生在做此类实验时理论课还没有讲到。因此,实验课的预习就显得尤其重要了。学生通过预习,对于要做的实验所依据的物理原理是什么,实验的设计思想是什么,实验步骤是什么,所用的仪器(仪表)有哪些,它们的工作原理和特点是什么,本次实验要达到什么目的等就会有个较为清晰的了解,对不太懂的内容也就心中有数,在课堂上教师讲述时就会认真听这一部分。总之,通过预习,可以使学生在实验操作前有一个很好的准备,为顺利完成实验打下基础。
为了将学生预习落到实处,我们认为通过两个方面的工作可以实现。一是课前将各组实验轮次给学生,让每个学生抄记。这一措施一直在实行,但仍有学生不重视,因此还需要多强调;二是坚决执行预习报告签字制度,不写预习报告不让进实验室。以往也提过此要求,但坚持得不够,导致一些学生没有认真去预习。实验预习报告内容主要有:实验名称、实验目的、简要的实验原理和大致的实验步骤等。
为了不增加学生的负担,我们让学生将预习报告写在正式的实验报告单上,学生们都乐意执行。
3.2 明确实验任务,强调操作技巧 在学生实验前的分组讲解也是十分重要的环节物理实验,要让学生明确本次实验要完成的任务,重点强调操作中要注意的问题和关键技巧。有的实验虽然原理简单,但稍不注意就会出现问题;有的实验虽然电路并不复杂,但很多学生会连接错,这些都需要教师予以提醒站。这一点我们深有体会。
如测二极管正向伏安特性时,若老师不予以说明,有的学生会将电压一直加到1.5伏,造成电流过大损坏器材;还有学生将电流表的量程选择在300毫安以上来测量,结果是电压到了0.5伏还读不出电流,认为二极管是坏的。因此,就必须向学生讲清,实验用的硅二极管正常工作电压是在0.7伏左右,电压高于0.7伏以后电流会急剧增加,并且很快就会达到安培数量级,但这不是正常工作范围。因此,测量其伏安特性只需将电压加到0.7伏左右即可。同时需要向学生讲清,二极管并不是加了正向电压就导通的,硅二极管在正向电压很低(0.3伏以下)时基本是不导通的,在正向电压较低(0.4-0.5伏左右)时电流是很小的,必须用小量程电流表才能测量出来。如此,就可让学生顺利完成实验。
又如电表改装与校正实验,对如图电路,很多学生出现连接错误,对此,我们教学生分区域连接电路的方法:先接①,即连接电源正、负极到滑动变阻两端;再接②,即物-图对应,将电表、电阻连接到双刀双掷开关的6个接线柱上(注意6个接线柱标号不能错);最后将标准电压表负极、微安表负极和并联电阻的另一端连接到电源负极。实事表明,这样讲解后,绝大部分学生觉得线路不复杂了,也学到了按图接线的方法。
3.3 多巡查学生操作情况,及时予以指导 一个教师一般一次指导20名左右的实验学生,不可能守着一个学生,但可以巡回观察。对那些预习得好、能力较强的学生,只要观察到他们在按正确方法、程序操作,就可以放手让他们进行;对一些理解得不很清楚、动手能力差的学生,就要经常到他们身边去观察、询问和指导,及早发现实验操作和数据记录中的问题。否则,时间到了完不成实验,就会使他们心慌意乱,甚至出现抄数据、凑数据的情况。
3.4 认真批阅实验报告,强调分析问题能力 实验报告在学生一次实验成绩评定中占50%,要认真批阅。往往有的学生实验操作能令人满意,但实验报告却不尽如人意。我们认为,实验报告是对本次实验的总结,实验也应该在培养学生分析问题、总结工作的能力上起到一定的作用。
在评价实验报告时,除了要看必须有的结果表达(包括数据和图表)是否正确外,更应强调对学生分析能力的评价。一个实验作完了,学生应该分析本次实验是否成功,是否有不完善之处,实验结果的误差大小如何物理实验,有可能是哪些因素造成,应该在哪些方面改进就可以作得更好等等。而这一点正是学生能力培养的一个重要方面,对他们将来在实际工作中如何处理问题是一种很好的训练。
为了减轻学生的压力,我们告诉学生,对实验的分析和总结就根据自己的水平和认识来写,写错了不要紧,重要的是动脑筋思考了;也不要写很多,把自己的结论表达清楚就够了。很多学生表示,这种训练使他们获得了较大的收益。
3.5 改进考核方法,严格评分标准 目前的实验课考核方法,基本上将平时成绩(占70%左右)与期末考试(占30%左右)综合而成。从实践来看,这种方法有一定的合理性和可操作性,但也有不足。如平时成绩一般给分都不低,只要参加了实验,一般评分大都在80分左右,且差别不大;而期末考试通常是作一个已作过的实验,普遍得分较高,也拉不开档次。从历年情况看,物理实验不合格的学生非常少。但这并非真实情况的反映。
我们认为,可以一方面对考核方法进行一些改革:有的学校将期末考试定为独立做一个未做过的实验(课本上有且水平相当),有的学校在实验操作外加入笔试、口试,都收到了较理想的效果。这样做虽然会加大教师的工作量,但可以更为真实的反映学生的学习情况。另一方面对学生平时实验成绩严格评分标准,做得一般或不太好的就要打低分。
我们在实验的几个环节上加强管理后,取得了一些好的效果,我们将继续探索,以期将实验教学做得更好。