单相半波整流电路教案 - 1

《单相半波整流电路》教案教学目标＊知识与能力目标1.了解使用整流电路的原因2.掌握单相半波整流电路的结构以及元器件的作用3.理解电路工作过程，能对负载上的直流电压与直流电流进行估算4.会根据负载要求设计整流电路以及正确选择二极管和变压器。

＊过程与方法目标学生通过“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。

＊情感态度与价值观目标通过实验，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。

教学重难点重点：半波整流电路的组成、电路的估算以及实用整流电路中二极管的选择。

难点：实用半波整流电路中二极管的选择。

教学方法实物展示法、实验演示法、讲练结合法、启发诱导法教学准备*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4组）*电化教具：《半波整流电路》课件一个，多媒体投影设备一套。

教学过程：(一)学前导入（呈现交流电、脉动直流电、平滑直流电的波形图，学生讨论归纳三个定义，教师提示讨论方向）交流电：大小和方向都随时间不断变化。

脉动直流电：方向不变、大小随时间不断变化。

平滑直流电：大小和方向都不随时间改变。

（二）自主探究任务一、学生按任务书电路图接好电路。

并思考：各组成元器件的作用。

（学生分组实验、得出结论）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。

（学生分组实验，观察：u2与UL的波形图，并画在任务书上。

）得出结论：在u2的正半周期，UL = u2在u2的负半周期，UL=0任务三、负载直流电压与直流电流的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。

（学生分组实验，得出结论）任务四、半波整流电路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。

单相半波整流电路教案一、教学目标1.掌握单相半波整流电路的工作原理；2.了解单相半波整流电路的特点和应用；3.能够分析和设计简单的单相半波整流电路。

二、教学重点1.半波整流电路的工作原理；2.理解肖特基二极管的特点。

三、教学难点1.半波整流电路的输出电压波形；2.如何正确定义输入和输出电压的平均值和有效值。

四、教学过程第一步：导入新课（3分钟）教师简要介绍整流电路的概念，并和学生讨论具体的例子，如家庭的电视机、手机等电子设备的电源都是使用整流电路。

第二步：讲解半波整流电路的工作原理（15分钟）1.教师通过示意图展示半波整流电路的电路图和工作原理。

2.引导学生思考：为什么半波整流电路只能将输入电压的正半周期输出？如何实现正半周期输出？3.讲解肖特基二极管的特点：肖特基二极管是一种基于肖特效应工作的二极管，具有低电压降和快速恢复时间等特点。

第三步：计算分析半波整流电路的输出电压（25分钟）1.分析单相半波整流电路的输出电压特点：输出电压是以输入电压的正半周为周期的脉冲电压。

2.正确定义输入和输出电压的平均值和有效值。

3.讲解输出电压的计算公式，并通过例题进行演示。

4.分析输出电压波形的形状：输出电压的波峰和输入电压的波峰之间存在一个较大的电压降。

第四步：讲解半波整流电路的应用（10分钟）1.通过实际案例分析半波整流电路的常见应用，如电源变换器、直流电压稳压器等。

2.引导学生思考：为什么在一些特定的应用场合要使用半波整流电路？第五步：设计半波整流电路（20分钟）1.分析学生常见的实际问题：如何设计一个指定输出电压和电流的半波整流电路？2.教师给出设计步骤和流程，引导学生进行设计并进行实验验证。

第六步：课堂练习（12分钟）提供一些相关题目，由学生独立完成。

教师解答学生的问题，并及时给予指导和激励。

第七步：课堂小结（5分钟）教师对本节课的重点内容进行回顾总结，并布置相关作业。

鼓励学生进行课后拓展阅读，加深对半波整流电路的理解。

单相半波整流电路教案第一章：教学目标与内容简介1.1 教学目标本章旨在让学生了解并掌握单相半波整流电路的基本原理、工作过程及其应用。

通过本章的学习，学生应能：（1）描述单相半波整流电路的组成及工作原理；（2）分析并计算单相半波整流电路的主要性能指标；（3）设计并搭建简单的单相半波整流电路。

1.2 教学内容（1）单相半波整流电路的基本概念；（2）单相半波整流电路的工作原理；（3）单相半波整流电路的性能指标；（4）单相半波整流电路的应用实例。

第二章：单相半波整流电路的基本概念2.1 交流电与直流电的区别介绍交流电（AC）与直流电（DC）的基本概念，分析它们在电压和电流方面的差异。

2.2 半波整流电路的概念解释半波整流电路的定义，阐述它只能利用输入交流电信号的一半波段，从而实现直流电的输出。

2.3 单相半波整流电路的组成介绍单相半波整流电路的主要组成部分，包括电源、整流器、负载等。

第三章：单相半波整流电路的工作原理3.1 整流器的作用讲解整流器在单相半波整流电路中的作用，以及整流器的工作原理。

3.2 负载的作用介绍负载在单相半波整流电路中的作用，以及负载对整流电路性能的影响。

3.3 单相半波整流电路的工作过程分析单相半波整流电路在正半周和负半周的工作过程，阐述整流电路输出直流电的原理。

第四章：单相半波整流电路的性能指标4.1 输出直流电压讲解单相半波整流电路输出直流电压的计算方法，以及影响输出直流电压的因素。

4.2 输出直流电流介绍输出直流电流的计算方法，以及负载电阻对输出直流电流的影响。

4.3 整流电路的效率阐述整流电路效率的计算方法，以及提高整流电路效率的途径。

第五章：单相半波整流电路的应用实例5.1 充电器以充电器为例，介绍单相半波整流电路在实际应用中的具体实现，以及充电器的性能指标。

5.2 电源适配器讲解电源适配器的工作原理，以及单相半波整流电路在电源适配器中的应用。

5.3 照明电路分析单相半波整流电路在照明电路中的应用，以及照明电路的性能要求。

教学设计方案
教学实施1.2 整流滤波电路
1.2.1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图所示。

由电源变压器T、整流二极管VD和负载电阻L R组成。

1．工作原理
工作原理示意图如图所示。

（1）当2v为正半周时，二极管VD加正向电压，处于导通状态，L R 上产生正半周电压O v，如图（b）所示。

（2）当2v为负半周时，二极管VD加反向电压，处于截止状态，L R 上无电流流过，如图（c）所示。

各波形之间的对应关系如图（d）所示。

结论：
脉动直流电：大小波动，方向不变的电流（或电压）称为脉动直流电。

半波整流：电路仅利用电源电压2v的半个波，故称半波整流。

半波整流后的输出信号为半波脉动直流电。

半波整流电路的缺点是电源利用率低，且输出脉动大。

2．负载上的直流电压与直流电流的估算
（1）负载上的直流电压U L
U L=0.45 U2
式中，U2为变压器二次电压有效值。

（2）负载上的直流电流I L
I L=
L
L
R
U
=0.45
L
L
R
U
3．整流二极管的选择
选用二极管时要求其I F≥I D=I L U RM≥2U2。

实验一单相半波可控整流电路一、实验目的1、掌握单相半波可控整流电路的基本组成。

2、熟悉单相半波可控整流电路的基本工作特性。

二、实验内容1、验证单相半波可控整流电路的工作特性。

三、实验设备与仪器1、“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DE08、DE09单元2、“触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT01单元3、“电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）—DP01单元4、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元5、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：实验电路主要由触发电路、脉冲隔离、功率开关（晶闸管）、电源及负载组成。

实验系统提供了单结晶体管触发电路和集成单相锯齿波移相触发图2-1单相半波整流电路原理示意图电路可供选择。

实验指南以前者构成实验电路。

主电路开关元件只有一个单向晶闸管，在交流电源的正半周波，触发信号来临时，晶闸管满足条件开通，直到管子两端电位反向或者电路中的电流减小到晶闸管维持电流以下时管子关断。

控制触发脉冲的相位，从而控制每个周期晶闸管开通的起始时刻。

因为电路中只有一个开关管，所以只能完成半个周波范围内的相位控制，故此称其为半波可控整流电路。

单相半波整流电路的原理示意见图2-1。

2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“高级应用”。

将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为220V。

按附图1完成实验接线。

将DT01单元的控制电位器逆时针旋到头，经指导教师检查无误后，可上电开始实验。

依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关、主电路；用示波器监测负载电阻两端的波形，顺时针缓慢调节DT01单元的控制电位器，观察并记录负载电压波形及变化情况；依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路；改变电路的负载特性，在负载回路内串入大电感，重复以上操作，观察并记录相应波形；对比实验结果，参照教材相关内容，分析电路工作原理。

实验完毕，依次关断系统主电路、挂箱电源开关、控制电路电源以及系统总电源。

电力电子技术教案
五、调试方法
1)单结晶体管触发电路的调试
将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。

调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动?
单相半波可控整流电路
2)单相半波可控整流电路接电阻电感性负载
将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻器与平波电抗器L d串联而成）。

暂不接续流二极管VD1，在不同阻抗角[阻抗角φ=tg-1(ωL/R)，保持电感量不变，改变R 的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下，观察并记录α=30°、60°、90°、120°时的直流输出电压值U d及U VT的波形。

α30°60°90°120°150°
U2
U d(记录值）
U d/U2
U d（计算值）
接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察续流二极管的作用,以及U VD1波形的变化。

α30°60°90°120°150°
U2
U d（记录值）
U d/U2
U d（计算值）
计算公式: U d = 0.45U2(l十cosα)/2。

单相半波整流电路教案第一章：教学目标与内容简介1.1 教学目标1. 了解单相半波整流电路的基本概念和工作原理。

2. 掌握单相半波整流电路的电压和电流波形分析。

3. 学会使用仿真软件进行单相半波整流电路的仿真实验。

1.2 教学内容1. 单相半波整流电路的基本概念。

2. 单相半波整流电路的工作原理。

3. 单相半波整流电路的电压和电流波形分析。

4. 仿真软件的使用方法。

第二章：单相半波整流电路的基本概念2.1 直流电与交流电1. 直流电的特点。

2. 交流电的特点。

2.2 整流电路的概念1. 整流电路的定义。

2. 整流电路的作用。

2.3 单相半波整流电路的组成1. 单相半波整流电路的电路图。

2. 单相半波整流电路的主要元件。

第三章：单相半波整流电路的工作原理3.1 电路工作原理概述1. 电路的工作原理。

2. 电路的工作过程。

3.2 电压和电流波形分析1. 输入电压波形。

2. 输出电压波形。

3. 输出电流波形。

第四章：单相半波整流电路的电压和电流波形分析4.1 输入电压波形分析1. 正弦波输入电压。

2. 方波输入电压。

4.2 输出电压波形分析1. 直流输出电压。

2. 脉动输出电压。

4.3 输出电流波形分析1. 直流输出电流。

2. 脉动输出电流。

第五章：仿真软件的使用方法5.1 仿真软件简介1. 仿真软件的功能。

2. 仿真软件的应用范围。

5.2 仿真软件的使用方法1. 软件的安装与启动。

2. 电路的搭建与参数设置。

3. 仿真实验的运行与结果分析。

本章总结：通过本章的学习，学生掌握了单相半波整流电路的基本概念、工作原理以及电压和电流波形分析。

学会了使用仿真软件进行单相半波整流电路的仿真实验，为后续的学习和工作打下了坚实的基础。

第六章：单相半波整流电路的性能参数6.1 峰值电流和平均电流1. 峰值电流的计算。

2. 平均电流的计算。

6.2 整流效率1. 整流效率的定义。

2. 整流效率的计算。

6.3 输出电压的稳定性1. 输出电压稳定性的影响因素。

单相半波整流电路教案章节一：教学目标1.1 知识目标了解单相半波整流电路的基本原理和电路组成。

掌握单相半波整流电路的工作原理和特性。

能够分析并绘制单相半波整流电路的波形图。

1.2 技能目标能够正确搭建单相半波整流电路并进行实验观察。

能够使用测量工具对单相半波整流电路进行参数测量。

能够运用所学知识对单相半波整流电路进行简单的故障排查。

1.3 情感目标培养学生的实验操作兴趣和动手能力。

培养学生的团队合作意识和沟通能力。

培养学生的科学思维和创新能力。

章节二：教学内容2.1 电路原理介绍单相半波整流电路的基本原理。

解释电路中的主要元件和作用。

阐述电路的工作过程和能量转换。

2.2 电路组成展示电路图并进行元件识别。

介绍电路中各个元件的连接方式和功能。

强调电路中关键点的标记和测量方法。

章节三：教学方法3.1 实验演示通过实验演示单相半波整流电路的工作过程。

引导学生观察电路中各个元件的行为和变化。

鼓励学生提出问题和进行思考。

3.2 小组讨论将学生分成小组进行讨论和合作。

引导学生根据实验观察结果进行分析。

鼓励学生分享自己的观点和理解。

3.3 问题解答针对学生提出的问题进行解答和解释。

通过举例和示例来帮助学生理解复杂概念。

引导学生通过查阅资料和自主学习来获取更多信息。

章节四：教学评估4.1 实验报告要求学生完成实验报告，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果和实验分析。

评估学生的实验操作准确性和对电路原理的理解程度。

4.2 课堂提问在课堂上进行提问和互动，了解学生对电路原理和电路组成的理解情况。

评估学生的思维能力和问题解决能力。

4.3 小组讨论评估对小组讨论的过程和结果进行评估。

评估学生的团队合作意识和沟通能力。

章节五：教学资源5.1 教学课件提供教学课件，包括电路图、原理图和实验步骤等。

使用多媒体手段展示电路的工作过程和特性。

5.2 实验器材提供实验所需的电路元件和实验设备。

确保实验器材的安全性和可靠性。

5.3 参考资料提供相关的书籍、论文和网络资源，供学生自主学习和深入研究。

电子技术教案9.1单相半波可控整流电路 (2)9.2单相桥式半控整流电路 (3)9.3桥式全控整流电路的仿真 (4)第九章 晶闸管及其电路本小节将对半波可控整流、单相半控桥式整流、单相全控桥式整流电路进行仿真，全控桥式整流又分纯阻性负载和阻感负载，主要介绍电路的仿真方法和所能解决的问题。

9.1单相半波可控整流电路在EWB 中创建的半波整流电路见图9-1。

注意触发信号的接入方法，触发信号的频率应与输入信号的频率保持一致。

这里输入信号 V U 1002=，要求控制角︒=90α，理论上根据输入与输出信号的关系式可计算出输出信号平均值（不计晶闸管正向压降）：V U U 5.22290cos 145.020=︒+= 而实际的仿真结果如图9-1中电压表所示，为21.66V ，与理论计算很接近，表明仿真结果真实可靠。

图9-2是电路的仿真波形，其中a 图为输入信号与触发信号的对照波形，从图中可以看出控制角为90度；5-2b 图为输入信号与输出信号的对照波形。

图9-1 半波可控整流电路a ）b ） 图9-2 半波可控整流电路仿真波形9.2单相桥式半控整流电路桥式半控整流电路仿真图的创建方法如图9-3所示，由于是桥式整流，所以触发信号的频率应是输入信号频率的二倍。

理论上输出电压平均值按下式计算：V U U 2/)cos 1(9.020α+=当控制角α︒=60，V U 1202=时，计算得：V U 810=，与仿真结果近似相等。

用示波器图9-3 桥式半控整流电路仿真图还可观察到各点波形，如图9-4所示，其中a 图为输入信号与控制信号的对应波形；b图为输出信号的波形。

注意测量输出信号时示波器的接法，见图9-3。

a）b）图9-4 桥式半控整流电路的仿真波形9.3桥式全控整流电路的仿真桥式全控整流电路，纯阻性负载仿真图的创建方法如图9-5所示，理论上输出电压平图9-5 桥式全控整流电路的仿真图均值的计算方法同桥式半控整流电路，仿真结果与理论计算相符。

实验1_单相半波可控整流电路实验一、实验目的1. 学习单相半波可控整流电路的工作原理和特点。

2. 掌握单相半波可控整流电路的基本组成和参数计算方法。

3. 熟练掌握实验仪器的使用方法和实验操作技能。

4. 加深对电力电子器件及其应用的理解。

二、实验原理1. 半波可控整流电路的工作原理半波可控整流电路是将单相交流电源经过变压器变压、整流、滤波和调压等环节后的直流电压，通过可控硅实现电压调节和电流控制的电路。

其原理图如图1所示：在正半周，当可控硅触发角大于 0 时，可控硅导通；当触发角小于 0 时，可控硅截止，电路不导电。

在负半周，可控硅不导电，所以输出电压为零。

通过调节触发角$α$，可以改变可控硅导通的时间，从而改变负载电流的大小，实现电压调节和电流控制的目的。

（1）单向导电，在交流电源中只能使用单相和三相有源触发器。

（2）电压和电流不能随意控制，需要通过调整触发角来实现。

（3）输出电压具有高负载性，即在负载改变时，输出电压变化小。

三、实验设备2. 可动直流电源。

3. 电流表、电压表、示波器等。

四、实验内容1. 接线图：实验仪器各接口之间的接线如图 2 所示：图2. 实验仪器接线图2. 实验步骤：（1）按照图 2 的接线要求连接电路，注意接线的正确性和稳定性。

（2）打开电源开关，调节直流电源输出电压为 15V。

（3）按照图 3 的时序关系接触触发器，观察电路输出电压和电流波形，并测量数据，记录在数据表中。

（4）改变触发角为不同值，重复步骤（3），并记录数据。

（5）实验结束后，关闭电路电源和电源开关。

（6）根据测量数据和实验结果，总结实验中发现的问题和运行特点。

（7）撰写实验报告。

3. 数据记录：输入电压 $V_\mathrm{in}$ =______V 周期 $T$ =______s滤波电容$C$ =______μF输出电压 $V_\mathrm{out}$ $= \dfrac{V_\mathrm{p}}{\pi} - 1.1V$，其中$V_\mathrm{p}$ 是电路输出峰值电压。