“电的产生与传输原理虚拟仿真实验”视频解说词

“电的产生与传输原理虚拟仿真实验”视频解说词

一、实验简介视频解说词“电的产生与传输原理虚拟仿真实验”是针对普通物理实验中的电磁学实验而设计该实验涉及能量转化、电磁感应定律、欧姆定律等相关知识的应用，由于电力系统设备庞大，电压高、空间跨度大，无法在实验室来完成为了让学生更好地掌握电的产生与传输原理，加强理论联系实际的能力，吉林大学物理学院集优势师资力量，由国家万人计划教学名师张汉壮教授组织团队设计指导，由专业公司采取虚拟仿真的技术手段，形成了以水利及核能为动力源、高压电网环境下操作、多知识点联合应用为特色的“电的产生与传输原理虚拟仿真实验”本实验由实验概述、仪器设备、实验预习、进入实验等四个部分组成其中的“实验概述”是对本实验的总体介绍，“仪器设备”是对本实验所采用的设备模型的一种熟悉过程，“实验预习”是对软件的操作，实验原理、实验搭建、测量、计算、提交结果等的说明，“进入实验”是以前三项内容为基础的实验操作主体，完成涉及动力源、发电机、变压器、传输电缆、用户负载等五个方面的实验操作本实验已在吉林大学、东北师范大学、吉林师范大学等高校的普通物理综合实验中进行了试运行，取得了良好的成效本实验将会依托国家虚拟仿真实验教学项目共享平台，进一步向全社会开放,发挥其应有的示范辐射作用

二、实验系统概述视频解说词电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节所组成的电能生产与消费系统它是利用能量守恒原理，通过各种设备将自然界的机械能转化为电能、光能、热能、机械能等的过程，满足人类生活所需要的各种不同形式的能量电力系统的各个组成部分的原理概述如下发电机是电力系统的源头装置由电磁感应定律可知，磁场中转动的金属线圈会产生持续的感生电动势关键的问题是如何使置于磁场中的线圈能够持续地转动？其办法有多种，如人工转动，即为人工发电；利用自然界流动的水冲击叶轮，即为水利发电；利用风吹动叶片旋转，进而带动线圈转动，即为风力发电；利用核反应所产生的蒸汽推动叶轮的转动，进而带动线圈的转动，即为核能发电等等由发电机产生的电能需要通过电缆传送到各个需要的位置由电磁学原理可知，电能在电缆中的传输损耗与电压有关，电压越高，传输的损耗越小为了将电能以较小的损耗输送出去，需要将发电机输出的较低电压“变”到较高的电压之后再进行传输承担这个任务的设备就是“变压器”变压器是依据电磁感应定律来工作的变压器是由高磁导率的磁路铁芯、原线圈、副线圈等组成将发电机产生的交流电输入到变压器的原线圈，通过改变原线圈和副线圈的匝数比，可以实现电的升压将升压后的交流电通过电缆输送到各个地方的过程就是“输电”为保证较小的损耗，输电的电缆应尽量选用电阻率小的金属材料，例如，金属铜电能输送到目的地后，需要将电缆传输过来的高压交流电变为低压交流电,并分配多个用户分支这个过程使用的设备依然是变压器，目的是将高压“变”为220伏的低压，以满足用户的需求配电站一般会使用多台变压器，负责产生若干个低压用户分支用户将传输过来的电能转化为各自需要的能量形式，例如，电能可以转换为光能、热能、机械能等电能转换为机械能的装置是电动机其原理与发电机是个相反过程，即，通电线圈在磁场中会转动起来，再带动所需要的装置做机械运转由于电力系统设备庞大、空间跨度很大，这样的系统在实验室里用实际的设备来实验是不可能的为了能在教学中让学生更好的掌握电力系统的工作原理,我们设计了包括“动力源的能量转化”、“发电机的相关参数”、“变压器变比”、“传输电缆的损耗”、“用户负载与功率因数”五个实验题目的虚拟仿真实验，以满足同学们对电的产生与传输原理的理解

三、教学引导视频解说词本实验题目是“电的产生与传输原理虚拟仿真实验”，属于普通物理实验教学的一个综合实验单元通过该虚拟仿真实验的训练，培养学生利用物理学基本知识解决实际问题的能力本实验的实验环境包括装有Windows7以上版本操作系统的计算机；能够访问互联网；计算机中已正常安装《电的产生与传输原理虚拟仿真实验》客户端软件，如尚未安装此软件，请到网站点击下载在做本实验之前，需要具备势能与动能的转化、电磁感应定律、变压器原理、材料的电功率损耗、电能与热能以及光能之间的转化等相关的基本理论知识本实验包括“能量转换的测量计算”、“发电机相关参数的测量与计算”、“变压器相关参数的测量与计算”、“传输电缆损耗的测量与计算”、“用户负载及功率因数的测量与计算”等五个实验题目通过“实验概述”、“仪器设备”、“实验预习”、“进入实验”等四个环节完成本实验的内容“实验概述”是对本实验的总体介绍，“仪器设备”给出了本实验所需全部设备的三维模型，“实验预习”给出了每个实验的实验原理与对应的实验框图，“进入实验”是进行本实验的实施操作主体本实验的操作流程如下运行本实验的客户端软件，出现登录界面，输入正确的用户名和密码登录之后出现“实验概述”、“实验设备”、“实验预习”、“进入实验”四个部分的首页面首先点击“实验概述”按钮，观看学习本实验的概述视频，视频内容是“电的产生与传输原理”的整体知识框架的阐述，仔细学习这部分内容对理解接下来的实验会很有帮助从“实验概述”返回主页面，点击“实验设备”会出现本实验所涉及到的各种仪器设备点击不同的实验设备，出现该设备的三维仿真模型以及实验用途的说明，可以拖拽旋转观察其结构返回主页面，点击“实验预习”该部分内容分别对五个实验做了原理、实验框图等的文字说明返回主页面，“进入实验”栏目是本实验需要具体完成的核心内容该栏目设置了五个实验题目，分别为能量转换的测量计算；发电机相关参数的测量与计算；变压器相关参数的测量与计算；传输电缆损耗的测量与计算；用户负载及功率因数的测量与计算点击不同的实验题目进入相关实验，依据实验要求，参考前述的“实验预习”，完成设备选取、设备移动、设备连接测量、计算等实验步骤所需实验参数在相关的仪器设备中获取待完成全部实验内容，自己确认检查无误后，点击提交，系统会给出本实验的最终分数本实验的注意事项包括，按照前述的实验流程，完成全部实验后，最终不要忘记点击“提交”按钮。