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1、电子技术基础与技能半波整流电路教学设计方案重庆市武隆县职业教育中心高岭一、教学概述本节课选自全国中等职业教育课程改革国家规划新教材、高等教育出版社出版，张金华主编电子技术基础与技能，是“二极管”的延续、及其应用的重要课程。在本节课中，通过学生应用所学的二极管知识、电工电路知识以及较为熟练的使用示波器和万用表，从而正确选择二极管，组成整流电路来解决实际问题。是二极管最广泛的应用，同时也是所有整流电路的基础，是属于“电子走向生活”的内容，在整个课程体系中起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。二、学习者特征分析 基本信息：09电子班，共有30名学生，其中男生18人，女生12人。1.学生已经学过了“
2、二极管单向导电性”以及二极管两个极限参数，对二极管的工作原理已经有了认识。2.学生能够较为熟练地在电工电子台上连接电路，并且能较为熟练地使用示波器与万用表。3.学生已学过电工基础，对安全用电常识已经能够熟记于心。4.学生对动手实验有较浓厚的兴趣，对纯理论教学则没有激情。三、教学目标1.知识与技能了解使用整流电路的原理，掌握单相半波整流电路的结构以及元器件的作用，理解电路工作原理，能对负载上的直流电压与直流电流进行估算，会根据负载要求设计整流电路以及正确选用二极管和变压器。2.过程与方法学生通过“任务”由实验去发现去总结，在团队协作过程中学会运用所学的电路知识解决实际问题。3.情感、态度与价值观
3、通过小组实验，培养学生团队协作精神，以及爱科学，学科学，用科学的良好习惯，并由此提高学生学习电子知识的兴趣。四、重点与难点重点：半波整流电路的组成、电路中二极管的工作过程以及电路的估算。难点：实用整流电路中二极管的选用。五、教学准备1. 实验器材：电子实验台1张，变压器1个，整流二极管1只，负载电阻1只，万用表1块，双踪示波器1台，连接导线若干。（共8组）2. 电化教具：半波整流电器课件，多媒体投影，Cool Edit pro录音软件。六、教学流程（一） 学前导入（激发兴趣） 1.教师清唱祖国慈祥的母亲片段：“亲爱的祖国，慈祥的母亲，长江黄河欢腾着，欢腾着深情，我们对您的深情，啦” （利用co
4、ol录音软件及多媒体演示）。如果我们加入伴奏，并将声音进行美化，又会怎么样呢？答案是恳定的，一定会更好听。那么要实现这一功能，就需要相应的电子设备，而电子电路要正常工作，就需要直流电源。提问：你家里的电视机，电脑，手机充电器电器用的是什么电？通过学生的回答，从而引入：电子产品要正常使用，都必须把交流电转换为直流电，而实现这一功能的电路就是整流电路，（这也就是使用整流电路的原因）。 2.两个概念交流电：大小和方向都随时间不断变化。 直流电：方向不变。包括脉动直流电（大小在变，方向不变）；平滑直流电（大小和方向都不变）。 交流电波形图 脉动直流电波形图 平滑直流电波形图整流电路分为半波整流，桥式整
5、流电路，（二）自主探究（通过任务驱动、师生总结，突出重点；利用例题讲解、作业布置，突破难点）知识点：电路的组成任务一：根据任务书半整流电路原理图及参数连接好电路，教师引导启发学生说出电路中各组成元器件的作用。变压器T：（例 手机充电器需充电电压为几伏，故需要将220V交流降压）将220V交流电压降压为实际需要的低压交流电压U2二极管V：（提示二极管的特征单向导电性）将交流电转换为单方向的脉动直流电。电阻R：负载（消耗电能）。知识点：半波整流电路的工作过程利用二极管的单向导电性分析电路的工作过程，在u2正半周期，二极管所加电压为正偏电压，二极管导通，负载有电流通过，有输出电压；在u2负半周期，二
6、极管所加电压为反偏电压，二极管截止，负载没有电流，故没有输出电压。任务二：根据任务一电路，将双踪示波器的输出探头CH1、CH2分别接到变压器次级和负载两端，接通电源，观察u、U的波形，并将其画在任务书上。双踪示波器面板图 u的波形图 U的波形图教师提问：为什么在负载两端的电压波形U与变压器次级两端的电压波形u不一样？（教师提示，可分别根据输入交流电压波形的正半周期与负半周期进行分析，师生共同总结）结论一：在u的正半周期，U= u。在u的负半周期，U=0。由于U只有输入u的周期的一半，所以称为单相半波整流。教师演示：将任务二中二极管反接，观察负载两端电压U的波形变化。 U的波形图结论二：若单向半
7、波整流电路中二极管接反后，电路仍能整流，只是输出电压极性改变而已。知识点：负载直流电压与直流电流的估算任务三：根据任务二电路，分别利用万用表的交流电压档（10V量程）与直流电压档（10V量程），测试交流电压有效值U和脉动直流电压U，将数据填入任务书，并求出：U/ U的值。得出公式：U=0.45 U同时由欧空律可得，I= U/ R=0.45 U/ R知识点：半波整流电路二极管的选择任务四；将任务二中的输出探头CH2，由负载两端改接到二极管两端，画出二极管两端电压U的波形。（强调由于双踪示波器的两个输出探头有一个公共端，在这一任务中，必须将CH1探头与电路断开，否则将造成电路短路。）二极管两端的电
8、压波形图师生共同得出结论：二极管承受的反峰电压：U= U。教师讲解：由于二极管与负载是串联关系，根据串联电路特点可得二极管流过的电流I= I由二极管的极限参数（学生回答）可得半波整流电路中二极管的选用依据II= IUU= U实际应用时，可查阅有关半导体器件手册，选用合适的二极管型号。教材例题讲解例1.1有一直流负载，电阻为1.5K，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试求电源变压器的二次电压U，并选择合适的整流二极管。 解：根据欧姆定律可得U= I R =10101.510V=15V由U=0.45 U，可得变压器的二次电压有效值U= U/0.45=15V/0.4533V二极管承受的最
9、大反向工作电压 U= U=33V47V二极管流过的电流 I= I=10mA所以二极管选用依据为 I10mAU47V根据二极管参数手册，可选用2CZ82B、IN4001、IN4002等型号整流二极管。作业布置某负载功率为0.18W，工作电压为9V，由一个半波整流电路对其供电，整流电路由220V交流电供电，请设计此电路，并说明二极管如何选用？变压器的变比如何选择。（三）精讲点评，强化技能首先对学生容易出错的地方强化，如在万用表，示波器的正确使用的问题上等。其次通过板书，对知识体系进行归纳整理，对重点内容和操作技能进行强调。（四）拓展延伸问题一：半波整流电路，负载对电源的利用效率高吗？ 结论：不高。
10、问题二：怎样提高整流电路对电源的利用效率呢？结论：如果将交流电路的正、负半周期都利用起来，就能大大的提高电源的利用效率，从而为后续课程作好铺垫。七、板书设计 半波整流电路（一）电路组成与元器件作用T：把220V的交流电转换为实际所需的低压交流电V：将交流电转换为脉动直流电，属于整流元件R：负载电阻（消耗电能）（二）半波整流的工作过程1.在u的正半周期，U= u2.在u的负半周期，U=0（三）负载上的直流电压与电流的估算U=0.45 UI= U/ R=0.45 U/ R（四）半波整流电路二极管的选择II= IUU= U八、结语反思实践证明，在教学中，创设一个民主，和谐的课堂氛围，通过学生自己动手
11、，利用多媒体的现代教育手段辅助整个教学过程，能使学生愉快的“享受”学习。附： “半波整流电路”活动任务书任务记录表任务一电路组成根据任务书半整流电路原理图及参数连接好电路元器件作用变压器T二极管V电阻R任务二电路工作过程根据任务一电路，将双踪示波器的输出探头CH1、CH2分别接到变压器次级和负载两端，接通电源波形图结论一在u的正半周期，U= ；在u的负半周期，U= 结论二二极管接反后，电路_任务三负载电压与电流估算根据任务二电路，分别利用万用表的交流电压档（10V量程）与直流电压档（10V量程），测试交流电压有效值U2和脉动直流电压UL测试值U2=_ _V；UL=_ _V；UL / U2=_ _结论UL =_ _ U2；IL=_ 任务四二极管的选择将任务二中的输出探头CH2，由负载两端改接到二极管两端波形图结论UR=_ _ _U2；I= 二极管选用依据：I ；U
