教學(xué)好效果 教具來配合

【摘 要】自制教具是一種實用、價廉、方便有效的教學(xué)用具。通過自制教具的演示，使學(xué)生對自感和互感現(xiàn)象電路有一個感官上的認(rèn)識，同時對自感電動勢和互感電動勢的方向與電流變化之間的關(guān)系也有了深刻而清晰地理解。

【關(guān)鍵詞】自感現(xiàn)象 互感現(xiàn)象 電動勢

對中專機電專業(yè)來說，《電工電子基礎(chǔ)》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著舉足輕重的作用。但這門課難度大，又抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺很吃力，這給老師的講解也帶來挑戰(zhàn)。為了講好這門課，老師們花了很多心思，想了很多高招，但效果并不明顯。為此，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，和對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的了解，我利用廢舊線圈、微安表、電阻、發(fā)光二極管等元件做了幫助教學(xué)的直觀有效的教學(xué)板，通過演示和學(xué)生自己動手實驗，達到了學(xué)生深刻理解并牢固掌握的絕好效果。現(xiàn)就自感互感現(xiàn)象電路為例，闡述一下教具的制作和原理，與同行共勉。

一、自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象

自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于線圈本身電流變化而引起的。

流過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的自感電動勢，總是阻礙線圈中原來電流的變化，當(dāng)原來電流在增大時，自感電動勢與原來電流方向相反；當(dāng)原來電流減小時，自感電動勢與原來電流方向相同。因此，“自感”簡單地說，由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。由于回路中有電流變化，而在該回路自身中引起的感應(yīng)電動勢與自感電動勢，互感現(xiàn)象：如果一個線圈中的電流發(fā)生變化，而使與其靠近的另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。另一個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫互感電動勢。

二、教具制作使用的元器件

舊變壓器線圈兩個，小燈泡（6V）三個，發(fā)光二極管紅綠各一個，100μA微安表一個，1K可變電阻兩個，39Ω固定電阻一個，直流電源一個，小開關(guān)6個； 2個燈泡， 1個1K電阻， 1個多用穩(wěn)壓電源，多個開關(guān)等。

三、教具的制作

找一個大小合適的板材，將畫好的電路圖粘在上面，根據(jù)需要鉆孔。放元件，連線，焊接即可。注意連線要正確，焊接要牢固。

四、自感現(xiàn)象演示

1. 線圈中電流增大時產(chǎn)生自感電動勢

在圖1中，當(dāng)S1和S2都閉合的情況下，調(diào)RP1使HL1和HL2的亮度一樣，然后斷開S1。再閉合S1時，HL2馬上就亮，而HL1是慢慢地亮；這種現(xiàn)象說明線圈中的電流在增大變化時，線圈會產(chǎn)生自感電動勢，這個自感電動勢阻礙HL1中電流的增大，因此使燈HL1出現(xiàn)慢慢變亮的現(xiàn)象。

2. 線圈中電流減小時產(chǎn)生自感電動勢

在圖2中線圈和燈HL3是并聯(lián)的，當(dāng)S4斷開時，閉合S3燈HL3立刻亮，斷開S3燈HL3立刻滅；當(dāng)S4閉合時，S3閉合，燈HL3立刻亮，此時斷開S3，會看到燈HL3并不是馬上熄滅，而是亮一下，再慢慢熄滅。這種現(xiàn)象說明線圈中的電流在減小變化時，線圈也會產(chǎn)生自感電動勢，這個自感電動勢對燈泡HL3放電，使燈HL3出現(xiàn)亮一下再熄滅的現(xiàn)象。

3. 自感電動勢方向的判定

在圖2電路中，用了兩個發(fā)光二極管，而且這兩個發(fā)光二極管反向并聯(lián)，（這正是這個電路的巧妙之處）。在S4斷開的情況下，開關(guān)S3閉合，燈HL3亮，S3斷開，燈HL3滅；在S4閉合的情況下，S3閉合，燈HL3亮，開關(guān)S3斷開時，燈HL3亮一下再慢慢滅，并且發(fā)光二極管LED2會亮一下，這說明線圈在電流突變時，會產(chǎn)生自感電動勢，而且電動勢的方向總是阻礙電流的變化，通過演示，不但明白了線圈的性質(zhì)和特點，而且會深刻理解并牢固掌握線圈的自感現(xiàn)象和自感電動勢的存在。

五、互感現(xiàn)象演示

在圖3所示互感現(xiàn)象電路中，開關(guān)S5閉合情況下，開關(guān)S6閉合和斷開的瞬間；或開關(guān)S5、S6都閉合情況下，調(diào)節(jié)電位器RP2都會看到微安表指針有擺動，說明線圈L2中有電流流過，而L2線圈所在電路中是沒有電源的，電流是線圈L2和線圈L1產(chǎn)生互感現(xiàn)象的結(jié)果。這種現(xiàn)象充分說明了互感現(xiàn)象的存在。

六、互感電動勢方向的演示

在圖3中有兩個反向并聯(lián)的發(fā)光二極管，可以直觀地演示電流的方向，根據(jù)線圈L1中電流的增大和減小，觀察線圈L2回路中電流的方向，可知線圈L2產(chǎn)生的互感電動勢的方向，從而可很好地理解互感電動勢的方向與電流增大還是減弱的關(guān)系。

通過教具輔助教學(xué)把理論問題具體化，抽象問題直觀化。學(xué)生通過現(xiàn)象認(rèn)識本質(zhì)，理解深刻，記憶牢固，教學(xué)效果極好。

【參考文獻】

［1］周紹敏. 電工基礎(chǔ)，2006.

［2］陳振源. 電子線路，2006.