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章节课题 3.2 电池 课时 2节
教 学 目 的 了解：1.电池的种类及新型电池的发展概况。 2.电池的应用及电池的连接。
重点难点 重点：电池的应用 难点：电池的串并联
教学方法 课堂讲授与练习相结合，综合学生实际，适当处理教材，因材施教，讲解问题时力求清晰明了，注意引导学生对本课程的兴趣和调动学生的学习积极性，并通过练习加深对所学知识的理解与掌握，尽可能达到好的教学效果，以提高学生的理论水平。
教具及参考书 1.《电工基础》 李梅主编 机械工业出版社 2.《电工电子技术基础》 王兆义主编 高等教育出版社 3.《电工基础》 谭恩鼎主编 高等教育出版社 4.《电工基础》 薛涛主编 高等教育出版社
作业 P76 3-1-5 3-1-6 3-1-7
课 后 小 结 1.电池是将化学能或其它形式的能变换成电能的装置，常见电池分为一次电池、二次电池和燃料电池。 2.电池串联后的总电动势等于各个电池电动势之和，电池串联后电池组的总内阻等于每个电池的内阻之和。 3.并联电池的电动势必须相同，其内阻亦应相同，并联后的总电动势与单个电池的电动势相同。 4.电池的正确选用和使用
教学内容 3.2 电池 教学目的 掌握：串并联电路的相关计算 技能要求 掌握：串并联电路的连接方法及其测量 教学内容 3.2.1电池简介 电池是将化学能或其它形式的能变换成电能的装置，常见电池外形如图3-16所示。 图3-16几种电池外形 1.一次电池 电能用完不能再充电的电池称为一次电池。常见的有锰锌干电池、碱锰干电池、水银电池与碱性电池等。 （1）锰锌干电池 是一次电池的代表性产品，其性能一般，且电压稳定性差，但因其价格低廉，所以销量位居一次电池首位，拥有最广大的应用市场。锰锌电池主要应用在照明（手电筒）、音响（收放音机）、家庭用品、电动玩具等。 （2）水银电池 放电电压稳定，性能好，但因为使用水银，价格较高且有污染。水银电池研发于二战期间，当时仅供军用。目前主要应用在相机、手表、助听器、医疗仪器等小型电子产品上。
教学内容 （3）碱锰干电池 此电池用二氧化锰取代水银。其电压稳定性虽不如水银电池高，但价格比水银电池便宜三分之二左右，使用寿命为锰锌电池的两倍以上，因现在高性能碱锰电池陆续开发成功，其性能价格比具有很大优势。现阶段主要应用于音响、相机、家庭用品及电动玩具等。 （4）氧化银电池 大多为钮扣型，其性能比水银电池更好，低温特性极佳，适合小型高能量输出场合，也因使用银之故，价格三倍于水银电池，目前主要应用于手表及照相机。 （5）锂一次电池 有工作电压及放电电压平稳及自放电性低的特点，并具有高能量密度。主要用于电子表、计算机、数码相机等。 2.二次电池 可以充电、能多次反复使用的电池称为二次电池。常见的二次电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、二次锂电池、锂离子电池和高分子锂电池等。 （1）铅酸电池 又称铅酸蓄电瓶，体积大、输出电流大，价格低。广泛应用于汽车、船舶等电路中。 （2）镍镉和镍氢电池 镍镉电池和镍氢电池的容量较小，镍镉电池有坚固耐用和价格适中的优点，是家用和移动电器的常用电源。其最大的缺点就是必须等到电池电力完全用尽才能再次充电，而且充电时必须完全充满，否则电池储存电力的容量就无法发挥到最大限度。 3.燃料电池 燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。如果保证源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电，所以也称为联蓄电池。依据电解质的不同，燃料电池又分为氢氧燃料电池、碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
教学内容 燃料电池具有能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低；模块结构、积木性强等优点。既可以集中供电，也适合分散供电；高温型燃料电池可实现热电联供。燃料电池将是21世纪最有竞争力的全新的高效、清洁发电方式，在洁净煤燃料电池电站、燃料电池汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。 太阳能光伏电池是一种将太阳能转换为电能的半导体器件。太阳能是无污染、取之不尽的可再生能源，太阳能光伏电池的最大优点就是取自太阳能。太阳能光伏电池的发展很快，发电效率也在不断提高。已经应用于较大规模的太阳能太阳能发电站。在边远无电地区、高空障碍灯、光伏水泵、高速公路无线电话亭、海洋检测设备、气象观测设备以及太阳能路灯等方面得到广泛应用。 太阳能光伏电池的输出具有恒流特性，图3-18b是太阳能光伏电池串联的U—I 特性曲线。由图中可见，输出电压在0～5V之间变化时，输出电流的变化很小。 a) b) 图3-18 光伏电池 a) 光伏电池板 b）光伏电池U—I 特性曲线
3.2.2 电池的联接方式 每种电池都有额定电动势和额定放电电流。如用单个电池对负载供电不能满足要求时，可将相同规格的几个电池串联或并联在一起使用。 电池的串联 当负载需要较高电压，而单个电池不能满足要求时，可以采用多节电池串联。它是将电池的正极、负极依次相接，总电动势由终点引出，如图3-19所示。 图 电池串联3-19 电池串联后的总电动势等于各个电池电动势之和，即 电池串联后电池组的总内阻等于每个电池的内阻之和，即 式中，—电池组的总电阻； 、、— 各电池的内阻。 当将电池连接成串联电池组时，负载电流不能超过任何一个电池的额定电流。同时，应特别注意串联时极性不要接反。
电池的并联 当单个电池的额定放电电流不能满足负载的要求时，可以采用电池并联。它是将几个电池的正极、负极分别接在一起，如图2-20所示。 图2-20 电池的并联 电池并联时，并联电池的电动势必须相同，其内阻亦应相同，并联后的总电动势与单个电池的电动势相同。 当电池的内阻相等时，并联电池组的内阻为 （3-12） 采用电池并联供电，要求各个电池的电动势相等，否则电动势大的电池将对电动势小的电池放电，在电池内部形成一个环流，使电池损坏。此外，各电池内阻也要基本相同，否则，内阻小的放电电流会过大。因此，新旧电池不能并联使用。
3.2.3 活学活用 案例1 一次电池和二次电池选用 案例叙述：一次电池为一次性电池，二次电池可以反复充电使用，这两种电池怎样选择。 案例分析：选择电池的原则一个是应用成本，一个是应用方便。一次电池价格低，使用方便；二次电池价格高，使用时要进行充电和维护。在放电电流比较小，一次性电池能用较长时间的场合，一般选择一次性电池。如手表，遥控器、收音机、手电筒等。在放电电流比较大的场合，如手机、手提电脑的备用电源、电动自行车、电动汽车等，这些电器的用电量较大，必须采用二次电池。如果采用一次电池，手机两三天换一块电池，电动自行车一天换一块电池，一是应用成本非常高，二是使用也非常麻烦。 在一些特殊场合，就必须采用二次电池了。例如太阳能发电，到了晚上没有阳光，发电停止。为了在晚上也能用到电能，就必须配用二次电池，白天电池充电，晚上电池放电（配用电池如图3-22所示），风力发电也存在电能中断的问题，当没有风时，供电停止。为了保持连续供电，也要配用二次电池，有风时充电，无风时电池放电，保证用电器连续工作。 图3-22 太阳能和风力发电配用的铅酸蓄电池
案例2 二次电池的充电 案例叙述：二次电池在应用中，要经常充电，电池是怎样充电的？ 案例分析：二次电池充电的条件是：充电电压要高于电池的电动势，才能形成充电电流。充电电路如图3-23a所示，在回路中接有两个电动势E1和E2，当E1> E2时，E1处于放电状态，E2处于充电状态，图中R为限流电阻。充电状态的电动势由于电流的方向和电动势的方向相反，处于吸能状态，将电能转化为化学能储存起来。当充电到一定程度，电池内完成了化学的转化过程，充电就完成了。 在充电过程中，要注意两个问题，一是不能过充。当充电完成以后，要切断充电电路，过充电对电池是非常不利的。对充电有严格要求的电池，在电池内部都有防过充电保护电路（如手机电池），以防长时间过充电对电池的损害。二是不能欠充电，电池长期的欠充电，对电池也是很不利的，会降低电池的使用寿命。 给二次电池充电，很多都是取自电网的交流电，通过充电器中的电源变换电路，将交流电变为适合被充电电池的低压直流电。充电器和电池有严格的电压配套关系，一般不可互用，否则因为电压不匹配会造成事故。图3-23b是电动自行车的一种充电器。 a) b) 图3-23 充电电路与充电器 a)充电电路 b) 充电器

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