电工与电子技术基础教案资料.docx
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电工与电子技术基础教案资料
电工与电子技术基础
授课班级：
授课教师：
一、本学期教学目标
（一）专业能力教学目标
1．了解变压器的基本结构和电压、电流、阻抗变换作用；
2．了解安全用电知识，掌握保护电气设备安全运行的方法；
3．了解半导体材材料的导电性质，半导体晶体二极管的机构和单项导电特性；
4．掌握晶体三极管的结构、主要参数、电流放大作用；
5．掌握晶体三极管的输入输出特性，会分析晶体三极管在各工作状态时的PN结偏置和极电位关系；
6．了解晶体三极管放大电路的组成及各元件作用；
7．掌握静态工作点的含义，设置静态工作点的意义；
8．掌握计算法分析晶体三极管放大电路中的静态工作点、输入、输出电阻、电压增益。
（二）方法能力教学目标
1．培养学生的沟通能力和团队协作精神；
2．培养学生的工作、学习的主动性和创新能力；
3．培养学生的独立工作能力和团队协作共同完成任务的能力；
4．培养学生理论联系实际、举一反三的思考能力；
5．培养学生的组织能力和表达能力。
6．提高学生的角色参与意识。
（三）社会能力教学目标
1．培养学生爱岗敬业的工作作风；
2．培养学生的自我发展能力；
3．培养学生的效率观念；
4．培养学生安全意识与环保意识。
二、提高教学质量的措施
1．在教学内容的选取上，学习单元中的工作任务设置为真实的维修任务，且任务的设置由简单到复杂，符合学生的认知学习规律。
2．将教材内容分解为若干工作项目，每个工作项目又分解为学习任务，涵盖了学习单元的相关知识，学生在完成各个小工作任务时，通过实际操作，实现由单一到综合的教学目标。
3．教学实现理论实践一体化，理论课堂和实践场地相结合，使学生能边看边学，在学中做，做中学。
4．讲练结合、实际演练，在教师的适当引导下，提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的时间技能。
5．充分重视、分析学生在学习、操作过程中的表现，及时引导。
认真检查学生的任务记录及课后作业，及时把握学生学习情况。
2012—2013年度第一学期教学进度计划表
任课教师
学科
任课班级
所教学科的学期分配
该科
共1册
共七章
（篇）
版本
电工与电子技术
该课程自第一学期至第一学期，完成，共
1个学期。
中国劳动社会保障出版社
教学计划进程
周次
章节（§）
教学主要内容
实验实习说明
1
2
3
4
5
§3.5
变压器和安全用电
6
§4.1
国庆
7
§4.2
半导体器件的基本结构
8
§4.3
晶体二极管结构、输入特性、晶闸管结构、工作原理
9
§4.4
二极管单相半波、全波整流电路
10
§4.4
二极管单相桥式全波整流电路
11
§5.1
晶体三极管结构类型、输入输出特性
12
§5.3
低频电压放大器电路结构
13
车间实习
14
车间实习
15
车间实习
16
§5.3
低频电压放大器分析方法
17
18
19
20
第一章正弦交流电路
任务一
认识变压器变化电压、电流、阻抗的作用
学内容分析
内容教学意义
在很多电路应用中，需使用的都是小幅值的正弦交流电或直流电，而电网电压都是高幅值的交流电压，这就需要变压，以获得适当电压值的电压信号。
内容包含
1．变压器的结构；
2．变压器变换电压、电流、阻抗的作用。
提出任务
认识变压器变换电压、电流、阻抗的作用
重点
1.变压器的结构；
2.变换电压、电流、阻抗的作用。
难点
变压器变化电压、电流、阻抗。
教学
目标
专业能力目标
1．了解变压器的基本结构；
2．掌握变压器变换电压、电流、阻抗的作用。
方法能力目标
1．联系实际，结合对于变压器基本结构的讲解，能自己制作简易的变压器；
2．能查阅、整理、筛选、运用有效资料，并能做好记录和总结。
3．能准确分析出有变压器电路中，变压器的作用。
社会能力目标
1.劳动组织、勇于承担、展现自我；
2.善于聆听与沟通、有团队协作意识。
3.有责任心，始终保持积极向上的学习态度。
教学准备
PPT
课型
新授课
授课课时
2课时
教学过程
教学内容
方法手段
时间
1
组织教学与任务导入
1．清点人数、组织秩序、分组做好。
2．导入工作任务
变压器可以将某一电压的交流电能变换成同频率的另一电压的交流电能，具有电压变换、电流变换、阻抗变换的作用。
在输电、用电、电子线路中，有着广泛及重要的应用。
今天我们来研究如下问题：
变压器变换电压、电流、阻抗的作用。
5
2
资讯
要解决这个任务，需要首先明确：
1、变压器的基本结构；
2、变压器内部线圈产生感应电动势，由此产生初次级电压，与匝数的关系。
3、推导出电压变换、电流变换、阻抗变换。
一、变压器的基本结构
1、常用变压器举例：
2、变压器的基本结构
（1）变压器的主体构造
●铁心是变压器的主磁路，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成，为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采0.35mm~0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。
●绕组绕组是变压器的电路部分，采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心套在铁芯柱上。
为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。
（2）变压器的工作原理
•与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组用U1，I1，E1，N1表示;
•与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 用U2，I2，E2，N2表示;
•同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为Fm,该磁通量称为主磁通;
变压器原理图
交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。
20
15
3
计划与决策
布置任务：
变压器的电压变换、电流变换、阻抗变换作用
计划与决策：
1、通过初次级线圈所产生的感应电动势与电压的关系：
，
，求出初次级线圈电压的关系；
2、不计能量损失，根据能量守恒，
，求出初次级线圈电流的关系；
3、由关系式
，求出初次级线圈阻抗之间的关系。
15
4
实施与检查
1、
；
2、
；
3、
15
7
评价
资讯阶段，对于变压器，学生已经比较熟悉了，学生能独立阐述变压器的基本结构，老师稍加讲解即可；对于工作原理，尤其是线圈感应电动势的产生和计算，学生理解的不好，但是最终也都能掌握计算方法。
计划与决策：
能明确求解问题的符号表示，并能列出求解方法，求解过程为一步一步的引导下进行推导，比较顺利，经老师检查，思路基本正确。
实施检查阶段，对于求得的推导结果，经检查准确无误，随机让一名同学上讲台，演示了推导的全过程，比较准确。
素质方面，学生都能参与到小组讨论中，学习态度积极，有个别同学不记得推导公式，能向前翻书查阅，说明还是比较积极用心，总体来讲，各小组对本任务完成的较好，基本掌握了概念和求解方法，明确了变压器对电压、电流和阻抗的变换作用。
10
8
总结
这部分内容是比较容易的，教材的介绍也比较少。
在讲解时我主要采用了两种方法，一是，通过PPT实物、图形进行演示，让学生直观地明确了变压器的基本结构；二是，对于教学任务，让学生主动的去推导，得到相关的结论。
在此过程中，虽然有的同学不是和熟练，但是能够讨论，翻阅教材，也都完成了任务，通过这样的方法，调动了学生学习的主动性，效果还是可以的。
值得说明的一点，这个班级刚从牟平转动本校学习，学生的素质还是相当高的，很配合老师，能主动学习。
5
9
扩展学习
要求同学们在课后完成：
结合教材，1）铁心变压器的功率和效率。
2）安全用电知识
2
10
作业
教材P69,例3-8；习题册相关题目
3
第四章二极管、晶闸管及整流电路
任务一
验证二极管、晶闸管的工作特性
学内容分析
内容教学意义
半导体材料制成的晶体二极管、晶闸管、等半导体器件，在电子电路中有广泛应用，后续学习的电路中，都是以这些器件为核心器件，所以学习它们的工作原理非常重要。
内容包含
1．半导体器件的基本结构；
2．晶体二极管的结构及其特性；
3．晶闸管的机构及其导通条件。
提出任务
验证二极管、晶闸管的工作特性
重点
1.半导体器件的基本结构；
2.晶体二极管的结构及其特性；
3.晶闸管的机构及其导通条件。
难点
1.半导体器件的基本结构；
2.晶体二极管的结构及其特性；
3.晶闸管的结构及其导通条件。
教学
目标
专业能力目标
1．了解半导体器件的基本结构；
2．掌握晶体二极管、晶闸管的结构及其特性。
方法能力目标
1．能查阅、整理、筛选、运用有效资料，并能做好记录和总结。
2．能准确分析出有变压器电路中，变压器的作用。
社会能力目标
1.劳动组织、勇于承担、展现自我；
2.善于聆听与沟通、有团队协作意识。
3.有责任心，始终保持积极向上的学习态度。
教学准备
PPT
课型
新授课
授课课时
2课时
教学过程
教学内容
方法手段
时间
1
组织教学与任务导入
1．清点人数、组织秩序、分组做好。
2．导入工作任务
在电子线路中，常用到半导体材料制成的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。
今天我们来研究如下问题：
晶体二极管、晶闸管的工作特性
5
2
资讯
要解决这个任务，需要首先明确：
1、何为半导体器件、半导体器件的基本结构
2、晶体二极管的结构、晶闸管的结构。
。
一、变压器的基本结构
1、常用半导体器件举例：
2、导体、绝缘体和半导体
◆导体导电性能良好。
例如：
铜、铁、金、银。
◆绝缘体几乎不能导电。
例如：
塑料、玻璃、橡胶、陶瓷。
◆半导体导电性能介于导体和绝缘体之间。
例如：
硅、锗。
3、本征半导体的导电特性
本征半导体纯净的具有晶体结构的硅、锗等半导体。
◆热敏性：
当环境温度升高时，导电能力显著增强
◆光敏性：
当受到光照时，导电能力明显变化
◆掺杂性：
纯净的半导体中掺入微量某些杂质，导电
能力明显改变。
4、本征半导体的结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
5、杂质半导体掺入少量杂质
（1）N型半导体（电子型半导体）
形成：
向本征半导体中掺入少量的5价元素
特点：
（a）含有大量的电子——多数载流子
（b）含有少量的空穴——少数载流子
（2）P型半导体（空穴型半导体）
形成：
向本征半导体中掺入少量的3价元素
特点：
（a）含有大量的空穴——多数载流子
（b）含有少量的电子——少数载流子
二、PN结
（1）PN结的形成
PN结外加正向电压：
PN结外加反向电压：
（实际电路验证）将一个PN结合一个发光灯泡串联与电路中，分别正、反两个方向连接PN结，看灯泡的发光情况。
三、晶体二极管
1、晶体二极管的结构和分类
1）基本结构
2）分类
•按PN结结构分：
点接触型和面接触型
•按基片材料分：
硅二极管和锗二极管
•按用途分：
整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。
3）二极管的伏安特性
二极管电压与电流的关系
（通过实验电路来验证：
将一个硅管和锗管分别连接与电路中，慢慢增大电源电压，观察等在什么电压值下会开始发光）
四、晶闸管
1、基本结构：
四层半导体，3个PN结
2、工作原理：
（a）晶闸管导通条件
uA>0,uG>0
（b）晶闸管导通后控制极将失去作用
（c）晶闸管截止条件
或
20
15
3
计划与决策
布置任务：
1）验证晶体二极管的工作特性：
单向导电性
2）验证晶闸管的工作特性
计划与决策：
1）
①明确晶体二极管的阴极和阳极；
②将晶体二极管和一个灯泡串联于一个电源电路中，先将二极管正向连接，然后慢慢增大电源电压，观察灯泡的发光情况；
③然后将二极管反接，观察灯泡的发光情况。
④记录相应的电压值和灯泡的发光情况。
2）
①将晶闸管接入电路中：
阳极结低电位端，阴极接高电位段，开、合开关，观察灯泡的发光情况，确定晶闸管是否导通；
②将晶闸管接入电路中，阳极接高电位，阴极接低电位，保持开关断开状态，观察灯泡发光情况，确定晶闸管是否导通，然后，合上开关，观察等的发光情况，得出结论，之后，将开关断开，去掉门极上电压，观察灯泡的发光情况，得出结论。
15
4
实施与检查
实施：
1）
①将晶体二极管和一个灯泡串联于一个电源电路中，首先将二极管正向连接，然后慢慢增大电源电压，当电压值增大到0.5V时，等开始发光，当电压值增大到大约0.7V时，灯泡完全发光，说明二极管完全导通；
②将二极管反接，增大电压值，灯泡不发光，说明二极管反向截止，继续增大二极管，灯泡发光，说明二极管反向击穿。
③记录
2）
①将晶闸管接入电路中：
阳极结低电位端，阴极接高电位段，开、合开关，不管开关是否合上，灯泡都不发光，说明晶闸管不导通，处于反向阻断状态；
②将晶闸管接入电路中，阳极接高电位，阴极接低电位，保持开关断开状态，灯泡不亮，说明此时晶闸管也没有导通；将开关合上，此时，灯泡发光，说明晶闸管导通了。
此时，断开开关，灯泡扔发光，说明晶闸管仍然导通，门极失去控制作用；慢慢调低电压，减少电路中的电流，一定值时，灯泡灭，说明电路中电流小于维持电流。
检查：
①在老师的引导和检查下，学生基本完成了实施过程，也得到了相应的结论。
②再实施过程中，学生能遵守操作规则，仔细检查后方才通电看现象验证结论，增强了用电安全意识，和操作能力。
15
7
评价
资讯阶段，学生对于半导体器件的知识了解不多，理论上的讲解理解也不好，但是对于本部分内容，其实就是两个结论，叙述比较简单，学生能记下来，让后去应用，重点放在通过实验，让学生能从现象中去掌握结论。
计划与决策：
这个阶段，在老师的引导下，一步一步的完成，基本都得到了相应的结论，验证了晶体二极管和晶闸管的工作特性，并做了详细的记录。
实施检查阶段，
对电路的搭建，电压的调整，灯泡亮灭的观察，相应电压值得记录，都比较详细、准确。
素质方面，
总体来讲，各小组对本任务完成的较好。
10
8
总结
强调整流二极管的单向导电性，按照输入的正弦交流电，半周期范围内逐一分析，看二极管是否处于导通，并分析电流通路，画出整流后的波形图，按照此方法，能顺利的分析出整流电路的整流特点。
此教学内容，相同点较多，采用对比学习的方法，效果更好。
5
9
扩展学习
要求同学们在课后完成：
结合教材，电容滤波电路的电路组成、滤波原理。
2
10
作业
习题册相关题目
3
第四章晶体二极管、晶闸管及整流电路
任务二
二极管整流电路
学内容分析
内容教学意义
在很多电路中，需使用直流电源，通常由交流电路整流得到，可以利用二极管的单向导电性来得到直流，对于后续的电路中，出现的二极管整流电路学会分析和计算相应的电压电流值。
内容包含
1．单相半波整流电路；
2．单相全波整流电路；
3．单相桥式整流电路
提出任务
二极管整流电路
重点
1.单相半波、全波和桥式整流电路。
难点
单相半波、全波、桥式整流电路及其参数的计算。
教学
目标
专业能力目标
1．掌握单相半波、全波、桥式整流电路的组成；
2．会计算相应的电路参数。
方法能力目标
1．能查阅、整理、筛选、运用有效资料，并能做好记录和总结。
2．能准确分析出有变压器电路中，变压器的作用。
社会能力目标
1.劳动组织、勇于承担、展现自我；
2.善于聆听与沟通、有团队协作意识。
3.有责任心，始终保持积极向上的学习态度。
教学准备
PPT
课型
新授课
授课课时
2课时
教学过程
教学内容
方法手段
时间
1
组织教学与任务导入
1．清点人数、组织秩序、分组做好。
2．导入工作任务
通过二极管的整流电路，可以将交流电变换成脉动的直流电。
今天我们来研究如下问题：
二极管的整流电路
5
2
资讯
要解决这个任务，需要首先明确：
1、各种整流电路的电路组成；
2、整流过程。
3、相应参数的计算。
一、单相半波整流电路
1．电路
V：
整流二极管，把交流电变成脉动直流电，设为理想二极管，管压降为0V；
T：
电源变压器，把v1变成整流电路所需的电压值v2。
2．工作原理
设v2为正弦波，波形如图
（1）v2正半周时，A点电位高于B点电位，二极管V正偏导通，则vL≈v2；
（2）v2负半周时，A点电位低于B点电位，二极管V反偏截止，则vL≈0。
由波形可见，v2一周期内，负载只用单方向的半个波形，这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电。
上述过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电v2变成脉动直流电vL。
由于电路仅利用v2的半个波形，故称为半波整流电路。
3．参数计算
◆二极管上的平均电流
◆二极管上承受的最高电压
◆输出电压平均值
二、二极管单相全波整流电路
1．电路如图
V1、V2为性能相同的整流二极管；
T为电源变压器，作用是产生大小相等而相位相反的v2a和v2b。
2．工作原理
设v2为正弦波，波形如图
（1）v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作用下，V1导通（V2截止），iV1自上而下流过RL；
（2）v1负半周时，T次级A点电位低于B点电作用下，V2导通（V1截止），iV2自上而下流过RL；
可见，在v1一周期内，流过二极管的电流iV1、iV2叠加形成全波脉动直流电流iL，于是RL两端产生全波脉动直流电压vL。
故电路称为全波整流电路。
3．参数计算
◆二极管上的平均电流
◆二极管上承受的最高电压
◆输出电压平均值
三、二极管单相桥式全波整流电路
1．电路
2.工作原理
（1）v2正半周时，如图1.2.4（a）所示，A点电位高于B点电位，则V1、V3导通（V2、V4截止），i1自上而下流过负载RL；
（2）v2负半周时，如图1.2.4（b）所示，A点电位低于B点电位，则V2、V4导通（V1、V3截止），i2自上而下流过负载RL；
3．整流波形如上图
4．负载和整流二极管上的电压和电流
（1）负载电压VL
（2）负载电流IL
（3）二极管的平均电流IV
（4）二极管承受反向峰值电压
20
15
3
计划与决策
布置任务：
单相半波、全波、桥式整流电路的电路构成、整流原理、电路参数。
计划与决策
根据教材讲解，归纳总结，单相半波、全波、桥式整流电路的电路构成、整流原理、计算电路参数。
并比较异同。
15
4
实施与检查
1、单相半波电路中，只有一个整流二极管，利用二极管的单相导电性，对于输入的单相正弦交流电，将半个周期的交流电整流为脉动的直流电，效率较低；
单相全波整流电路，有两只整流二极管，交替整流，分别将输入的单向正弦交流电的前、后半个周期整流成脉动的直流电。
单相桥式全波整流，利用桥臂上的四个整流二极管，两两交替整流，将输入的单向正弦交流电，在全周期内整流成脉动的直流电，电路参数的计算，归纳如上。
15
7
评价
资讯阶段，分别给出单相半波、单相全波、单相桥式整流电路。
逐一分析电路组成，分析整流原理，并进行比较。
计划与决策：
比较、归纳，总结异同点，记录详细准确。
素质方面，学生都能参与到小组讨论中，学习态度积极总体来讲，各小组对本任务完成的较好基本能区别各个电路，并分析出各自的整流特点。
10
8
总结
本部分内容，属于对于半导体二极管的一个典型应用，对整流电路的分析，实际上是对半导体二极管单向导电性的应用。
讲解时，通过给定的单向正弦信号，将一个周期分成前后两个半周期，看电路中的二极管在当时的信号输入下处于正解状态：
导通；输出端得到相应的输出。
反之，输出端没有输出。
将推导的方法让学生理解了以后，在老师的引导下，学生基本能自行得出整流波形，完成对整流过程的分析，并对这三种整流电路逐一分析，区别异同点。
5
9
扩展学习
要求同学们在课后完成：
结合教材，1）滤波电路的电路种类及电路组成、滤波原理
2
10
作业
习题册相关题目
3
第五章三极管及放大电路
任务一
晶体三极管的输入、输出特性
学内容分析
内容教学意义
在电子线路中，晶体三极管是应用最广泛的半导体器件，对含有三极管电路的分析，主要是对晶体三极管工作状态的分析，此部分内容对后续电路的学习具有基础性作用。
内容包含
1．晶体三极管的结构和类型及符号；
2．晶体三极管的主要参数；
3．晶体三极管的输入输出特性。
提出任务
晶体三极管的输入、输出特性
重点
1.晶体三极管的结构和类型及符号；；
2.晶体三极管的主要参数及电流放大作用；
3.晶体三极管的输入输出特性。
难点
1.晶体三极管的输入输出特性。
教学
目标
专业能力目标
1．了解晶体三极管的结构和类型及符号表示；
2．掌握晶体三极管的输入输出特性；
3．理解晶体三极管的电流放大作用。
方法能力目标
1．能查阅、整理、筛选、运用有效资料，并能做好记录和总结。
2．能利用晶体三极管的电流放大作用根据晶体三极管的工作区域，能得出三极管电路的工作状态。
社会能力目标
1.劳动组织、勇于承担、展现自我；
2.善于聆听与沟通、有团队协作意识。
3.有责任心，始终保持积极向上的学习态度。
教学准备
PPT
课型
新授课
授课课时
2课时
教学过程
教学内容
方法手段
时间
1
组织教学与任务导入
1．清点人数、组织秩序、分组做好。
2．导入工作任务
晶体三极管具有电流放大作用。
要学好电子电路，必须很好的理解晶体三极管的放大原理，以及它的外特性。
今天我们来研究如下问题：
晶体三极管的外特性：
输入特性和输出特性
5
2
资讯
要解决这个任务，需要首先明确：
1、晶体三极管的结构、符号及类型；
2、晶体三极管的电流放大作用；
3、晶体三极管的外特性：
输入特性和输出特性。
一、晶体三极管的结构、符号及类型
三层半导体、两个PN结，根据PN结的组合方式不同，
可分为NPN型和PNP型。
NPN型结构及符号PNP型结构及符号
各区制造时的结构特点，以NPN型为例，如下图所示：
二、晶体三极管的主要参数
1、电流放大倍数
（1）共发射极直流电流放大系数
≈IC/IB
（2）共发射极交流电流放大系数β=∆iC/∆iB
（3）共发射极电流分配IE=IC+IB，
2、极间反向电流
（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO，O——（发射极）开路
（2）集电极发射极
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