單相橋式整流電路實(shí)驗(yàn)

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(xiàng)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(guò)對(duì)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(wàn)用表對(duì)橋的輸入、輸出電壓進(jìn)行測(cè)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(diǎn)單向橋式整流電路原理的理解及電路安裝教學(xué)難點(diǎn)（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(shí)的操作要點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程項(xiàng)目?jī)?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(diǎn)教 學(xué) 過(guò) 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(guò)程。2、將雙蹤示波器分別接入相鄰、相對(duì)兩橋臂，觀察其變化過(guò)程。（1、2共13、使用萬(wàn)用表對(duì)其輸入、輸出電壓進(jìn) 步跟蹤，調(diào)節(jié)輸入電壓的大小，測(cè) 壓，發(fā)現(xiàn)它們之間的數(shù)量關(guān)系。（14min）4、師生對(duì)上述過(guò)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(yàn)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(xiàng)電路安裝時(shí)，一定要認(rèn)準(zhǔn)交流側(cè)“陰陽(yáng)-陰陽(yáng)”串聯(lián)，直流側(cè)“陰陰-陽(yáng)陽(yáng)”測(cè)試橋式整流電路輸入、輸出電壓時(shí)要注意萬(wàn)用表使用安全；測(cè)試信號(hào)波形時(shí)，因測(cè)試探頭“公共接地”端在測(cè)試中的作用，在測(cè)試時(shí)為 定，在進(jìn)行輸出、管壓降測(cè)試時(shí)，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(diǎn)，巧妙設(shè)置問(wèn)題考查學(xué)生的掌握程度，同時(shí)提出思考課堂答疑（2 min）針對(duì)本教學(xué)單元內(nèi)的相關(guān)問(wèn)題，課堂上回答學(xué)

4、生的疑問(wèn)，并對(duì)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(wàn)用表測(cè)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娦裕斗磐队白鬟M(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(shí)，所承受的正向電壓趨近于0，承受反向電壓時(shí)，流過(guò)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(cè)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(hào)的脈動(dòng)程度）和缺陷（一 一變壓器利用率低、二極管承受反壓過(guò)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(dòng)直流輸出，同時(shí)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(guò)程）圖2二極管整流電路性能趨優(yōu)轉(zhuǎn)化過(guò)【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(gè)橋臂上分別安裝紅、綠、黃、白四個(gè) 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(wàn)用表測(cè)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(cè)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(hào)、輸出信號(hào)端，相鄰、相對(duì)兩橋臂， 測(cè)得整流橋的信號(hào)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(dòng)電壓的功能。對(duì)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)了二極管整流

7、輸出的最佳性能。對(duì)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(shí)，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(jí)電壓U2,并選擇整流二極管。變壓器次級(jí)電壓：V產(chǎn)66.7 (V)流過(guò)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(cè)可選型號(hào)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(shí)交流側(cè)、直流側(cè)的特征順串，陽(yáng)陽(yáng) -陰陰，并且在測(cè)量輸出電壓時(shí)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(hào)波形上看，該整流電路相對(duì)單向半波整流電路變壓器利用率提高 一倍，相對(duì)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(dòng)直流電，在電源要求較高的場(chǎng)合，脈動(dòng)的電壓會(huì)使運(yùn)行中的 電器設(shè)備振動(dòng)，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(gè)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(gè)二極管反接、或虛焊、或燒毀，有何現(xiàn)象？說(shuō)明原因。(課堂問(wèn)答)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)并制作一個(gè)單相橋式整流電路。（格式要求：寫出設(shè)計(jì)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(duì) 電路的測(cè)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(shí)踐任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)而親歷設(shè)計(jì)，本教案的設(shè)計(jì)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(cè)試的刺激中，驗(yàn)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(jì)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(duì)規(guī)律的感官認(rèn)識(shí)。同時(shí)，通過(guò)同學(xué)們的反復(fù)測(cè)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(jì)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(gè)教學(xué)過(guò)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(dòng)，這種伴隨思考的互動(dòng)，使學(xué)生在獲得 教學(xué)單元主題“知識(shí)”學(xué)習(xí)的同時(shí)，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(shí)施時(shí)，有經(jīng)過(guò)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(shí)間，在進(jìn)入輸入輸出測(cè)試階段，學(xué)生個(gè)體差異體現(xiàn)特別明顯，同學(xué)之間的互動(dòng)也 在這個(gè)時(shí)候達(dá)到高潮，在這個(gè)43人組成的教學(xué)班，基本上7人一組，組長(zhǎng)都是經(jīng)過(guò)挑選 和接受過(guò)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(gè)測(cè)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(jì)10分鐘的測(cè)試時(shí)間，5分鐘的討論時(shí)間，同學(xué)們基本上能夠