低压断路器教案

低压断路器教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解低压断路器的工作原理，包括电磁脱扣器、热脱扣器和欠压脱扣器的作用。掌握低压断路器的主要参数，如额定电流、分断能力等，并能根据实际需求进行简单的选型计算。熟悉低压断路器的结构组成，能够识别其各个部件。学会正确安装、调试和使用低压断路器，能够判断常见故障并进行初步维修。2.过程与方法目标通过观察、分析低压断路器的实物和工作过程，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。在进行参数计算和选型的过程中，提高学生运用数学知识解决实际问题的能力。通过实际操作安装、调试和维修低压断路器，锻炼学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对电气技术的兴趣，培养学生严谨的科学态度和创新精神。增强学生的安全意识，让学生认识到正确使用电气设备的重要性。

二、教学重难点1.教学重点低压断路器的工作原理。低压断路器的主要参数及选型方法。低压断路器的安装、调试与使用。2.教学难点理解低压断路器各种脱扣器的协同工作原理。根据实际电路情况准确选择合适的低压断路器参数。

三、教学方法1.讲授法：讲解低压断路器的基本概念、工作原理、主要参数等理论知识，使学生形成初步的认知。2.演示法：通过演示低压断路器的实物结构、工作过程以及安装调试过程，让学生更直观地了解相关知识和技能。3.实践法：安排学生进行实际操作，安装、调试和维修低压断路器，在实践中巩固所学知识，提高动手能力。4.讨论法：组织学生讨论低压断路器在不同应用场景中的选型问题以及故障原因分析，培养学生的合作学习能力和思维能力。

四、教学准备1.教学设备不同型号的低压断路器实物若干，包括塑料外壳式断路器和万能式断路器。多媒体教学设备，用于展示相关图片、视频资料。低压断路器教学模型，便于学生直观理解内部结构。实验台，配备必要的工具和仪器，如螺丝刀、万用表等。2.教学资料编写详细的教案，制作PPT课件。收集相关的国家标准、行业规范以及实际工程案例资料。

五、教学过程

（一）课程导入（5分钟）通过播放一段电气火灾事故的视频，引出电气设备安全保护的重要性。提问学生在电气系统中常用的保护电器有哪些，从而导入本节课关于低压断路器的内容。

（二）知识讲解（20分钟）1.低压断路器的定义与用途利用PPT展示低压断路器的外观图片，结合文字讲解低压断路器是一种能在正常和故障情况下接通和断开电路的开关电器，具有过载、短路和欠压保护功能。举例说明低压断路器在工业、民用建筑等领域的广泛应用，如电动机的控制、照明电路的保护等。2.低压断路器的工作原理利用教学模型，结合动画演示，详细讲解低压断路器的工作原理。介绍电磁脱扣器用于短路保护，当电路发生短路时，短路电流产生的电磁力使衔铁吸合，推动杠杆使断路器跳闸。说明热脱扣器用于过载保护，过载电流使双金属片受热弯曲，推动杠杆使断路器动作。讲解欠压脱扣器用于欠压保护，当电压降低到一定值时，衔铁释放，断路器跳闸。通过动画演示三种脱扣器协同工作的过程，帮助学生理解其工作原理。3.低压断路器的主要参数讲解额定电流，它是指断路器在长期工作制下允许通过的最大电流，根据负载电流大小来选择合适额定电流的断路器。介绍分断能力，即断路器在规定条件下能够可靠分断的最大短路电流，分断能力的大小直接影响断路器在短路时的保护性能。说明极数，常见的有单极、二极、三极和四极，根据电路的相数和需要保护的线路数量来选择。举例说明如何根据实际电路的负载电流、短路电流大小以及相数等因素来确定所需低压断路器的主要参数。

（三）实物展示与分析（15分钟）1.展示不同型号的低压断路器实物带领学生观察塑料外壳式断路器和万能式断路器的外观，讲解它们的结构特点和适用场合。打开断路器外壳，展示内部结构，包括触头系统、脱扣机构、灭弧装置等，让学生直观了解其组成部分。2.分析各部件的作用结合实物，详细讲解触头系统的作用是接通和断开电路，良好的触头接触性能对于减少发热和电弧产生至关重要。介绍脱扣机构如何实现过载、短路和欠压保护功能，强调其动作的可靠性。说明灭弧装置的作用是迅速熄灭电弧，防止电弧持续燃烧造成触头损坏和相间短路，讲解常见灭弧方式，如磁吹灭弧、纵缝灭弧等。

（四）选型计算讲解（15分钟）1.电动机回路低压断路器选型通过一个实际的电动机回路案例，讲解如何根据电动机的额定电流来选择低压断路器的额定电流。给出公式：$I_{N}\geq(1.21.5)I_{MN}$，其中$I_{N}$为断路器额定电流，$I_{MN}$为电动机额定电流，解释系数的取值依据。强调还要考虑电动机的启动电流对断路器选型的影响，一般要求断路器能够承受电动机启动时的冲击电流而不动作。2.照明回路低压断路器选型以一个照明配电箱为例，说明照明回路中低压断路器额定电流的选择方法。讲解根据照明灯具的总功率计算出负载电流，公式为$I=P/U$（$P$为总功率，$U$为额定电压），然后根据计算结果选择合适额定电流的断路器。强调要考虑照明回路可能出现的过载情况，适当留有一定的余量。

（五）安装与调试演示（20分钟）1.安装前准备在实验台上摆放好所需的工具和设备，如螺丝刀、万用表、低压断路器等。讲解安装前检查低压断路器的外观是否完好，各部件是否齐全，以及用万用表测量触头的通断情况等准备工作。2.安装步骤演示按照正确的安装顺序，逐步演示将低压断路器安装到实验台上的过程。强调安装时要注意断路器的进线端和出线端的连接，确保接线牢固、正确，避免接错线导致短路等故障。讲解安装过程中如何保证电气间隙和爬电距离符合要求，以确保安全运行。3.调试过程演示介绍调试的目的和方法，通过模拟正常工作、过载和短路等情况，演示如何调试低压断路器使其正常工作。利用万用表监测电路中的电流和电压，观察断路器在不同工况下的动作情况，如过载时热脱扣器动作、短路时电磁脱扣器动作等，让学生直观了解调试过程和断路器的保护特性。

（六）学生实践操作（30分钟）1.分组安排将学生分成若干小组，每组34人，确保每个学生都有参与实践操作的机会。2.实践任务布置每个小组按照教师演示的步骤，在实验台上安装一台低压断路器，并进行调试。要求学生在安装过程中注意安全，正确使用工具，仔细检查接线是否正确。在调试过程中，模拟不同的故障情况，观察断路器的动作情况，并记录相关数据。3.教师巡视指导教师在学生实践过程中进行巡视，及时发现学生在操作中存在的问题，并给予指导和纠正。解答学生提出的疑问，鼓励学生积极思考，培养学生独立解决问题的能力。

（七）故障排除讲解与实践（20分钟）1.常见故障分析利用PPT展示低压断路器常见的故障现象，如合闸后断路器立即跳闸、过载时断路器不动作等。分析每种故障可能产生的原因，如短路故障可能是由于线路绝缘损坏、电器设备内部短路等；过载时断路器不动作可能是热脱扣器调整不当、触头接触不良等。2.故障排除方法讲解针对不同的故障原因，讲解相应的排除方法。对于短路故障，首先要切断电源，然后使用绝缘电阻表检查线路绝缘情况，找出短路点并修复。对于过载时断路器不动作的故障，检查热脱扣器的动作电流设定值是否正确，调整到合适位置；检查触头是否接触良好，如有氧化或烧蚀应进行处理。3.故障排除实践故意设置一些低压断路器的故障，让学生分组进行故障排除实践。要求学生运用所学知识和方法，通过观察、测量等手段找出故障点并排除故障，培养学生的故障诊断和维修能力。教师在学生实践过程中进行巡视，观察学生的操作过程，给予必要的指导和帮助，确保学生安全、正确地完成故障排除任务。

（八）课堂总结（10分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括低压断路器的工作原理、主要参数、选型计算、安装调试以及故障排除等方面。2.教师对学生的回答进行补充和完善，总结本节课的重点知识和技能，强调关键要点和注意事项。3.与课程导入时播放的电气火灾事故视频相呼应，再次强调正确使用和维护低压断路器对于保障电气系统安全运行的重要性。

（九）课后作业（5分钟）1.让学生完成教材上相关章节的练习题，巩固课堂所学知识。2.布置一个小作业，要求学生根据自己家中的照明电路和电器设备情况，计算所需低压断路器的额定电流，并说明选型依据。

六、教学评估1.课堂表现评估观察学生在课堂上的参与度，包括提问、讨论、实践操作等环节的表现，评估学生的学习积极性和主动性。检查学生在实践操作过程中的规范性，如工具使用、接线方法、安全意识等方面，评价学生的动手能力和操作技能水平。2.作业评估认真批改学生的课后作业，检查学生对课堂知识的掌握程度，对练习题和小作业的完成情况进行详细评分。通过作业反馈，了解学生在学习过程中存在的问题和薄弱环节，以便在后续教学中进行有针对性的辅导和强化训练。

七、教学反思通过本节课的教学，学生对低压断路器有了较为全面的认识和理解，在知识、技能和情感态度等方面都取得了一定的收获。在教学过程中，采用多种教学方法相结合，如讲授法、演示法、实践法和讨论法等，使抽象的知识变得更加直观易懂，提高了学生的学习兴趣和参与度。实践操作环节让学生亲身体验了低压断路器的安装、调试和故障排除过程，有效锻炼了学生的动手能力和解决实际问题的能力。

然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在讲解一些较为复杂的概念和原理时，部分学生理解起来仍有困难，需要在今后的教学中采用更通俗易懂的方式进行讲解，并增加一些实例