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电工与电子技术基础-教案

电工与电子技术基础授课班级:授课教师:第一章正弦交流电路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 F m ,该磁通量称为主磁通;20变压器原理图交变磁通同时与原、副绕组交链,在原、副绕组感应电动势。

dt d N e u dtd Ne u φφ222111;-=≈-=≈153 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:11e U -=,22e U -=,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,221I U I U =,求出初次级线圈电流的关系;3、由关系式ZI U =,求出初次级线圈阻抗之间的关系。

154 实施与检查1、21212121N N tN t N e e U U =∆∆Φ-∆∆Φ-==;2、1212212211N N U U I I I U I U ==→=;15第四章二极管、晶闸管及整流电路教学过程教学容方法手段时间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52 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、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20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15(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 u A > 0 , u G > 0(b) 晶闸管导通后控制极将失去作用 (c) 晶闸管截止条件H A I i ≤或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)15A 0u ≤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v L≈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v L≈0。

由波形可见,v2一周期,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v L。

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LVII=◆二极管上承受的最高电压22UURM=◆输出电压平均值22245.02)(21UUtduUo===⎰πωππ二、二极管单相全波整流电路1.电路如图20V1、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),i V1自上而下流过R L;(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),i V2自上而下流过R L;可见,在v1一周期,流过二极管的电流i V1、i V2 叠加形成全波脉动直流电流i L,于是R L两端产生全波脉动直流电压v L。

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LVII21=◆二极管上承受的最高电压222UURM=◆输出电压平均值2229.022)(1UUtduUo===⎰πωππ三、二极管单相桥式全波整流电路1.电路152. 工作原理(1)v 2正半周时,如图1.2.4(a )所示,A 点电位高于B 点电位,则V 1、V 3导通(V 2、V 4截止),i 1自上而下流过负载R L ;(2)v 2负半周时,如图1.2.4(b )所示,A 点电位低于B 点电位,则V 2、V 4导通(V 1、V 3截止),i 2自上而下流过负载R L ; 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V L 2L 9.0V V = (2)负载电流I L L2L L L 9.0R V R V I ==(3)二极管的平均电流I V L V 21I I =(4)二极管承受反向峰值电压 2RM 2V V =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。

154 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,在全周期整流成脉动的直流电,电路参数的计算,归纳如上。

第五章三极管及放大电路教学准备 PPT 课型 新授课授课课时 2课时教学过程 教学容方法手段 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52 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:20输出特性三个区域的特点:A。

放大区:发射结正偏,集电结反偏。

i C平行于v CE轴的区域,曲线基本平行等距。

即:I C=βI B , 且D i C=βD i BB。

饱和区:发射结正偏,集电结正偏。

i C受v CE显著控制的区域,该区域v CE的数值较小。

即:v CE<v BE,βI B>I C,饱和压降v CE≈0.3V。

C。

截止区:v BE< 死区电压,I B=0 ,I C≈03 计划与决策布置任务:1)晶体三极管的输入特性曲线死区电压充分导通电压硅管锗管管状态2)晶体三极管的输出特性曲线。

类型状态偏置极电位NPN 放大截止饱和PNP 放大15第五章三极管及放大电路1、电路结构,如图电路结构2、电路中主要元件的作用V BB → Je正偏R b: 基极偏置电阻固定偏流bBEBBB RVVI-=V CC →Jc反偏R c:集电极偏置电阻∆i c →∆v ceC b1、C b2:隔离直流,传送交流二、计算法分析放大电路1、直流通路晶体三极管放大电路,如下图:(1)静态工作点①什么是静态工作点:静态:放大电路在没有交流信号输入时的工作状态,放大电路没有交流信号输入时的基极电流I b,集电极电流I C和集-射极电压U CE的值叫静态值。

这三个值在输入、输出特性曲线上对应着一点Q,称为静态工作点。

②为什么要设置静态工作点?两个作用:a.保证J e正偏,J C反偏;b.保证有较大的线性工作围。

20(2) 直流通路的画法, 如下图:要求解的静态值: 基极电流I b 集电极电流I C 集-射极电压U CE 求解过程:bCCb BE CC B R V R V V I ≈-=B C I βI = c C CC CE R I V V -=2、交流通路(1)交流通路的画法,及β小信号等效模型。

(2)求解参数:输入电阻R i 、输出电阻R o ,电压放大倍数A U 。

求法如下:①求电压电压放大倍数②求输入电阻R iR s+–V s–V i +R i I i 放大电路15③求输出电阻R oTTos==VIVR&&&,令0i=V&,∞=LR。

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