電工電子學課程中單相橋式整流電路教學設計

陳媛媛

摘 要 單相橋式整流電路是直流穩壓電源中一類常用的實用電路。對于電工電子學課程中橋式整流電路的教學，除了需要設計好教學層次，引導學生理解掌握電路的結構原理和工作特點，還可通過多媒體課件、軟件仿真和實物演示等多種教學方式幫助學生鞏固知識。同時幫助學生學習對電路的可能故障進行分析排查。

關鍵詞 整流電路；橋式整流；電工電子；教學設計

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）22-0092-02

Teaching Design of Single Phase Bridge Type Rectifier Circuit in Electric and Electronic Course//CHEN Yuanyuan

Abstract The single phase bridge type rectifier circuit is a kind of commonly used practical circuit in DC stabilized power supply. The

teaching process is designed to guide student to comprehend and

master circuit structure principle and work characteristics in the elec-

tric and electronic course. Many teaching way， such as multimedia courseware， software simulation and visual demonstration， are used to help student to consolidate knowledge. And the analysis and eli-mination of circuit possible faults are learned.

Key words rectifying circuit； bridge rectifier； electric and electro-nics； teaching design

1 前言

整流電路是直流穩壓電源中不可缺少的組成電路。而單相橋式整流電路是單相整流電路中最常見的一類電路，在日常生活中得到廣泛的應用。電工電子學課程中，在電子技術部分介紹了二極管之后就可以進入單相橋式整流電路的學習。單相橋式整流電路是指應用于單相電路中由4個二極管連接而成的一種橋式整流電路，它可以實現將交流電變為脈動的直流電的整流功能。對單相橋式整流電路的學習是電子技術部分非常重要的一個知識點。為了將抽象難懂的電路原理講清楚明白，課堂教學就需要進行合理有效的教學設計。

首先應明確教學的目的是要幫助學生掌握單相橋式整流電路的組成和特點，會分析單相橋式整流電路的工作原理，并能畫出相應的輸出電壓、電流的波形，會分析計算單相橋式整流電路中輸出電壓、電流并了解晶體二極管的選擇要求。教學的重點是橋式整流電路的結構和工作原理，難點則在于橋式整流電路的連接方式和工作波形分析。

2整體設計

教學安排上這部分內容通常用1課時即45分鐘來完成。在目前高校的教學模式中，采用的教學方法主要是利用現有的多媒體教學設備，通過PPT課件的講解來組織課堂教學。教師可以通過課件講解、黑板板書、引導提問、軟件演示和實物展示等多種教學手段來幫助學生理解掌握知識點。具體教學環節設置：通過穩壓電源的組成結構引入整流電路的需求，引導學生思考整流電路的實現方法，進而介紹單相半波整流電路工作原理、電路參數計算；提出半波整流電路的不足，通過疑問如何改進電路，引入單相橋式整

流；用多媒體課件展現橋式整流工作原理、電路電流電壓分析；小結單相橋式整流電路的工作過程，通過練習分析橋式整流電路二極管斷路故障；例題講解單相全波整流電路；板書比較3種整流電路的優劣；最后給出學生搭的直流電源實物照片，激發學生興趣。

在整個教學過程中，在教師的講解下，引導學生去思考，啟發學生的思路，從而達到幫助學生掌握相關知識要點的教學目的[1]。

在引入環節，以日常常見的穩壓電源的組成結構入手，吸引學生興趣，啟發學生思考直流電源的組成部件。一個直流電壓源通常由交流變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分組成，其中整流電路的作用是將方向變化的交流電壓變成方向單一的脈動直流電壓。電路的關鍵在于方向的變化，而影響方向的電路元件，學生通過思考，很容易想到二極管。

接下來很自然地介紹由二極管所構成的單相半波整流電路。單相半波整流電路工作原理很好理解，就是利用二極管的單向導電性。二極管正向導通使得正半周的電壓能夠傳遞過去，負載上得到正向電壓。而二極管反向截止使得負半周電壓時電路開路，負載電壓為零。分析完電路原理后，再對電路中各元件的電壓電流參數進行計算，了解所需二極管的基本要求。之后通過對電路輸出波形的分析，根據單相半波整流電路的不足，提出進行單相全波整流的必要性。

隨后介紹單相橋式整流電路的結構。對4個二極管的橋式連接基本結構，學生很容易記住，但是接頭的連接方式比較容易混淆?？梢砸龑W生觀察二極管和電源及負載連接的二極管的個數和極性，教給學生“兩兩相連，源反阻同”這樣的口訣來記憶電路連接方式[2]。搞清楚電路結構之后，運用PPT動畫演示向學生展示橋式整流電路的工作原理，理解橋臂上二極管兩個一組、兩兩分別導通變全波輸出的原理，如圖1所示。計算電路中各元件的電壓電流參數，對單相橋式整流電路做個小結回顧。給出練習題，讓學生分析橋式整流電路中二極管出現短路或者斷路故障帶來的問題。

作為補充，通過例題講解圖2所示單相全波整流電路，計算電路中各元件參數。最后通過板書比較3種整流電路的優劣，如表1所示。綜合來看，單相橋式整流電路兼具性能好和對元器件要求低的特點，因此獲得最為廣泛的應用。

最后布置課外作業，讓學生使用Multisim仿真軟件搭建橋式整流電路，進而進一步設計實現多路直流電源輸出。通過軟件自帶示波器觀測橋式整流電路輸出波形變化。系統仿真電路模型如圖3所示，鼓勵有能力的學生去實驗室實際搭建實現直流電源電路。給出往屆學生作品實物（圖4），吸引學生興趣，也堅定學生制作成功的信心。同時也是為后面濾波穩壓電路的學習做好教學鋪墊。

3 結語

課堂教學是高校教學活動中的核心和主要環節。單相橋式整流電路作為電工電子學課程中電子技術部分的一個重要知識點，教師多開動腦筋，通過多媒體、軟件和實物多種教學手段來幫助學生理解教學內容，對完成教學目標是十分有益的。通過這樣的教學設計和教學創新探索，教師對整個電子技術課堂教學進行反思，相信對教學水平的提高有所幫助。參考文獻

[1]嚴萍.單相橋式整流電路的教學設計[J].時代教育，

2012（6）：18.

[2]王琴.單相橋式整流電路教學反思[J].黑河教育，

2013（4）：86.