电容器课程教学之我见

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  摘 要:在电工基础教材电容器教学中,学生对电容器内容掌握起来具有一定难度,所以教师必须探索适当的教学方法,以帮助学生更好地掌握教学内容。
  关键词:教学目标 教学难度 教学方法
  在电工基础教学中,电容器内容对学生来说既陌生又抽象,掌握起来有一定的难度。所以教师应采用合适的教学方法帮助学生掌握本章内容。
  一、教学目标
  1.电容器与电容课程教学目标
  电容器与电容这一节,按照大纲的要求,本节的教学目标应为:电容器的结构及基本特性;电容的概念及大小;平行板电容器及其电容值的计算公式。
  2.电容器的选用和连接课程教学目标
  “电容器的选用和连接”为本章重点,本节的教学目标为:电容器的分类及特点;电容器选用的依据主要有标称值和额定工作电压;电容器串、并联的特点。
  3.电容器的充电和放电课程教学目标
  “电容器的充电和放电”这一节理论性较强,本节教学目标为:电容器充电和放电的过程;电容器中的电场能及RC电路的过渡过程。其中重点在电容器的充电过程,这也是难点之处。
  二、教学难度
  对于电容器教学内容,由于学生在平时见得少、用得少,因而对于它的构造、特性以及用途更是知之甚少,这就给教师的授课提出了要求,所以课堂设计、讲授方法尤为重要。
  三、教学方法
  1.创设情景,实例引入
  教师先讲解电容器在家电等电器中的应用,使学生意识到电容器离我们并不遥远,再通过挂图或多媒体展示常用电容器,并展示不同类型电容器的实物,增加教学直观性,从而激发学生的学习兴趣。
  2.通过拆解纸介电容器,让学生观察电容器的内部结构
  教师辅助多媒体手段展示电容器结构图片,讲解电容器构造。即:两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器,这两个导体称为电容器的两个极板,中间的绝缘材料称为电容器的介质。并以此类推:不管是哪种类型的电容器,它们的构造原理都相同。
  3.通过动手实验,让学生理解电容器的特性
  通过学生亲自动手进行电容器充、放电电路的实验,老师再配以生动形象的多媒体动画演示,把电容器充电、放电的过程形象化、明了化,从而加深学生对电容器充放电过程的理解,继而明白电容器具有的最基本特性——储存电荷。之后,教师及时提出具有代表性的问题,如:电容器的充放电电流实际通过电容器的绝缘介质吗?当电容器加上交流电压时,电路中有电流流过吗?对于第一个问题,教师通过讲解电容器的充放电过程来完成;对于第二个问题,教师可以设计合适的电路,通过学生亲自实验,并观察实验现象而得到理解,使学生理解电容器的另一特性——隔直通交。
  4.通过类比的方法,讲解电容器与电容的关系
  大家都知道,水桶可以盛水,它装水的多少与容积有关系,那么电容器也一样,它储存电荷的本领与另一物理量——电容有关系。电容是电容器本身固有属性。对一个电容器来说,电容的大小等于它所带的电荷量与两个极板所加电压的比值,并且这个比值是个常数,它反映了电容器储存电荷的能力。即:一个电容器的电容越大,它储存电荷的能力就越强。
  5.通过对比的方法,讲解电容的连接
  教师先讲解三个电阻的串联,再讲解三个电容器的串联,让学生通过老师的对比讲解理解电容器的连接。
  教师通过给定的条件,经过推导来讲解电容器的串联,如右图所示:给三个串联的电容器加上直流电压U进行充电,此时每个电容器所带电荷均为Q,则各个电容器的电压分别为:
  U1=Q/C1
  U2=Q/C2 U3=Q/C3
  而总电压 U=U1+U2+U3
  设串联电容器的总电容为C,则U=Q/C
  那么 Q/C=Q/C1+Q/C2+Q/C3
  所以 1/C=1/C1+1/C2+1/C3
  从结果来看,电容器的串联与电阻的串联结果大相径庭。教师用同样的方法讲解电容器的关联。通过对比的方法加深学生们对电容器串、并联后总电容变化的理解,并在此基础上提示学生电容器串联、并联时应注意的事项。即:当电容量和耐压值都不相同的电容器串联时,必须使任何一个电容器上的工作电压都不超过其耐压。尤其要特别注意小容量电容器上的工作电压不能超过其耐压,几个电容器并联时,任一电容器的耐压都不能低于外加工作电压,否则该电容器会被击穿,尤其要注意并联电容器组的耐压值应取电容器中耐压值最小的那一电压值。
  参考文献:
  [1]邵展图.电工基础(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
  (作者单位:阳泉高级技工学校)
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