整流电路教学设计.docx

1、整流电路教学设计整流电路教学设计【教学目标】知识目标：（1）掌握单相半波、桥式整流电路、工作原理（2）掌握单相半波、桥式整流电路的电压、电流基本计算（3）掌握半波、桥式整流电路的特点 (4) 理解单相全波整流电路能力目标：（1）能根据不同整流电路画出输出波形（2）能分析计算整流管的电压、电流，输出电压、电流的大小。（3）能看懂示波仪的波形参数、能焊接元件情感目标： 通过教师的理论分析和示范，学生分组实践操作，培养学生的协作能力、动手分析能力、创造性思维能力，提高自己的学习兴趣和信心。【教学重点】（1）单相半波、桥式整流电路【通过对整流电路整流管接法的逐步分解；对不同电路是否满足桥式整流的判别，

2、来突出重点】（2）单相半波、桥式整流工作原理【通过教师分析上半周输出波形，学生分析下半周波形图、案例讨论、课件动画演示，排除故障等来突出重点】【教学难点】（1）单相半波、桥式整流工作原理【通过画电路波形；设置故障，让学生排除二极管开路、虚焊、错误反接等故障案例的解决来推动学生理解单相桥式整流的原理，从而化解难点】（2）各电路整流二极管的参数【通过波形图、例题计算等化解难点】【教学设计】（1）、任务引领：通过直流稳压电源的展示，要求学生和教师一起完成直流稳压电源的整流电路。（2）、兴趣导入：在复习二极管的知识的基础上，引出教师手里演示的就是生活中常见、甚至是学生现在就在使用的的直流稳压电源，里面

3、的第一个基本电路就是前面刚学习过的二极管组成的，从而吸引学生，让其产生学习、探究知识的兴趣。（3）、做学一体：教师讲完理论及演示后，马上组织学生分组动手验证，通过学生的亲手实践，了解和掌握知识点和操作技能。（4）、学生参与：桥式整流电路是在分析前面学习内容的基础上得出的改进电路，学生在参与改进电路的学习过程，通过自己的思考得出了这一成果，从而使得学生对知识的掌握更加牢固。（5）、案例讨论：本课题的重点、难点是桥式整流电路，通过学生对排除二极管开路、虚焊、错误反接二极管等故障案例的解决，既让学生掌握了理论知识，同时也学会了排除故障的方法，理论和实践得以统一。【教学备品】每组：4只整流二极管、半波

4、、桥式线路板，负载电阻，变压器，示波仪，电烙铁，记录纸，教学课件。【课时安排】2课时(80分钟)【教学过程】蓝色为解答 ，红色为提问互动。复习引入 *复习提问，巩固知识，对学生的回答予以鼓励，提升他们的学习信心。开场：在前面的学习中，我们学习了有关半导体的基本知识，也学习了利用半导体的特性所制成的二极管和三极管的基本知识。所以我们先来回忆一下前面学过的内容。1、二极管的常用材料是什么？其死区电压和导通压降参数分别是多少？答：硅和锗。锗的死区电压和导通压降分别为：0.1,0.3，硅为：0.5V， 0.7V。归纳：由于二极管导通压降比较小，为了分析方便，在理想状态下我们可以认为二极管导通压降为0。

5、 *为分析整流电路做准备 2、拿出一只二极管，如何利用其外观来区分其阴阳极性？ 答：（1）利用万用表的电阻档，我们可以通过测量来区分二极管的阴阳极性。（2）如果不用仪表测量，可以看管壳，第一种方法是看壳体上二极管符号。第二种方法是在管壳的一端，印有银色环带表示负极。（看图片）*为分析、焊接整流电路做准备3、二极管有何特性？利用二极管的单向导电性可以作什么？答：二极管的特性是单向导电性。（即阳极接高电位，阴极接低电位，二极 管正向偏置就导通；反向偏置就截止） 利用二极管的单向导电性可以制作整流二极管。 *为导入新课做准备实际上，我们生活中有很多常见的电子设备室是利用了二极管制成的。导入新课看实物

6、。拿出一台直流稳压电源，我们利用整流二极管可以制作直流稳压电源。 从而引出今天的学习项目：整流电路的学习和实操。*用项目引领教学任务一 整流电路整流电路是直流稳压电源的一部分，所以在学习整流电路之前，我们要了解一下直流稳压电源的各个组成部分，以便于能更好地理解、学习整流电路。知识1、直流稳压电源的工作原理简单介绍 直流稳压电源的组成：整流电路的作用：是将交流电压变换为单向脉动直流电压滤波电路的作用：是减小整流输出电压的脉动程度稳压电路的作用：是在交流电压变化或负载变化时，使输出的直流电压的稳定， 以满足负载的要求整流电路包括：单相整流电路和三相整流电路。（日常使用的交流电通常是单相。）单相整流

7、电路：包括半波整流电路、桥式整流电路、全波整流电路。*学习知识的完整性现在，我们的第一个任务是完成半波整流电路项目。知识2、半波整流电路、工作原理1、电路组成PPT先出半波整流电路图。讲解电路组成。（其中要提醒用降压变压器的原因。）看实物图，要求学生回答电路的组成？降压变压器、整流二极管、负载电阻2、工作原理工作原理和参数计算的分析过程用板书（事先在黑板画好电路和U2的波形图），最后归纳用PPT设变压器二次绕组电压 （1）当u2为正半周时，a端为正、b端为负，问：二极管V承受什么偏置的电压？学生回答：正向偏置。归纳：二极管V承受正向电压而导通，电流由a端VRdb端自上而下流过Rd，在Rd上获得

8、上正下负的电压ud。若忽略二极管的正向压降，此期间负载上的电压ud=u2。提问：电路负半周输出波形由教师提问、学生分析*师生互动（2）当u2为负半周时，a端为负、b端为正，二极管V承受反向电压而截止。若忽略二极管的反向漏电流，此期间无电流通过Rd，负载上的电压ud=0。黑板演示完毕，用PPT完整演示整流过程3、主要参数的计算 在黑板上演示波形的右边，和学生一起推导。(1)输出电压平均值Uo=Ud=0.45U2 (2)流过负载及二极管的直流电流平均值 (3）二极管承受的最高反向电压URM 例1：手机的充电器输出电压4.5V(4.2)，手机阻抗Z=10，求：（1）整流变压器二次绕组输出电压是多少？

9、（2）整流二极管的电流和承受的最高反向电压是多少？解：(1) Uo=Ud=0.45U2U2= Uo /0.45=4.5/0.45=10V(2)IdT=Id=0.45U2/Z=0.45x10/10=0.45A=450mA URM=X U 2=14.1v技能1、观察、测量半波整流电路后，画出输入输出波形操作验证*实验验证先用PPT，讲解操作过程：培养合作精神，互相协助、支持，分工明确，轮流换岗。小组长负责。 （1）、展示半波整流实际焊接电路板（2）、检查每组元器件：4只整流二极管、半波整流线路板，负载电阻（已焊接好），变压器，示波仪，电烙铁。（一样一样展示）（3）、测量输入和输出波形： 1）连接好

10、半波整流电路2）先开启示波仪电源3）开启半波整流电路，先测量输入端U2波形，再测输出端Ud波形，并读出参数。 4）PPT展示实拍输入，输出波形。（4）、分组，分工(按学号，每4人一组，共分6组) 焊接1，电路连接1，示波仪操作、读数1，记录1 (5)注意用电安全，但也无需担心，我们使用的是降压到12V电压。插入劳动安全教育：中国目前每年工伤事故死亡约13万多人，每年触电死亡约3000人 （6）、学生操作 按前面讲解要求流程操作，并将观察结果记录好。 教师巡视、指导。5、教师通过提问，要求学生对操作验证进行归纳总结（1）、操作中碰到的问题？焊接问题：怎么样焊口美观，怎么样观察波形，12V是有效值

11、，波形峰值为12V(3）根据学习理论，粗调示波仪量程:横向轴 周期5ms一格，纵向轴 幅值10V一格（2）若把二极管阴阳极翻转焊接，输出参数会有何不同？如图（负载上电压极性相反）归纳：整流二极管阴极端，是负载的正极；整流二极管阳极端是负载的负极。*（为学生理解桥式整流的电路结构作准备）*培养学生动手分析能力、创造性思维能力， （3）、半波整流电路的优缺点？（提示学生使用二极管的数量、输出波形的连续性）答：优点：电路简单。 缺点：只利用了电源的正半周，电源利用率低，输出电压脉动大学生得出结论后，教师在PPT上总结半波整流的优缺点 （4）、问题：怎么样克服半波整流的缺点，把电源的负半周也利用起来？

12、答：用另外的二极管输出负半周电压。*学生参与了改进过程，学生自己的思考成果，使得学生对继续学习充满信心。前面我们学习了单相半波整流电路，它有其优缺点，在实际工作中比较少用，那么我们能否设计一种新型的电路，可以让它把电源的负半周也利用起来，以实现全波整流呢？这就是我们本节课要学习的另一种整流电路单相桥式全波整流电路。知识3、桥式整流电路、工作原理1、电路组成PPT先出单相桥式整流电路图。讲解电路组成。电路有4只二极管组成，接法像电桥，故称为桥式整流电路。2、工作原理工作原理和参数计算的分析过程用板书（事先在黑板画好电路和U2的波形图），最后归纳用PPT，连贯演示整流过程。PPT看电路图。提醒学生

13、，在理想状态下，二极管正向偏置就导通，电流所通过的路径，后面节点的电位永远比前面低。由此，要求学生思考、分析，在输入电压的上半周，4个二极管的导通、截止情况。设变压器二次绕组电压 （1）先分析输入电压的正半周通过分析，在PPT的电路图上一步步演示出电流的流动路径，最后构成一个完整的电流路径，并得出结论：在输入电压的上半周，V1、V3导通，V2、V4截止。在PPT上，一步步显示出输入、输出地电压的对应波形，并在正半周波形下，标出V1、V3导通，V2、V4截止。（2）分析输入电压的负半周有了前面的分析基础，下半周的分析，教师要求学生上前直接在电路图上分析电流的路径、二极管的导通情况。并要求学生在上

14、半周的波形图上补上下半周的波形以及写出二极管的导通（V2、V4）、截止（V1、V3）情况。*突出重点，化解难点-原理问题1：桥式整流电路的结构特征？答：交流接异，负载接同。问题2：判别输出电压极性的方法？答：共阴出正，共阳出负 *突出重点，化解难点-电路技能2、整流电路参数计算3、主要参数的计算 要求学生观察桥式整流电路和半波整流电路的区别*化解难点，思考参数的变化：（1）输出电压平均值Uo=Ud=0.45*2*U2=0.9U2 (2)流过负载的直流电流平均值 (3)流过二极管的直流电流平均值 (4）二极管承受的最高反向电压URM 例2：桥式整流电路中变压器的二次侧电压有效值U2=40V,负载

15、电阻Rd=300。求：（1）计算整流输出电压的平均值Ud、流过负载电阻Rd的电流平均值Id。（2）选择合适的二极管 *通过计算，解决二极管参数的难点解：（1）输出电压的平均值 Ud=0.9U2=0.9X40=36V流过负载电阻Rd的电流平均值 Id=Ud/Rd=36/300=12mA(2)流过二极管的电流 IdT=Id/2=12/2=6mA二极管承受的最高反向电压 = 1.414x40=56.4V根据以上参数，可以选用一只额定电流100mA，最高反向工作电压100V的2CZ82C型的整流二极管。 技能3：观察桥式整流电路后，画出输入输出波形、判别整流电路 4、操作验证（1）先用PPT展示桥式整

16、流电路的实际焊接电路板。让学生作焊接参考。要求学生先画桥式电路图，后让学生在前面半波整流的操作经验基础上，完成桥式整流电路的焊接、观察任务，并做好观察记录。（2）每组设置一个二极管开路的故障，要求学生通过观测，判断是哪一组管子出故障，并在观察记录纸上，画出故障电路，输入、输出波形，并通过故障现象，分析原因。5、归纳总结（1）、对二极管开路故障加以分析？（2）、若有一个二极管内部短路，整流电路会出现什么现象？板书：电路分析结论：一个二极管短路，变压器短路烧毁。（因有短路保护，实际烧毁熔断器）（3）、若有一个二极管方向接反，整流电路会出现什么现象？结论：一个二极管接反，变压器短路烧毁。*通过上面2

17、个问题的讨论、分析，加强学生对桥式整流电路的理解，突出重点。例3：判断下列图中，哪些电路是可以作为桥式整流电路？并要求学生课后作业，练习画桥式整流电路。*强化桥式整流电路-突出重点答：可以正半周：V1V2导通，V3V4截止，负载无输出电压。 负半周：V3V4导通，V1V2截止，负载无输出电压。 结论：不可以做桥式整流电路。正半周：V1V3导通，电路短路。 负半周：V4导通，V1V2V3截止，负载无输出电压。 结论：不可以做桥式整流电路。正半周：V1V3导通，V2V4截止，负载有输出电压。负载极性左正右负。 负半周：V4V2导通，V3V1截止，负载有输出电压。负载极性右正左负。 结论：负载电压极

18、性在变，不能输出直流，不可以做桥式整流电路。（4）、桥式整流电路的优缺点：电源利用率高，输出电压平稳。但用了4只二极管，电路相对复杂。问题：如何方便使用者组装桥式整流电路，可以有什么改进？答： 二极管桥堆PPT出桥堆图片那有没有可以少用二极管的整流电路呢？接下去我们完成单相全波整流电路的学习。知识4、单相全波整流电路、工作原理三、单相全波整流电路1、电路组成电路由2只二极管、负载、二次绕组有中心抽头的整流变压器。强调：变压器的输出电压以中心抽头分为2部分，ab两端总电压为2倍的U2。Uab=2U22、工作原理有前面学习的基础，本电路的原理要求学生推导。*因和前面学习的二极管工作情况类似，故通过

19、此电路的分析，可突出、巩固桥式整理电路的原理（1）在交流电压u2的正半周时，变压器二次绕组a端为正、b端为负，二极管V1受正向电压而导通，而V2承受反向电压而截止，电流由a端经V1，Rd流回o端，在忽略V1导通时的管压降的情况下，此时负载两端的电压等于u2。（2）在交流电压u2的负半周，变压器二次绕组a端为负、b端为正，二极管V2受正向电压而导通，而V1承受反向电压而截止，电流由b端经V2，Rd流回o端，在忽略V2导通时的管压降的情况，此时负载两端的电压也等于u2。3、主要参数的计算（1）输出电压平均值Uo=Ud=0.45*2*U2=0.9U2(2)流过负载的直流电流平均值 (3)流过二极管的

20、直流电流平均值 (4）二极管承受的最高反向电压URM 全波整流电路中，当V1导通时，V2截止，此时二极管V2承受U ab反向电压。当V2导通时，V1截止，此时二极管V1承受Uab反向电压，所以二极管承受最高反向电压就等于变压器二次绕组Uab电压的最大值，即：四、三种整流电路的比较总结四、课堂小结：小结本节课的知识与技能要点。（按顺序）1、注意二极管的极性判别2、焊接要点3、示波仪使用要点:要结合测量参数调节4、单相半波整流特点、参数5、单相桥式整流特点、参数6、单相全波整流电路特点、参数6、问题、协作、探索【课后思考】*（继续探索 拓展知识）1、整流电路输出的是脉动的直流，如何使输出电压更加平

21、稳？*（引出下节课内容。）四、课后作业完成课堂实操记录整 流 电 路 实 操 记 录班级 姓名 学号 小组 一、半波整流电路 1、完成输入、输出波形？2、思考题：现电路与原书本电路输出结果有何不同？答：3、电路有何优缺点？答：二、桥式整流电路1、电路图，补充完整的桥式电路图？2、完成输入、输出电压波形？3、桥式整流电路有何结构特征？判别输出电压极性的方法？答： 4、看下面电路，若V2开路，试分析输出波形，并在波形图上加以完成。 5、有一桥式整流电路接直流负载，需要直流电压Ud=90V，直流电流Id=4A。求：（1）、电源变压器次级电压U2（2）、流过二极管的平均电流：IdT（3）、二极管承受的

22、反向峰值电压URM：6、手机的充电器输出电压4.5V(4.2)，手机阻抗Z=10（注：半波整流）求：（1）整流变压器二次绕组输出电压是多少？（2）整流二极管的电流和承受的最高反向电压是多少？（原）整 流 电 路 实 操 记 录班级 姓名 学号 小组 一、半波整流电路 1、完成输入、输出波形？2、电路有何优缺点？答：二、桥式整流电路1、电路图，补充完整的桥式电路图？2、完成输入、输出电压波形？3、桥式整流电路有何结构特征？判别输出电压极性的方法？答： 4、看下面电路，若V2开路，试分析输出波形，并在波形图上加以完成。 5、有一桥式整流电路接直流负载，需要直流电压Ud=90V，直流电流Id=4A。求：（1）、电源变压器次级电压U2（2）、流过二极管的平均电流：IdT（3）、二极管承受的反向峰值电压URM：6、手机的充电器输出电压4.5V(4.2)，手机阻抗Z=10（注：半波整流）求：（1）整流变压器二次绕组输出电压是多少？（2）整流二极管的电流和承受的最高反向电压是多少？