2023年4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼(十一篇)

作为一名教职工，总归要编写教案，教案是教学蓝图，可以有效提高教学效率。既然教案这么重要，那到底该怎么写一篇优质的教案呢？下面我帮大家找寻并整理了一些优秀的教案范文，我们一起来了解一下吧。

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇一

课程分析：

本节教材是选修内容，是电磁感应现象的几个实例，是电磁感应定律的实际应用。涡流是一种特殊的电磁感应现象，在生产生活中有许多应用，本节中主要学习涡流及其成因，涡流的热效应、机械效应等。重点是涡流的概念及其应用。难点是电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

学情分析：

学生在学习了电磁感应现象以后，在学习涡流、电磁阻尼和电磁驱动，在理解上难度不是很大，本节教学重在实验演示，使学生有亲身体会、感受。

设计思路：

以实验为主导，分析为主线，讲授为辅助展开教学

学习目标：

1、知道涡流是如何产生的；

2、知道涡流对我们的不利和有利的两个方面，以及如何防止和利用；

3通过分析事例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度．

教学流程：

一、创设情境，引发思考

实验演示：

将可拆变压器的一字铁竖起来，一字铁外面套上装有松香的铝槽。在原线圈接通交流电后将连接有小灯泡的闭合线圈缓慢的套在一字铁的外面，让学生注意观察灯泡亮度的变化情况。几分钟后，学生嗅到了松香的味道，再让后排的同学上来摸摸铁芯和铝槽，比较它们的温度，报告给全班同学。（铝槽的温度比铁芯高，嗅到松香的味道是铝槽被加热的结果。）设问：为什么闭合的铝槽会发热呢？

二、新课教学：

1、涡流

安排学生阅读教材：p26涡流

学生回答，从而引出涡流的概念：什么是涡流？

把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很象水的旋涡，因此叫做涡流．

分析演示实验：整个铝槽的电阻很小，所以涡流常常很大．相同时间内产生热量多。

（使学生明确：涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律．）

涡流在实际生产生活中的防止与应用

展示变压器铁心，为什么它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成？

学生阅读教材，讨论分析得出结论。

课件展示：高频冶炼炉，电磁炉，安检门，金属探测器

提出问题：高频冶炼炉，电磁炉，安检门，金属探测器的工作原理是什么？

学生阅读教材，讨论分析得出结论。

2、电磁阻尼

课件展示视频：

（1）用丝线悬挂闭合金属环，悬于o点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场,如图所示.金属环的摆动会很快停下来．试解释这一现象．若整个空间都有向外匀强磁场，会有这种现象吗？

（2）用一弹簧悬挂一短磁铁使其上下振动，观察其运动时间，然后在其震动位置固定一封闭铝环，再使磁铁做同前一次振幅相同的振动，观察其运动时间。

（3）演示视频：落磁现象

引导学生分析得出结论

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

学生实验：按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。

3、电磁驱动

演示教材p27页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。

三、知识迁移，学以致用

1、目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是

a.金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中

b.金属探测能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流

c.使用金属探测器时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好

d.能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品,是因为探测器的线圈中通有直流电

2下列现象属于电磁驱动的是（）

a.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做

b.微安表的表头在运输时要把两接线柱短接

c.交流感应电动机

d.变压器的铁心用硅钢片叠合制成

3、如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）

a．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快

b．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快

c．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

d．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

课后反思：

虽然本节是一节知识延伸课，但是它却是电磁感应现象和楞次定律的深化和细化，学生学好它，对电磁感应现象和楞次定律的理解意义非常重大。

1.长城教学设计

教学设计

教学设计

4.《海水》教学设计

5.《狼》教学设计

6.《秋思》教学设计

7.《christmas》教学设计

8.《长城》教学设计

9.《猫》教学设计

10.《老王》教学设计

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇二

关于涡流电磁阻尼和电磁驱的优秀课堂教案

一、教材分析

本节是选学内容，它是又一种特殊的电磁感应现象，在实际中有许多应用。可根据各校的实际情况或选讲，或指导学生阅读。涡流和自感现象以及许多现象一样，都有利弊两个方面。教学中应充分应用这些实例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。

二、学情分析

学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对自感现象的分析，但头脑中没有涡流这个概念而已，也没有意识到涡流现象，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。

三、教学目标

（一）知识与技能

1．知道涡流是如何产生的。

2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。

3．知道电磁阻尼和电磁驱动。

（二）过程与方法

培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。

（三）情感、态度与价值观

培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。

四、重点、难点

教学重点：

1．涡流的概念及其应用。

2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

教学难点：

电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

五、教学手段与策略

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

六、教学用具：

电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（u形磁铁、能绕轴转动的铝框）。

七、课时安排： 1课时

八、教学过程

（一）引入新课

教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？

学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。

教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。

（二）进行新课

1、涡流

教师：［演示1］涡流生热实验。

在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，给全班同学。

学生：铁板的温度比铁芯高。

教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？

学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

师生共同活动：分析涡流的产生过程。

分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。

教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。

教师：为什么铁板的温度比铁芯高？

学生：因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。

教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？

学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。

教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。

2、电磁阻尼

教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。

学生：阅读教材后，发表自己的看法。

师生共同活动，得出电磁阻尼的概念：

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

教师：［演示2］电磁阻尼。

按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。

学生观察现象并解释现象。

［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？

学生：观察现象并作出分析。

当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。

3、电磁驱动

教师：感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。

［演示4］电磁驱动。

演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。

师生共同活动，得出电磁驱动的概念：

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

教师：交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。

（三）课堂、点评

教师活动：让学生概括本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究

涡流的应用

【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（ ）

a．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快

b．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快

c．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

d．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

解析：线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化的越快，感应电动势就越大。a选项正确。工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，d选项也正确。

答案：ad

【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于o点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？

分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。

（五）巩固练习

1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（ ）

a．铝环的滚动速度将越来越小

b．铝环将保持匀速滚动

c．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的n极或s极

d．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变

答案：b

2．如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（ ）

a．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h

b．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h

c．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h

d．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h

答案：bd

3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的可能是（ ）

a．铁 b．木

c．铜 d．铝

答案：cd

4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）

答案：减速

（六）作业

1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的习题。

3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，在课下交流。

（七）教学反思

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

九、板书设计

一、涡流

当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门。

二、电磁阻尼

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

三、电磁驱动

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

十、资料袋

1．利用涡流加热和熔炼金属

交变电流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应。这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点，除课本所述外还有：加热效率高，达到50%~90%；加热速度快；用不同频率的交变电流可得到不同的加热深度，这是因为涡流在金属内不是均匀分布的，越靠近金属表面层电流越强，频率越高这种现象越显著，称为“趋肤效应”。

工业上把感应加热依频率分为四种：工频（50 hz）；中频（0.5~8 khz）；超音频（20~60 hz）；高频（60~600 khz）。工频交变电流直接由配电变压器提供；中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生；超音频和高频交变电流由大功率电子管振荡器产生。

课本图16?41画的是无心式感应熔炉，用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属.所用交变电流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择，以取得最好的效果。例如： 5 kg的用20 khz，100 kg的用2.5 khz，5 t的用1 khz乃至50 khz.

感应加热法也广泛用于钢件的热处理，如淬火、回火、表面渗碳等.例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高频交流的空心线圈中，表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温，颜色通红，而其内部温度升高很少。然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了.其他的热处理工艺可根据需要的加热深度选用中频或工频等。

2．涡流与节能炊具电磁灶

我们知道，把块状的金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，块状金属内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，叫涡电流，简称涡流.由于金属电阻小，所以涡流很强，（如图1所示）当交流电通过导线时，铁芯中就产生很强的涡流，这种强电流使铁芯发热，浪费电能.为了减少损失，电机、变压器等通常用具有绝缘层的薄硅钢片叠压制成铁芯，使回路电阻增大，减少涡流。

在各种电机、变压器中，涡流是有害的，我们要采取各种办法来减弱它，其实涡流也是可以利用的，工业上的高频感应炉就是利用涡流来熔化、冶炼金属的.这种冶炼方法速度快，温度容易控制，而且污染少，适应冶炼特种合金和特种钢。

涡流也可以应用于生活.本文将要介绍的电磁灶就是涡流在生活中的应用。

电磁灶首先把50 hz的交流电通过桥式整流装置改换成直流电，然后通过逆变器，转换成15 khz ~50 khz的高频电流，此高频电流通过扁平螺旋形加热线圈（螺旋中心有圆环形磁芯）产生高频交变磁场，这个磁场的磁感线穿过非金属灶台面板进入烹饪铁锅底内，由于电磁感应产生电场，形成强大的涡流电流，发出大量的焦耳热，达到对食物加热的目的。

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇三

高二物理电磁波谱教学设计

(一)引入新课

师：电磁波的范围很广。我们通常所说的，无线电波、光波各种射线，如红外线、紫外线、x射线、射线等，都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱，就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。

(二)进行新课

1.电磁波谱

(投影)

师：请同学说出电磁波家族中，主要有哪些种类?波长最长的是什么?波长最短的是什么?他们主要在哪些方面有应用?

学生观察图谱，发表见解。

生：电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线。波长最长的是无线电波中的长波。波长最短的是射线。

师：下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。

2.无线电波

教师提出问题，引导学生通过看书，讨论并回答问题(培养学生的阅读能力)

(1)无线电波的波长范围?(2)无线电波有哪些主要应用?

3.红外线

阅读教材，回答问题：

(1)红外线的波长介于哪两种电磁波之间?(2)红外线的主要特点是什么?

(3)红外线的主要应用有哪些?

4.可见光

阅读教材，回答问题：

(1)可见光的波长范围?(2)可见光包括哪几种颜色的光?

(3)天空为什么看起来是蓝色的?傍晚的阳光为什么比较红?

5.紫外线

阅读教材，回答问题：

(1)紫外线的波长范围?(2)紫外线有什么特点?(3)紫外线有哪些应用?

6.x射线和射线

阅读教材，回答问题：

(1)这两种射线的波长有何特点?(2)x射线和射线有什么特点?

(3)x射线和射线有哪些主要用?

7.电磁波的能量

阅读教材，回答问题：

(1)哪些证据能够说明电磁波具有能量?(2)怎样理解电磁波是一种物质?

8.太阳辐射

阅读教材，回答问题：

(1)从太阳辐射出来的电磁波有哪些种类?

(2)太阳辐射的能量主要集中在哪些区域?在哪一个波段附近能量最强?

(三)课堂总结、点评

本节课学习电磁波谱的构成，了解了各种电磁波的特点和主要应用。

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇四

电磁继电器教学反思

这节课，我开始大概花了3分钟时间简单的复习了一下上一节课所讲的内容，大概是：

1、奥斯特实验得到什么结论？电流周围存在磁场方向和强弱与哪些因素有关？

2、通电螺线管周围的磁场与什么磁体周围的磁场很类似？如何改变通电螺线管的磁场方向？

3、影响通电螺线管磁性强弱的因素有哪些？

特别是第三个问题我让学生回顾了上节课所做的实验。并让学生详细回答。其中有个因素是有无铁芯。我接着这个问题，说通电螺线管加入铁芯后磁性大大加强，像这种加了铁芯的通电螺线管我们给他一个名字叫：电磁铁。

整个这个过程大概就花了5-6分钟，自我感觉过渡的还是比较好。接下来，让学生自个阅读教材，明确电磁铁的定义，影响电磁铁磁性强弱的因素。稍微提醒了一下，让学生注意影响通电螺线管磁性强弱的因素和影响电磁铁磁性强弱的因素的异同点是什么。学生很快明白了，有无铁芯不是电磁铁的磁性强弱影响因素，因为没有铁芯的通电螺线管不能称之为电磁铁。这个过程大概5分。

重点放在了电磁铁和永磁体相比的优点上。还是让学生先自己阅读教材，提醒学生在看书时手中要有笔，有的地方可以划一划，或者有感悟可以稍微写一写。然后，相互讲一讲，能不能自己就把这些优点理解了。等2分钟后，学生都看的差不多了，我让学生逐个的将优点讲了一遍，并在黑板上进行了板书。三个优点里面，我没有每一个都去作实验，只是将第一个“电磁铁的磁性有无可以通过控制电流的有无来控制”这个优点进行了类比实验。利用条形磁体和电磁体分别去吸引一堆大头针。条形磁体能把大头针吸引但无法自动的将大头针放下，而电磁铁通电后能把大头针吸引，断电磁性消失大头针掉落。简单介绍码头的电磁起重机。

当把电磁铁的三个优点讲完，学生也感觉能掌握的时候，我又重复了几遍，电磁铁通电有磁性，断电无磁性。然后立即转入我在上课前预先的黑板上画好的教材上电磁继电器的左边低压控制电路。让学生先了解上面的每一个部件。立即写出思考题：当把开关s闭合，你认为会出现什么想象？可以相互交流。2分钟后，学生的交流声逐渐降低，我请了两位学生说说他的.想法，都说的不错。然后又抛出第二个思考题：此时再把开关s断开，又会出现什么现象呢？又是一番讨论。在学生讨论上个思考题时，我已经在右边又画了个简单的电动机工作电路，但没有和左边的衔铁相连。等刚才的思考题讨论结束，立即让学生观察这个电路。此电路应该是非常简单，所以每一个学生都能看懂，这时我引导：这个电路我要让电动机工作，我只要把开关闭合，不要它工作只要把开关断开。但你想过没有，如果这不是一个我们常见的小动机，而是工作电压高达几千伏的大型电动机，那么由我亲自己去操作的化，那就带有很大的危险性，那么我能不能借助刚才所使用的那套装置呢。

这时将两边电路组合起来。再次让学生思考刚才的两个思考题。让学生去描述。学生经过上面两个阶段的分析、交流，整个这个装置的分析很很容易的。两个学生分析都很清晰以后，我就不再多说了，只是让学生再回到教材把这部分内容重新看了一遍，把电磁继电器的组成和作用划了一下，给我一分钟让学生强记了一下。

这时课堂时间还有15分钟，我没有再把电磁继电器电路再引申，留待以后。接下来的时间，让学生解决了三个题目，一是电磁铁磁性强弱的探究题，二是电磁继电器的优点说明，三是电磁继电器电路连线（温度自动控制电路）。

本节课我感觉上的还是比较顺畅。一个感觉是各个知识点的过渡和铺垫很自然、很紧凑；二是充分考虑到了学生的知识学习过程的参与性，绝大部分的知识获得都是让学生去交流和表述；三是留了足够的时间让学生去巩固练习，并且在练习的过程中，很多学生提出了一些很好的问题，学生的问题意识有了一定的提高，教师与学生的交流也有了一定的收获。

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇五

摘 要：本文对电磁兼容防护性设计中的滤波技术和接地技术，做了较详细的分析，并提出了电磁兼容性设计遵循的准则。

关键词：电磁兼容性;滤波;接地

1关于过滤器

1.1低通滤波器的设计

例如为接收机设计一个低通滤波器，使高于接收机工作频率的干扰信号至少衰减30db，接收机的工作频率范围为2mhz～30mhz，经测定干扰信号的最低发射频率为66mhz。

考虑到低通滤波器的截止频率应略大于30mhz，选取32mhz，而最低的干扰频率为66mhz，相对的频率变化倍数为2.06。

根据滤波器的衰减与频率的关系，在66mhz处获得30db的衰减，应采用5级滤波器，经查巴特沃思滤波器1～20级元器件值，如图1所示。

根据截止频率c=32mhz，接收机的天线阻抗为72ω，对元件参数进行转换计算最后设计完成的低通滤波器如图2所示。

1.2高通滤波器的设计

因此此类设备和上述的设备有一种对偶的特征，所以在设计的时候只要将上述的设备中的电容装置变为电感装置，将电感装置变为电容的，此时其网络结构即科技明确，其截至的频率和上述的设备的是一样的。

将原低通滤波器中的电感值的倒数值作为相应高通滤波器的电容值，而低通滤波器中的电容值的倒数值作为高通滤波器的电感值。

1.3其它滤波设计

当信号的频率基本不变，可采用带通滤波电路;干扰源的频率基本不变时，可采用带阻滤波电路;在电磁兼容滤波器中可使用一些特殊的电容器滤除干扰，如三端电容器，、馈通电容器、引线电容器、片状电容器等。

2关于信号的接地问题

所谓的接地是体系之中的所有的电路设置公共参考电位点(或面)，它和安全接地采用低阻抗体必须与大地连接的形式是不一样的。

它的连接对象是非常繁琐的电路，所以其接地的样式并不是完全的一样的。

之所以设置接地，它的关键意义是为了防止电磁扰动，所以要将兼容性当成是参考的关键数据。

要综合的分析接地体系的类型。

在繁琐的体系之中，不但有高频的亦有一些频率较低的。

不但有强电的也有弱电的。

不但有多次活动的装置，同时还有一些非常灵敏的信号较弱的设备。

此类综合化的体系，如果只是靠着接地来活动的话，很显然是无法合乎兼容新的规定的，所以要按照类型将信号等区分，将相同的电路组合而获取接地体系。

其中四类法就是非常常用的一个措施，其是把全部的信号结合其自身的特点分成四个类型，然后按照类型开展接地活动，此时得到四种不一样的接地体系，分别使用不一样的接地措施。

第一类是敏感信号和小信号“地”系统。

包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等，因为其电平不高，而且信号的幅度非常低，会受到很大的扰动，所以其地线要防止存在于别的电路里面。

第二类是不敏感信号和大信号电路的地线系统。

包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等。

由于此类电路力的电流非常高，体系中的电流也很大，所以要和小信号的电路区分，要不然的话就会对其产生一定的干扰，导致电路无法有序的活动。

第三类是干扰源设备地系统，它包括电动机、继电器、接触器等。

因为此类元件在活动的时候会出现火花或是冲击电流之类的，一般会对电路形成非常大的扰动，除了要使用必要的屏蔽隔离措施之外，还要保证地线和电路分隔。

第四类是金属构件地。

它包括机壳、底板、机门、面板等.为避免人身伤害以及其他的一些危险事项的发生，要将机壳等合理的接地。

在设计中，按电路性质分类接地的措施还包括数字信号地和模拟信号地分别设置、交流电源和直流电源的地分开等措施。

对于相同的电路，使用一样的接地导线体系，然后结合其不一样的接地措施等，一般可分成四类接地体系：单点接地系统、多点接地系统、混合接地系统、悬浮点接地系统。

3开展该项设计的时候要遵循的原则

3.1切断电磁辐射进入转换器内部产生互相干扰的通道，减少空间耦合。

3.2避免外在装置带来的扰动，所有的脉冲调节信号，电磁场的变动性要素等产生的负面意义，就要对那些有着较高的灵敏性的部件等使用屏蔽措施，比如：外壳屏蔽，电缆滤波和内部的电缆屏蔽。

3.3积极的开展电路设计活动，确保选取的设备和电路等是合理的，精准的分析元件和电路的设置，制定识别和隔离临界电路的措施以及采用抑制干扰的技术方案，尽量选择高的工作信号电平，符合器件和电路的实际载荷能力，注意“接口”设计。

3.4采用高稳定度的稳压电源，提高电源电压灵敏度，减少因电源波动所引起的线性误差、增益误差和调整误差等，确保精度的稳定可靠。

3.5正确接地与电路布局，考虑到不同频率段干扰的特点和电路的种类接地点可选择：浮动接地，一点接地，多点接地;合理的电路布局应该是：正确布置元器件的位置和方向;不同用途，不同电平的连接线，如输入线与输出线，弱电线与强电线要远离，更不能平行，高频线要尽量短，传输线要加屏蔽，接地线要短而粗;对于一个复杂的工作系统(既包括不同频率的工作电路，也包括微电、弱电和强电的不同子系统)，要合理布局。

在emc设备中，对不同电路的地线应分小信号、大信号，及继电和功率电路分别设置，连同机壳的地线应分三套或四套接地。

不管怎样，该项设计是多样化的，要高度的关注一个要素及要有非常高的针对性。

结语

通过上述的分析我们得知了一些兼容性设计方面的内容，除此之外还有许多的事项是要切实的分析的，提升兼容性，才可以确保其设计指标合理，进而才能够提升产品自身的稳定性。

参考文献

[1]何琨.发动机电控系统检修[m].北京：清华大学出版社，.

[2](美)哈奇.汽车发动机计算机控制系统分析[m].北京：机械工业出版社，.

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇六

topswitchⅱ系列开关电源的电磁兼容性设计

作者email:@

摘 要： 系统地分析了topswitchⅱ系列开关电源产生噪声的主要原因及产生噪声的回路和部件，给出了相应的抗干扰措施，从而提高了开关电源的电磁兼容性。

关键词： 开关电源 噪声 电磁兼容性

topswitchⅱ开关电源具有单片集成化、外围电路简单、效率高的优点，在大多数的电子设备中得到了广泛的应用。然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁；同时，一些国家对此也有严格的指标，不能满足者将被拒之门外。本文以美国pi公司topswitchⅱ系列为例，介绍开关电源的电磁干扰及其抑制。

1 开关电源产生噪声的原因

开关电源工作在高频、高压、大电流开关状态，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。topswitchⅱ系列器件工作频率为100khz，电源线路内的dv/dt很大，产生的各种噪声通过电源线以共模或差模方式向外传导，同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型topswitchⅱ系列的开关电源电路图，下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。

1.1电源一次侧回路的噪声

在一次整流回路中，整流二极管d1～d4只有在脉动电压超过c2的充电电压的瞬间，电流才从电源输入侧流入。所以，一次整流回路产生高次畸变波，如图1，形成噪声，这是影响传导辐射的一个重要指标。此外， 电源在工作时，topswitchⅱ处于高频率通断状态，在由脉冲变压器初级线圈l1、topswitchⅱ和滤波器c2构成的高频电流环路中，如果布局、布线不合适，造成环路面积过大，可能会产生较大的空间辐射噪声。如图2（a），为初级电流ipri的波形，其基波为开关频率，谐波即为干扰波形。

1.2 电源二次侧回路的噪声

电源在工作时，整流二极管d7也处于高频通断状态，由脉冲变压器次级线圈l2、整流二极管d7和滤波电容c6构成了高频开关电流环路，如果布局、布线不合适，造成环路面积过大，可能向空间辐射噪声。同时，硅二极管在正向导通时pn结内的电荷被积累，二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中d7在开关转换时频率很高，即由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在，使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。如图2(c)所示，vd波形具有电压变化率高、上升沿和下降沿陡峭的特点。其峰值电压由变压器和输出整流管的分布电容所决定。振铃干扰波形的频率变化是20-30mhz。

1.3脉冲变压器的噪声

脉冲变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件，其性能的优劣，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接关系到电源电磁兼容性（emc） 。对emc而言，要求脉冲变压器漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容要小。

2.开关电源的电磁兼容性设计

抑制开关电源的噪声可采取三方面的技术：一是滤波；二是变压器的绕制；三是屏蔽。

2.1 滤波

针对开关电源主要通过电源线向外传输噪声的特点，采用滤波技术抑制干扰，可分为：交流侧滤波、

直流侧滤波及其他一些辅助措施。

(1)交流侧滤波：开关电源的交流电源线输入端插入共模和差模滤波器，防止开关电源的共模和差模噪声传递到电源线中，影响电网中其它用电设备，同时也抑制来自电网的噪声。交流侧滤波器如图3a、b、c、d所示，其中l为共模扼流圈，图a、b中的电容器c能滤除串模干扰。图c、d抑制电磁干扰的效果更佳，图c中的l、c1和c2用来滤除共模干扰，c3和c4用来滤除串模干扰，r为泄放电阻，可将c3上积累的电荷泄放掉，避免因电荷积累而影响滤波特性；断电后还能使电源的进线端l、n不带电，保证用户的安全。

(2)直流侧滤波：在开关电源的直流输出侧插入如图3所示的电源滤波器，它由共模扼流圈l1、扼流圈l2和电容c1、c2组成。为了防止磁芯在较大的磁场强度下饱和而使扼流圈失去作用，扼流圈的磁芯必须采用高频特性好且饱和磁场强度大的恒μ磁芯。

(3)其他：c3为安全电容，能滤除初、次级绕组耦合电容引起的干扰。c8和r7并联在d7两端，能防止d7在高频开关状态下产生自激振荡（振铃现象）；此外，在二次侧整流滤波器上串联磁珠也有一定效果。topswitchⅱ由导通变成截止时，在开关电源的一次绕组上就会产生尖峰电压，这是由于脉冲变压器漏感造成的，通常用瞬态电压抑制器（tvs）d6和超快恢复二极管（srd）d5组成的电路进行钳位，也有用r、c电路的，但效果要稍差一些。

2.2 减小脉冲变压器的漏感及分布电容

对于一个符合绝缘及安全性标准的脉冲变压器，其漏感量应为次级开路时初级电感量的1％～3％。在磁芯结构尺寸、绕线匝数一定的情况下，线圈的绕组排列是减小漏感的重要因素，如图4所示，绕组应按同心方式排列，全部用漆包

线绕制，留有安全边距，且在次级绕组与反馈绕组之间加上强化绝缘层。对于多路输出的开关电源，输出功率最大的那个次级绕组应靠近初级，以增加耦合，减小磁场泄漏。当次级匝数很少时，为了增加与初级的耦合，宜采用多股线平行并绕方式均匀分布在整个骨架上，以增加覆盖面积。在条件允许的情况下，用箔绕组作为次级也是增加耦合的一种好办法。

在开关电源的工作过程中，绕组的.分布电容反复被充、放电，不仅使电源效率降低, ，它还与绕组的分布电感构成lc振荡器，会产生振铃噪声。初级绕组分布电容的影响尤为显著。为减小分布电容，应尽量减小每匝导线的长度，并将初级绕组的始端接漏极，利用一部分初级绕组起到屏蔽作用，减小相邻绕组的分布参数耦合程度。

2.3 屏蔽

抑制辐射噪声的有效方法是屏蔽。用导电良好的材料对电场屏蔽，用导磁率高的材料对磁场屏蔽。将电路置于屏蔽壳中，屏蔽壳可靠接地或中性线，接缝处最好焊接，以保证电磁的连续性。

对于脉冲变压器内部而言的屏蔽，即在一次侧和二次侧间加屏蔽层，简单的办法，用漆包线均匀绕满骨架一层，绕组的一端接高压+v端，另一端浮空。如图5所示，减少了一、二次侧的电场的耦合干扰。此外，将原边绕在骨架最里边，原边起始端与topswitchⅱ的d端连接也是抑制干扰的有效方法。

为防止脉冲变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰，可把一铜片环绕在变压器外部，构成如图5所示的屏蔽带。该屏蔽带相当于短路环，能对泄漏磁场起到抑制作用，屏蔽带应与地接通。

3. 开关电源的电磁兼容性设计考虑的因素还很多，如印制板的制作、元器件的布局以及各种电源线、信号线的捆扎、配置等，有许多工作要做。全面抑制开关电源的各种噪声会大大提高开关电源的电磁兼容性，使开关电源得到更广泛的应用。

参考文献

1 美国pi公司产品资料，

2 沙占友．单片开关电源的最新应用技术.机械工业出版社，

3 白同云．电子电路实用抗干扰技术．北京邮电大学出版社，

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇七

教学目标：

（1）情感：通过对常见生活用品的欣赏评述活动，提高学生的审美能力，增强对生活的热爱之情。

（2）知识：学会从不同的审美角度欣赏、分析、评述生活用品的设计，掌握实用和美观有机结合的设计原则。

（3）能力：能自觉地以艺术的眼光观察和分析常见的生活用品，并用恰当的语言进行评述。

教具准备：

多媒体课件，生活用品实物数件。

课堂教学：

一、游戏导入

课件展示几组质地不同（不锈钢、塑料、再生纸、陶瓷），造型不一的餐具。游戏规则：同学都是采购员，根据特定的对象，选择合适的餐具并说出理由。二、欣赏评述

（课件展示几组生活用品，引导学生欣赏，师生共同分析）

1、果盘：枝条交缠，鸡冠花纹，构图大方简洁，红、蓝、白三色搭配古朴典雅，放置水果时，与水果的鲜艳色彩形成鲜明的对比。枝、叶、花、果实在内容上形成一种统一的美感，是平面和立体的结合。

2、坐椅：

a、木椅：金字塔的造型给人稳固、安全的感觉，使人可以放心的坐下休息，原始的木纹和色彩缤纷的椅垫形成对比，似乎暗示了现代人与大自然的融合。

b、折椅：铝合金的椅架，造型简洁大方，可以折叠打包，携带方便。帆布面料比较耐磨，深蓝的色彩又较耐脏，真不失为现代人旅游的好伙伴。

c、椅子一组：单纯的颜色，简洁的造型，给人舒适的感觉，看到了就忍不住想坐一坐。同时，不用时要尽可能节省空间的问题设计者也为你想到了，看，几把椅子叠在一起形成的新的立体构成造型，像一座抽象的现代雕塑，不也觉得很美吗？

三、合作交流

（一）想一想、谈一谈

1、购买某种生活用品时你应如何进行选择？

2、生活用品的设计应该遵循什么原则？

3、通常可以从哪些方面欣赏、分析、评述一件生活用品？

（课件逐一展示问题，分别请同学发言）

（二）看一看、比一比

手机：（分组训练，相互讲解）

a款：外形方正规整，蓝色的屏幕和银色的机壳形成色彩的差异，喜欢它的人应该是工作严谨，一丝不苟的人。

b款：精致小巧的外形，机盖上镶嵌着璀璨的宝石，更显得高雅尊贵，是很多女士的掌中爱物。

c款：流线外形和金属质感，传达出独特的信息，机盖合起后呈简洁的弧形造型，活泼的式样加上多种富有青春气息的色彩，深受年轻人的喜爱。拿在手中，置于衣袋，都会使人感到很舒适。（录音讲解，学生对照。）

（三）写一写、讲一讲

1、请学生拿出自己带来的各种生活用品，根据自己的感受在纸上用几句话写出这件生活用品的设计好在哪里？你对于这件生活用品的设计还有什么更好的建议吗？

2、小组交流。

3、请勇于展示的同学上讲台展示自己带来的生活用品，并谈谈自己的欣赏感受。

（四）试一试、摆一摆

四、课外拓展

课件展示几组日常生活用品，在学生浏览欣赏的过程中提出要求：

1、做个有心人。在平常能针对各种常见生活用品的设计，分析其优缺点，提出改进的建议。

2、人小点子多。在父母、亲友购买生活用品时，能运用所学知识，为他们提供参考意见。

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇八

topswitchⅱ系列开关电源的电磁兼容性设计

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摘 要： 系统地分析了topswitchⅱ系列开关电源产生噪声的主要原因及产生噪声的回路和部件，给出了相应的抗干扰措施，从而提高了开关电源的电磁兼容性。

关键词： 开关电源 噪声 电磁兼容性

topswitchⅱ开关电源具有单片集成化、外围电路简单、效率高的优点，在大多数的电子设备中得到了广泛的应用。然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁；同时，一些国家对此也有严格的指标，不能满足者将被拒之门外。本文以美国pi公司topswitchⅱ系列为例，介绍开关电源的电磁干扰及其抑制。

1 开关电源产生噪声的原因

开关电源工作在高频、高压、大电流开关状态，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。topswitchⅱ系列器件工作频率为100khz，电源线路内的dv/dt很大，产生的各种噪声通过电源线以共模或差模方式向外传导，同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型topswitchⅱ系列的开关电源电路图，下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。

1.1电源一次侧回路的噪声

在一次整流回路中，整流二极管d1～d4只有在脉动电压超过c2的充电电压的瞬间，电流才从电源输入侧流入。所以，一次整流回路产生高次畸变波，如图1，形成噪声，这是影响传导辐射的一个重要指标。此外， 电源在工作时，topswitchⅱ处于高频率通断状态，在由脉冲变压器初级线圈l1、topswitchⅱ和滤波器c2构成的高频电流环路中，如果布局、布线不合适，造成环路面积过大，可能会产生较大的空间辐射噪声。如图2（a），为初级电流ipri的波形，其基波为开关频率，谐波即为干扰波形。

1.2 电源二次侧回路的噪声

电源在工作时，整流二极管d7也处于高频通断状态，由脉冲变压器次级线圈l2、整流二极管d7和滤波电容c6构成了高频开关电流环路，如果布局、布线不合适，造成环路面积过大，可能向空间辐射噪声。同时，硅二极管在正向导通时pn结内的电荷被积累，二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中d7在开关转换时频率很高，即由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在，使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。如图2(c)所示，vd波形具有电压变化率高、上升沿和下降沿陡峭的特点。其峰值电压由变压器和输出整流管的分布电容所决定。振铃干扰波形的频率变化是20-30mhz。

1.3脉冲变压器的噪声

脉冲变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件，其性能的优劣，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接关系到电源电磁兼容性（emc） 。对emc而言，要求脉冲变压器漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容要小。

2.开关电源的电磁兼容性设计

[1] [2] [3]

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇九

pcb设计中的电磁兼容性浅析论文

随着信息化技术的发展，电子产品的数量及种类不断增加，其功能和速度也在不断提高，使印制电路板(pcb)电子器件密度越来越大，走线越来越宰，信号频率越来越高，不可避免地会引入电磁兼容性(emc-electro magnetic compatibility)的问题。产品电磁兼容性能的高低，已经成为衡量电子产品与系统质量的一个重要指标。在保持系统功能的情况下，通过pcb设计和布置可从根源上消除电磁干扰并提高其抗扰度;反之，若设计不当，则将使载有小功率、高精度、快速逻辑，或连接到高阻抗终端的一些导线受到寄生电感或介质吸收的影响，致使pcb板发生emc问题。

任何电磁兼容问题都包含三个要素，即辐射源，耦合路径，敏感设备。因此，在解决电磁兼容问题时，也要从这三方面着手进行分析，进而采取适当的措施消除或减小电磁干扰。

1 pcb设计与布线技术

1.1元器件布局

元器件布局时，注意以下几点可以避免出现许多的电磁兼容问题：

1.发热元件远离关键集成电路。

2.某些敏感器件例如锁相环，对噪声干扰特别敏感，它们需要更高层次的隔离。解决的方法是在敏感器件周围的电源铜箔上蚀刻出马蹄形将能得到良好的隔离性。该期间使用的所有信号进出都通过狭窄的马蹄形根部的开口。噪声电流必然在开口周围经过而不会接近敏感部分。使用这种方法时，确保所有其它信号都远离被隔离的部分。这种设计方法可以避免能够引起干扰的噪声信号的产生。

3.连接器及其引脚应根据元器件在板上的位置确定。所有连接器最好放在印制板的一侧，尽量避免从两侧引出电缆，以便减小共模电流辐射。

4.高速器件(频率大于10兆赫或上升时间小于2ns的器件)在印刻电路板上的走线尽可能短。

5.i/o驱动器应紧靠连接器，避免i/o信号在板上长距离走线，耦合不必要的干扰信号。

1.2确定pcb走线形式

pcb走线形式对信号的传输会产生很大的影响，直角走线一般是pcb布线中要尽量避免的情况。直角连线对信号的影响主要体现在三个方面：

1.拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间;

2.阻抗不连续会造成信号发射;

3.直角尖端会产生电磁干扰。

4.所以在pcb板中一般采用45度拐角或圆弧形拐角。

1.3电源线及电线布局

1.电源线从电源出发，经过负载再返回，形成一个小的环形天线，其在高频时效率极高，因此，在考虑安全的条件下，电源线应尽可能靠近地线，以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。在部件电源的布线过程中，电源及其返回线路必须平行走向，可以产生一个低阻抗小环路的传输线结构。

2.在小信号电路与大电流做在一起的电路中，必须将gnd明显地区分开来。布线方法为将小信号gnd与大电流的gnd进行分离，通常使用两根引线的gnd。使大电流不再布线电阻上流动，从而不产生干扰，如像功率放大级和负载那样，将大电流流动的部分由电源直接进行布线。还有，将小信号部分进行汇总，也直接由电源进行布线。如果这样做，小信号与大电流线完全分离，再将汇总的小信号gnd与功率放大级的gnd相连接。

3.正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号的工作频率小于1mhz，它的布线与器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地的方式。当信号工作频率大于10mhz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1mhz—10mhz时，如果采用一点接地，其电线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。

4.数字地与模拟地分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别于电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地;高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗。高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔，要尽量加大线性电路的接地面积。

5.接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位会随电流的变化而变化，致使电子产品的定时信号电平不稳，抗噪声性能降低。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印刷电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。

6.接地线构成闭环路。设计只由数字电路组成的印刷电路板的地线系统时，将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于：印刷电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在底线上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降;若将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

2 pcb电磁兼容性的仿真分析与优化

采用软件对pcb进行电磁兼容预仿真分析，在产品的设计阶段就可大体估计所设计pcb的电磁兼容性能，了解pcb上场的分布于趋势，这对合理布局布线起到了很大的帮助。从而可以大大提高产品性能，节约成本，缩短研发时间，加快产品进入市场步伐，为占领大的市场份额争取了宝贵时间，提高经济效益。

cadence psd 是cadence公司著名的电路设计软件，它提供了完整的电路设计解决方案，从原理图板图设计，到电路分析仿真、封装等。可用于低、高频，数模混合电路的设计。我们主要采用cadence psd软件包中的concept hdl工具和allegro工具来完成电路原理图的绘制和板图的生成。concept hdl工具支持行为级和结构级的原理图设计绘制，它提供一个可用文本和图形进行设计的设计环境，包括可用于快速设计的块编辑功能。concept hdl是一个基于参照的编辑器，因为他在原理图中参照的所有部件来自驻留在参照区或者本地区内的各种各样的库中。allegro主要功能是在自我设定的有效参数条件下，自动或手动完成元件布局及布线，生成适合要求的pcb。

随后利用ansoft designer软件进行pcb的场仿真，可得到我们想要的pcb的电流图和em近场分布图。在仿真模型图中依据前面所提到得元件布局和走线原则适当调整强场区中的信号线和敏感元件位置，使之原理强场区，进而减少电磁干扰。

根据软件仿真结果分析pcb的电磁兼容性能，并对pcb板图加以优化。仿真所得的电流图和近场分布图对电路的合理设计和布局有重要的指导作用。

3 结束语

电磁干扰已成为线路设计所面临的主要问题之一，pcb设计中的抗干扰是一项实践性非常强的技术工作。元件间的合理布局、增大布线间距、短线连接、减少布线过程中的过孔设置、降低连线的特性阻抗、避免多频率交调影响等式减少电磁干扰的有效方法。良好的pcb设计可以大大提高系统的抗干扰能力，从而提高系统可靠性。

参考文献

[1] 林国荣 电磁干扰及控制，北京电子出版社，

[2] [日]青本英彦著，周南生译. 模拟电路设计与制作[m]，北京：科学出版社，.4 [3] bruce carter. circuit board layout technique, document from ti

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇十

(1)课时：一课时(40分钟)

(2)课型：新授课

(3)教学对象：初中八年级

(4)按照教材教法要求撰写，条理清晰，书写工整，内容包括教学目标，重难点，教学准备，教学过程，作业要求及板书设计等，力求体现教学形象性，直观性和实践性。

课题：美观又实用的日用产品

课时：一课时

课型：新授课

一、教学目标

知识与技能：了解日用产品设计的基础知识，知道从日用产品的造型、色彩、材质、功能四个方面加以分析，形成初步的设计意识。

过程与方法：欣赏优秀的日用产品设计作品，了解产品设计的主要特征，尝试用语言或文字从设计的角度进行评述，分析产品设计的成功与不足之处，尝试进行多种形式的设计和制作练习。

情感态度价值观：有学习愿望，能积极思考，具有求新求变的能力。

二、教学重点

学会从功能、材质、造型、色彩四个方面欣赏、评述日用产品。

三、教学难点

激发学生的学习热情，培养学生的设计思维与审美能力。

四、教具准备

多媒体课件、教科书，新颖奇特的日用品;

五、教学过程

活动一：设置疑问，导入新课

教师展示切苹果的神器，让学生猜这有什么好处?学生猜，讨论。从而引指出我们的生活离不开设计，引出今天的课题《美观又实用的日用产品》

活动二：直观感知，具体分析

生活中处处有设计，处处有奇思妙想，请同学们欣赏一组德国厨房里工具的巧妙设计的图片。

提问：这样的设计有哪些优点?哪些不足?你觉得怎样设计才能更完美。并要求学生欣赏图片并以小组的形式进行讨论，选出一名代表进行发言。

学生回答，教师总结并予以肯定(例如：德国厨房中的厨具都体现了“以人为本”的设计理念，在注重实用的同时，更人性化，用起来更贴心。青花瓷盘在考虑到实用的基础上，把全世界闻名的青花瓷以最美的感受展示给大家，给人以美的享受。)

教师：中国是四大文明古国之一，古代人的聪明才智在当时是世界领先的，看看古代哪些生活用品中充满了无穷的智慧。例如：红漆花形洗子，你能看出它造型上的优美和实用性吗?

学生回答，教师总结并予以肯定(漆型洗子是利用自然界的花瓣的形状作为创作的原型，利用中国红在色彩上很鲜艳，非常美观。)

教师提问：通过欣赏古今中外优秀的生活用品，设想一下，如果你是设计师，你会考虑哪几方面进行设计?

学生回答，教师总结(首先要有实用性，其次要有艺术性，二者相结合就是最佳设计)

活动三：示范操作，实践练习

(一)教师演示

教师通过播放多媒体视屏的方式让同学感受旧物改造的好处以及方式方法。并讲解注意事项。

(二)课堂练习

布置任务：设计作品可以在造型、色彩、及实用性上多加考虑，设计体现个性的出独一无二的作品。用我们学过的或自己喜欢的方法创作。

(教师巡视指导过程中针对共同存在的问题，及时指出，及时纠正。表扬有创意的作品;对个别学生进行技法指导。)

活动四：交流评议，拓展提高

(一)学生展示交流

教师让同学做小小鉴赏员选出最有创意的作品

同学们一小组的形式派出代表发言，评价主要围绕着造型色彩和实用性展开。

教师请作者谈一下自己设计或改造的旧物的创作灵感

最后教师总结评议，指出作品中的亮点和问题，语言多以鼓励为主

活动五，小结，作业

教师向学生推荐一下中央二台的《交换空间》这个栏目，里面有许多设计师将他们优秀的设计，展示给我们，有时间的时候大家可以借鉴学习一下，你会变得更加智慧。我们的生活中处处有创意设计，我们离不开设计，同学们让我们都打开脑洞，把身边已经过时的生活用品来一次大改造，或者作为设计者，有更多更好的发明设计出现在我们班的同学中，为生活服务、装点生活。

六、板书设计

美观又实用的日用产品

设计特点：实用性，艺术性，

设计要素：造型、色彩、实用性

七、课后反思

4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动教案 高中物理涡流和电磁阻尼篇十一

“微生物的实验室培养”是研究和应用微生物的前提，其基本操作技术是生物科学、医学等领域最基本的实验技术，也是高中生必须掌握的实验操作技术。因此，“微生物的实验室培养”是高中选修教材中一个非常重要的实验，本文从实验原理、实验操作和实验结果评价等方面提出相应的教学建议。

一、教材分析

1．教材中的地位

“微生物的实验室培养”是选修1的专题2“微生物的培养与应用”中的第1个课题，旨在为学生实践其他的生物技术实验做好铺垫，又由于本节内容位于传统的发酵技术之后，所以它是在传统的生物实践技术的基础上发展起来的，同时又为微生物的应用奠定了基础，因此，可用“承前启后”这个词语来概括本课题的地位。

2．教学目标与重难点

依据课程标准及教学要求确立本课题教学目标如下：

（1）知识目标：列举培养基的种类等基础知识，说明培养基配方及作用；概述无菌技术。

（2）能力目标：尝试培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术。熟练规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。

（3）情感态度价值观方面：体验制作牛肉膏蛋白胨培养基，培养纯化大肠杆菌的方法；参与实验过程，体验实验操作领悟实验原理，交流实验体会；形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。

（4）教学重难点：无菌技术的操作。由于微生物在自然界分布广泛，在实验室培养微生物除了要为微生物提供合适的营养和环境条件外，还需要确保其他微生物无法混入。因此，实验时针对培养基、操作者、用于培养的器皿、接种工具等使用不同的方法进行消毒灭菌处理。在“无菌”的条件下接种和培养，获得纯净培养物，才能成功培养微生物。可见无菌技术是微生物培养过程的关键。教学中可联系医疗和生活实际深入理解无菌技术。

二、教学建议

1．设置适当情境----有效导入

虽然微生物无处不在，但由于其一般个体微小，肉眼不可见，须在光学显微镜或电子显微镜下才可看见，所以学生对微生物的相关知识总体比较陌生。我们可以尝试以如下情境导入：情境一中展示一杯红葡萄酒、一小蝶香醋、一块腐乳、一盒酸奶，让学生思考这些食品分别主要是由何种微生物发酵而产生的。情境二通过投影仪展示水华和赤潮等与日常生活关系比较密切的生物。

通过上述情境的展示和讨论，学生可以对微生物有一个初步的感性认识，激发起学生学习本专题的兴趣，使学生认识到在微生物培养中保持培养过程纯净的重要性。

2.重视基础知识---夯实理论

“微生物的实验室培养”这一课题，就当前普通高中学生学情和各学校实验条件而言是一个难度很大的课题，要保证该课题的有效展开，必须高度重视基础理论知识的探究学习。基础知识部分主要就是弄清楚三个概念：培养基、菌落和无菌技术。

关于培养基，教师在授课前可以先制备一个常用的固体培养基和液体培养基，在课上进行展示，这样学生可以对培养基有个初步的形象认识，同时还可以结合多媒体简单介绍一下其他培养基的类型及分类依据，在师生共同讨论的基础上概括出培养基分类的基本知识。然后再设置一些代表性的问题让学生开展小组讨论：①实验室最常用的培养基是什么？②琼脂在培养基中主要起什么作用？③微生物生长所需要的营养物质与其培养基中所含有的营养成分一定相同吗？④牛肉膏蛋白胨培养基按物理状态、化学成分、用途等分类依据分别应属于何种培养基？⑤硝化细菌的氮源、固氮生物的氮源、自养生物的碳源、异养生物的碳源分别是什么？

而菌落是实验室培养和分离微生物的主要依据，教师可实物展示或投影展示大肠杆菌的菌落、分解尿素细菌的菌落、纤维素分解菌的菌落，并让学生比较菌落形态、颜色、光泽等方面的不同，然后讨论以下问题：①科学研究为什么常用菌落作为培养和分离微生物的主要依据？②菌落形成常在什么培养基表面？液体培养基可以产生菌落吗？③为什么说获得单个菌落就表示微生物得到了“纯化”？④菌落的观察主要从哪些方面进行？

至于无菌技术，是本课题成功与否最关键的操作要领，教师可以让学生先行阅读教材p15小字部分“实验室常用的消毒和灭菌方法”以及教材p85的附录4，然后归纳出消毒灭菌的适用对象，并以表格的形式比较消毒和灭菌的区别：

3．实验操作部分：建立流程、弄清原理----体会无菌技术

（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

该培养基的配置细节较多，但是并不是完全要记住的，只要抓住关键的环节（牛肉膏和蛋白胨的称量与熔化方法、先调ph后灭菌等），然后建立以下简单的流程图即可：

计算→称量→融化→调ph→灭菌→倒平板

上述流程图还可简化为六个字：“算、称、融、调、灭、倒”。为了更好的掌握培养基的配置，还可以设置以下问题供学生讨论：①皿底和皿盖的大小关系？培养基是倒在那个上面？②“倒平板”中的“倒”字该如何理解？③培养基和培养皿的灭菌方法有何不同？为什么？④“倒平板”指的是接种前还是接种后，还是都要？

（2）纯化大肠杆菌的两种方法

微生物的纯化方法很多，教材着重介绍了平板划线法和稀释涂布平板法，但是原理大

致是相同的：通过连续划线或系列稀释，降低大肠杆菌浓度，得到单个细菌繁殖成的菌落。以平板划线法为例，可尝试建立如下基本流程：

教材中关于两种接种方法有详细的示意图，可先让学生自己看，然后由学生谈谈哪些

细节体现了无菌操作的要求，哪些操作还可以进一步改进，我们在实验室应从哪几大方面确保无菌操作的实现。（3

）实验室操作

本课题大体可按以下实验流程操作：

本课题的具体流程可由学生结合书本中的提示自行设计，鼓励创新，但必须以遵循接种的基本原理和无菌操作为前提，以获得纯化的大肠杆菌菌落为目标，以安全为第一保障。教师可以给予必要的提醒和帮助。

下面结合实际操作提出几个注意点或建议：①以安全为第一要务。本实验最好选择非致病菌种，如本课题教材中的大肠杆菌等，这样可避免操作者被感染的可能。本实验用到的干热灭菌箱、高压蒸汽灭菌锅、酒精灯、紫外灯等仪器设备都要先培训、后使用，并填好使用记录，强化安全意识。②以无菌操为关键要领。由于微生物的繁殖能力很强，该实验稍不留意就会失败，所以无菌操作显得尤为重要，且细节很多，我们可以对学生提出以下要求：在制定实验计划的时候首先要考虑可行性，然后将每一个应该注意的无菌操作环节都做好标

注；在具体实验操作时，每组至少要安排两位同学监督操作是否遵循的了严格的无菌，并做好记录，这样即使实验失败了，也便于查找实验失败的具体环节和原因。③体现对照原则和重复原则。将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37℃的恒温箱培养，未接种的作为空白对照，只有上面培养基完好且无菌落产生，才能说明培养基配置成功了，才有可能得到大肠杆菌单菌落，否则实验只有重做。为了确保实验成功的概率，可以适当增加实验组和对照组培养基的数目，避免由于偶然原因导致实验失败，延长了实验周期。④以获得标准的大肠杆菌单菌落为主要目标。由于学生不清楚大肠杆菌菌落特征，教师最好事先提供一个参照，这个参照可以是培养好的菌落，也可以是图片。引导学生从菌落颜色、形状、大小、光泽等方面来描述大肠杆菌菌落的特征。一般选择12h和24h为观察基点比较合适，因为微生物具有繁殖快的特点，如果培养时间太长，菌落也会连成一片，就不容易看到单个菌落了。

三、教后反思

本节课可以通过生产实例入手，引导学生认识在微生物的培养过程中，保持培养物纯净的重要性。在实验中充分发挥学生的主动性，让学生多练习相应操作，从中体会纯净培养过程中“无菌”操作的重要性。要让学生熟悉实验原理再进行操作实验，利用培养结果指导学生回顾实验中的成败并相互讨论总结，深入理解知识。当然由于微生物的微观性和危害性，一定要教育学生培养良好的卫生习惯。