对比法在《电工仪表与测量》教学中的运用

对比法在《电工仪表与测量》教学中的运用

刘柏均

(肇庆市技师学院)

摘要：本文对电工仪表与测量课程的对比教学法进行探讨，提出列表对比、图解对比、实物对比、应用条件对比和概念对比等多种对比方式。在教学过程中，根据不同的授课内容和教学目的，灵活运用，从而使《电工仪表与测量》的教学更具针对性。

关键词：电工仪表与测量对比求同求异

对比，是将两种或两种以上的事物、概念、规律等进行辨别。通过对比，找出相同点和不同点，把易混淆的概念、规律、事物梳理清楚，便于理解记忆。在电工仪表与测量的教学中，对比是常用的教学方法。对比的方式有很多种，常用的有：

一、列表对比

例如：在讲完磁电系、电动系仪表之后，学生很容易把两者的特点混淆，教学中除分别讲清楚两者特点的各自含义外，还可以引导学生列出下表进行对比。

通过这样列表对比，使学生能异中求同，同中求异，在求同求异过程中不仅掌握了磁电系仪表和电动系仪表的概念和原理，而且把混乱知识变成了系统的有条理的知识结构，同时也发展了学生的思维能力和运用知识的能力。

二、图解对比

例如：在讲仪用互感器时，可叫学生观察电压互感器和电流互感器的结构和接线图（图1），找出它们的相同点和不同点。

（a）电压互感器及其接线（b）电流互感器及其接线

1—一次线圈2—二次线圈3—铁芯

学生一通过对比，可发现电压互感器与电流互感器的结构与变压器的结构十分相似，它们都包含两个彼此绝缘的绕在硅钢片叠成的闭合铁芯上的线圈，即一次线圈和二次线圈。电压互感器与电流互感器二次侧的一端都接地。但又有不同，电压互感器一次线圈匝数较多；电流互感器一次线圈匝数很小(一般一匝到二匝)，电压互感器以“并联”的方式接线，即其一次线圈和被测电路并联，二次线圈接电压表、功率表、电度表等仪表的电压线圈，因为仪表的电压线圈阻抗都很大，对电压互感器的二次侧来讲相当于开路，所以它就不能短路，为了防止短路事故的发生，电压互感器的一次侧、二次侧都应装设熔断器；电流互感器以“串联”的方式接线，即一次线圈和被测电路串联，二次线圈接电流表或功率表、电度表等仪表的电流线圈，因为仪表的电流线圈阻抗很小，所以对电流互感器来讲相当于短路，它就不能开路，因此，电流互感器绝对不能加装熔断器，以防止熔断器熔断造成电流互感器二次侧开路。

运用图解对比，使学生对知识的理解更形象，更直观。

三、实物对比

例如：在讲单相电能表的接线时，课前准备了单相电能表和电动系单相功率表，讲课时要求学生采用边看书，观察实物，或讨论的方法，同时要求学生根据发电机端守则区分电流线圈和电压线圈的接法。为什么电流线圈要与负载串联？为什么电压线圈要与负载并联？电压线圈与电流线圈在结构上有何不同？单相电能表和电动系单相功率表在结构上有何异同？就测量负载功率这一点来讲，电能表和功率表的接线是否相同？经过讨论后，明确了电能表的接线方法。教师总结后告诉学生电能表在具体接线时，一般情况下只要按接线盒上的接线图接线就不会错，最后再用实物让学生接线进行巩固。学生用实物进行对比知识，掌握的牢固，既培养了观察力，又培养了分析能力。

四、应用条件对比

例如：用功率表测量负载的功率时有两种接线方式，即电压线圈前接方式和电压线圈后接方式（图2）。通过分析这两种接线方式产生的测量误差，才能让学生掌握测量负载消耗的功率时，在什么情况下采用电压线圈前接方式？在什么情况下采用电压线圈后接方式？在教学过程中，可根据下面的步骤进行分析对比。

（a）电压线圈前接方式（b）电压线圈后接方式

1、设负载电阻RL＞＞Ra（Ra为功率表电流线圈电阻），分别采用电压线圈前接方式和电压线圈后接方式测量负载消耗的功率。然后在老师的引导下，分析产生测量误差的原因，由此得出，采用电压线圈前接方式测量误差比较小。

2、设负载电阻RL＜＜RV（RV为功率表电压线圈支路电阻），分别采用电压线圈前接方式和电压线圈后接方式测量负载消耗的功率。然后在老师的引导下，分析产生测量误差的原因，由此得出，采用电压线圈后接方式测量误差较小。

通过测量误差的分析比较，容易得出结论，在RL＞＞Ra的条件下，应采用电压线圈前接方式测量；在RL＜＜RV的条件下，应采用电压线圈后接方式测量，这样才能保证功率表的损耗对测量结果的影响较小。

学生通过对不同的应用条件对比后，强化了对相应知识的理解，使学生获得的新知识更准确、更加深刻。

五、概念对比

例如：在讲完测量误差之后，将讲过的各种带“误差”的名词概念列举出来进行对比讲解，以便学生搞清各种误差之间的区别。

各种误差的区别

学生最容易混淆的概念就是：附加误差与偶然误差，基本误差与系统误差。这时教师应向学生强调：附加误差实际上是一种因外界工作条件改变而造成的额外误差。只要采取恰当的措施，附加误差一般是能够消除的。偶然误差在实际测量中的出现及大小没有一定的规律，这主要都是因为各种外界因素引起的，属随机误差。电工测量中出现的偶然误差在条件许可的情况下是可以减少或消除的。基本误差是仪表本身固有的误差，一般是不能通过操作使其减少的。系统误差属于具有一定规律的误差。根据产生系统误差的原因，可采取相应的措施加以消除。接着，教师可以提出问题：偶然误差与随机误差是同一概念吗？测量误差中是否包含有仪表误差？测量的准确度与仪表的准确度是同一个准确度概念吗？类似

这样的问题会使学生产生很多疑问，从而使他们产生强烈的求知欲。

教师在讲完引用误差和仪表的准确度之后，宜向学生指出，引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差，即满度相对误差。仪表的准确度是指仪表在规定条件下的最大引用误差。其目的是让学生牢记这两个概念，不至于混淆。

通过这样的对比讲解，促进了新旧知识的衔接与融合，澄清学生的模糊认识，加深学生对知识的理解。

在教学中，教师应有意识地引导学生从不同的角度去分析问题和解决问题，设计出解决问题的不同方案，并对这些方案进行分析对比，进行优化取舍，确定最佳的解决问题的方案。例如：测量电阻时，学生可能会选择不同的测量方法，如万用表法、伏安法、直流单臂电桥法、直流双臂电桥法、兆欧表法和接地摇表法等等。在此基础上，教师提出：哪一种测量方法使用方便？哪一种测量方法准确度高？我们应如何根据被测电阻的大小选择合理的测量方法？以减少误差。经过学生的分析对比，由教师引导选择最佳的测量方法。这样，不仅激发了学生的求知欲，而且有利于学生更好地认识用不同仪表测量电阻的方法的适用范围、优点和缺点。为他们将来的工作打下基础。

在《电工仪表与测量》的教学中善于运用对比法，有着十分重要的意义。1、在复习的时候运用对比法，可将知识点系统化，便于记忆，加深知识的巩固和理解。例如，直流单臂电桥的使用方法和直流双臂电桥的使用方法的比较，用一表法测量三相有功功率和用一表跨相法测量三相无功功率的比较等等。2、在讲新课时运用对比法，可将不同类事物进行比较，探索不同类事物间的差别，培养学生的探索能力，增强学生学习《电工仪表与测量》的兴趣性和自觉性，使学生的思维能力得到较好的训练。

参数文献：

1、陈惠群.《电工仪表与测量》.中国劳动社会保障出版社，2007年

2、陈惠群.电工仪表与测量课教学参考书.中国劳动社会保障出版，2007年

3、程天啸.《技校教材教法》.天津工程师范学院，2013年