單相橋式整流電路實驗

1、課 題單相橋式整流電路執(zhí)教者教教學(xué)方法啟發(fā)講授、項目示范、練習(xí)鞏固教學(xué)用具黑板/粉筆，投】 流電源調(diào)節(jié)器，教學(xué)目的通過對單相橋式整流電路原理的理解，能夠正確的使用和安裝單向橋式整流（1）根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦哉_判斷橋中二極管的導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)，并（2）使用示波器分析工作中電路的波形，正確判斷橋及橋中二極管的工作（3）使用萬用表對橋的輸入、輸出電壓進(jìn)行測量、監(jiān)控，掌握橋的輸入、（4）根據(jù)要求正確地選擇二極管或集成的橋堆；（5）正確安裝整流橋并接入電路，注意好的職業(yè)習(xí)慣的培養(yǎng)；教學(xué)重點單向橋式整流電路原理的理解及電路安裝教學(xué)難點（1）橋中各橋臂二極管的工作情況分析；（2）整流橋中二極管參數(shù)的選擇；

2、（3）二極管在整流電路安裝時的操作要點。教學(xué)過程項目內(nèi)容導(dǎo)入：8min1、二極管的單向?qū)щ娦裕?、單向半波、全波整流電路的優(yōu)劣特點教 學(xué) 過 程 續(xù)續(xù) ）新課：65 min單相橋式整流電路原理（35min）1、用不同顏色的發(fā)光二極管代替普通的整流二極管組成橋式整流電路，正 路，演示二極管整流過程。2、將雙蹤示波器分別接入相鄰、相對兩橋臂，觀察其變化過程。（1、2共13、使用萬用表對其輸入、輸出電壓進(jìn) 步跟蹤，調(diào)節(jié)輸入電壓的大小，測 壓，發(fā)現(xiàn)它們之間的數(shù)量關(guān)系。（14min）4、師生對上述過程進(jìn)行分析，探究上述現(xiàn)象形成的原因。（3min）器件的選擇與電路安 裝（30min）1、根據(jù)上述原理分析，

3、獲得二極管橋式整流電路中二極管上承受最大反壓、 極管整流電流值與整流橋交流側(cè)輸入電壓的關(guān)系，從而理解該電路在選擇二 所采用的經(jīng)驗式。2、示范練習(xí)并指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)需要選擇二極管，并將其正確接入電路。注意事項電路安裝時，一定要認(rèn)準(zhǔn)交流側(cè)“陰陽-陰陽”串聯(lián)，直流側(cè)“陰陰-陽陽”測試橋式整流電路輸入、輸出電壓時要注意萬用表使用安全；測試信號波形時，因測試探頭“公共接地”端在測試中的作用，在測試時為 定，在進(jìn)行輸出、管壓降測試時，不要再次調(diào)節(jié)該參數(shù)。課堂總結(jié)及作業(yè)布置（5min）總結(jié)本教學(xué)單元的重點，巧妙設(shè)置問題考查學(xué)生的掌握程度，同時提出思考課堂答疑（2 min）針對本教學(xué)單元內(nèi)的相關(guān)問題，課堂上回答學(xué)

4、生的疑問，并對比較集中的、教學(xué)反思（附后）2附：教學(xué)內(nèi)容:【導(dǎo)入部分】|!使用萬用表測量IN4007、IN4148、IN4004二極管的極性，復(fù)習(xí)PN結(jié)、二極管的單向?qū)щ娦?，投放投影作進(jìn)V一步的復(fù)習(xí)，引出“理想二極管”的特性（如圖1所示： 0理想二極管伏安特性）一一二極管導(dǎo)通時，所承受的正向電壓趨近于0，承受反向電壓時，流過二極管電流趨圖1理想二極管伏安特性近于0。使用雙蹤通用示波器，測量單向半波、單向全波二極管整流電路整流波形的變化，復(fù) 習(xí)這種變化的“好處”（提高變壓器的利用率，減小輸出信號的脈動程度）和缺陷（一 一變壓器利用率低、二極管承受反壓過大），導(dǎo)入本教學(xué)單元內(nèi)容“單向二極管橋式整流

5、” 電路（提高變壓器的利用率，保證有較好的脈動直流輸出，同時二極管承受的反向電 壓與電源電壓的最大值保持一致）。（如圖2所示：二極管整流電路性能趨優(yōu)轉(zhuǎn)化過程）圖2二極管整流電路性能趨優(yōu)轉(zhuǎn)化過【新課部分】圖3橋式二極管整流電路RVo在二極管整流電路示范裝置的四 個橋臂上分別安裝紅、綠、黃、白四個 顏色的發(fā)光二極管（如圖3所示：橋式 二極管整流電路），正確地接入交流電 源裝置，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況， 用萬用表測試輸入、輸出電壓的數(shù)值， 調(diào)節(jié)電源裝置的輸出電壓大小，重復(fù)測量每次調(diào)節(jié)后輸入、輸出電壓數(shù)值并記錄于下表中，表：輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系記錄次數(shù)12345678910電源頻率與發(fā)光管閃爍情

6、況輸入電壓v2輸出電壓vov /v2記錄10組數(shù)據(jù)后，調(diào)節(jié)電源裝置的頻率，觀察發(fā)光管的閃爍情況，總結(jié)管子交替變化與頻率的關(guān)系，并將觀察的現(xiàn)象記錄于 表中，以便分析。將雙蹤通用示波器接入輸入信 號、輸出信號端，相鄰、相對兩橋臂， 測得整流橋的信號如圖4所示：二極 管橋式整流電路波形。綜合圖3、圖4的分析我們發(fā)現(xiàn): 該電路具有將雙向的交變電壓變 換為單向的脈動電壓的功能。對波形的進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，二極管 上承載電壓的情況，V、管、七、4管 分別承受不同周期的反向電壓，但管 子承受的最大反向電壓與電源最大 反向電壓相同。以上兩點滿足了我們提高變壓器利用率并降低整流管最大反向電壓的要求，實現(xiàn)了二極管整流

7、輸出的最佳性能。對比圖3與表的記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)近似于單向全波整流電路的輸入與輸出間的關(guān)系，并 且發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)電源的頻率時，隨著頻率的增高，二極管發(fā)光閃爍不明顯。參考教材已有的公式，獲得二極管橋式整流電路輸入、輸出之間的數(shù)量關(guān)系及二極管選擇 的條件：輸出電壓、電流與輸入電壓的關(guān)系：VO=2 X 0.45V2=0.9V2I=0.9X 5)二極管所承受的電流及耐壓值Iv=Io/2=0.45 X (Vo/Rl)VRM=V2m單向橋式整流電路二極管選擇條件：【VZ 斗/2=0.45X（Vo/Rl）VRM“2m舉例：按要求選擇整流二極管，并安裝該整流電路。有一直流負(fù)載，需要直流電壓Vo=60V，直流電流Io=

8、4A。若采用單相橋式整流電路， 求電源變壓器次級電壓U2,并選擇整流二極管。變壓器次級電壓：V產(chǎn)66.7 (V)流過二極管的平均電流為：Iv=2 (A)；二極管承受的反向峰值電壓為：Vrm94 (V)查手冊可選型號為2CZ12A(3A/100V)二極管四只，或符合要求的橋堆。將選擇好的二極管按圖3連接，注意在連接時交流側(cè)、直流側(cè)的特征順串，陽陽 -陰陰，并且在測量輸出電壓時也要注意二極管直流側(cè)輸出電壓的極性?！菊n堂總結(jié)及作業(yè)布置部分】從電路結(jié)構(gòu)和信號波形上看，該整流電路相對單向半波整流電路變壓器利用率提高 一倍，相對單向全波整流電路，二極管承受的反向電壓降低一倍，降低了整流管的耐壓要 求。但是

9、，該電路輸出的脈動直流電，在電源要求較高的場合，脈動的電壓會使運(yùn)行中的 電器設(shè)備振動，容易使電器設(shè)備機(jī)械受損，因此，能夠輸出平穩(wěn)直流電壓的電源成為我們 的理想選擇，試想一想，怎樣改進(jìn)這個電路可以使輸出電壓接近于理想狀態(tài)？(思考作業(yè))本教學(xué)單元電路中若有一個二極管反接、或虛焊、或燒毀，有何現(xiàn)象？說明原因。(課堂問答)根據(jù)實際情況設(shè)計并制作一個單相橋式整流電路。（格式要求：寫出設(shè)計的主要參 數(shù)，選擇元件的名稱和主要參數(shù)，選擇某元件的原因，電路構(gòu)成圖及連接好的電路，你對 電路的測試情況及分析，書面作業(yè)）【教學(xué)后記（即教學(xué)反思）】本教學(xué)案例是為實踐任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)而親歷設(shè)計，本教案的設(shè)計首先考慮到中職學(xué)生

10、行 為的反復(fù)性特征，“喜新厭舊”直到“新不喜舊仍厭”，因此教學(xué)的導(dǎo)入顯得非常重要，本 教案在導(dǎo)入上面就拋出了本教學(xué)單元的核心PN結(jié)構(gòu)成的二極管器件的應(yīng)用，用相應(yīng)的 儀器、設(shè)備引起同學(xué)們的感官刺激，隨后的教學(xué)組織在反復(fù)測試的刺激中，驗證已有的結(jié) 論規(guī)律（考慮到很少同學(xué)預(yù)習(xí)功課，這樣設(shè)計是讓學(xué)生在練習(xí)中發(fā)現(xiàn)事物已有的規(guī)律）， 以加深對規(guī)律的感官認(rèn)識。同時，通過同學(xué)們的反復(fù)測試，不斷引發(fā)學(xué)生的思考，從而規(guī) 范學(xué)生的職業(yè)行為能力，進(jìn)而提高職業(yè)能力。教案的設(shè)計緊扣學(xué)生發(fā)展的主題，以思考促發(fā)展，讓學(xué)生在整個教學(xué)過程中，形成學(xué) 生與老師、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與書本的交往與互動，這種伴隨思考的互動，使學(xué)生在獲得 教學(xué)單元主題“知識”學(xué)習(xí)的同時，職業(yè)行為能力和職業(yè)能力也得到了鍛煉和不同程度的 提高。本教案實施時，有經(jīng)過訓(xùn)練的課代表作為助于，接通、調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的各環(huán)節(jié)，以提高有 效教學(xué)時間，在進(jìn)入輸入輸出測試階段，學(xué)生個體差異體現(xiàn)特別明顯，同學(xué)之間的互動也 在這個時候達(dá)到高潮，在這個43人組成的教學(xué)班，基本上7人一組，組長都是經(jīng)過挑選 和接受過提前訓(xùn)練的，主要糾正同組同學(xué)不良的職業(yè)行為一一不符合職業(yè)規(guī)范的行為，負(fù) 責(zé)整個測試的節(jié)奏控制和常規(guī)現(xiàn)象（已掌握）的解釋及非常規(guī)現(xiàn)象（新發(fā)現(xiàn)）的記錄、督 促。預(yù)計10分鐘的測試時間，5分鐘的討論時間，同學(xué)們基本上能夠