12.1 非正弦周期量的产生（教案）《电工基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

《电力拖动控制线路与技能训练》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务12.1 非正弦周期量的产生 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 中职学生已掌握正弦交流电基本概念及二极管单向导电性，对电路图形有初步认知，但抽象分析能力较弱。对“非正弦周期电流”较陌生，易混淆不同半周二极管的导通状态。需结合直观案例和实操引导，帮助其理解整流电路中波形变化的原理，通过具象化分析突破抽象思维难点。 背景分析 非正弦周期电流在电子技术中应用广泛，如充电器、整流器等设备的核心电路均涉及。文档中二极管全波整流电路是典型案例：正弦电源经二极管作用，输出非正弦周期电压，这是后续学习滤波、稳压电路的基础。理解其原理，能为解读实际电子设备工作机制奠定基础，体现理论与实操的紧密联系。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力(技能)目标 培养严谨的电路分析态度，树立安全操作意识，通过小组讨论提升团队协作能力，体会理论在实际中的应用价值。 理解非正弦周期电流的产生原因，掌握二极管全波整流电路的工作原理，明确不同半周二极管的导通与截止状态及负载电压特点。 能分析整流电路正、负半周的工作过程，绘制负载输出电压波形，区分正弦与非正弦周期波形的差异。 学习任务 描述 分析二极管全波整流电路，明确正、负半周时VD1、VD2的导通/截止状态，绘制负载两端电压波形，对比输入正弦电压与输出非正弦电压的差异，总结非正弦周期电压的产生机制。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 二极管全波整流电路的工作原理：正半周VD1导通、VD2截止，负半周VD2导通、VD1截止的状态判断；负载两端输出非正弦周期电压的波形特征，以及与输入正弦电压的区别。 教学难点 不同半周内二极管导通/截止状态的准确判断，电流路径的分析；理解为何正弦输入会转化为非正弦输出，以及全波整流波形的形成逻辑。 教学难点突破方法 用动画演示电流路径，分组画半周波形，结合实验观察输出电压，通过直观体验加深理解。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电工基础》，主编：周绍敏，第2版；高等教育出版社。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾 (2分钟) [引入主题](2分钟) 任务引入：回顾正弦交流电的波形特征（周期性、正弦规律）及二极管的单向导电性（正向导通、反向截止）。 展示正弦波形图，提问“正弦电压的正负半周有何特点？”“二极管在正向、反向电压下的状态？” 回答问题，描述正弦波变化规律及二极管导通条件。 巩固旧知，为分析整流电路中“正弦输入如何变非正弦输出”及二极管状态判断铺垫。 新课导入 (3分钟) [新课引入](3分钟) 生活中的手机充电器，其输出电压是否为正弦波？引出非正弦周期电压的概念。 展示充电器，提问“充电器输入是220V正弦电，输出给手机的电压还是正弦吗？”展示整流电路实物图。 观察讨论，结合生活经验猜测，思考“为何输出不是正弦电”。 联系实际，激发探究欲，自然过渡到“二极管整流电路如何产生非正弦电压”的新课主题。 探索新知 (2分钟) 一、几种常见的非正弦交流电 不按正弦规律做周期性变化的电流或电压，称为非正弦周期电流或电压。图就是几种非正弦周期电流。 聚焦正半周：“当输入电压为正半周时，VD1和VD2两端电压是正向还是反向？哪个会导通？负载电压方向如何？”引导学生观察二极管正负极与电源的连接。 紧盯电路中二极管的正负极，结合单向导电性分析：VD1阳极接高电位、阴极接负载，可能导通；VD2反之，可能截止。尝试描述负载电压状态。 通过针对性问题引导学生主动分析，初步建立“半周与二极管状态”的关联，培养观察和逻辑推理能力，为深入学习铺垫。 学习新知(14分钟) 详解正半周工作过程：输入电压正半周时，A点为高电位，VD1阳极受正向电压导通，VD2阳极受反向电压截止。画出电流路径（电源→VD1→负载→电源），强调负载电压为正。用动画演示电流流向。 跟随教师分析，在电路图上标注电流方向，记录VD1导通、VD2截止的结论，绘制正半周负载电压波形（正向脉动）。 分步拆解正半周工作机制，结合可视化演示，帮助学生清晰理解导通/截止逻辑及电流路径，突破抽象分析难点。 二、非正弦周期电流产生的原因 非正弦周期电流产生的原因很多，通常有以下三种情况: 1．采用非正弦交流电源。如方波发生器，锯齿波发生器等脉冲信号源，输出的电压就是非正弦周期电压。 2．同电路中有不同频率的电源共同作用。 分析负半周工作过程：输入电压负半周时，A点为低电位，VD2阳极受正向电压导通，VD1阳极受反向电压截止。画出电流路径（电源→VD2→负载→电源），说明负载电压仍为正。对比正半周路径差异。 模仿正半周分析方法，自主推导负半周状态，标注VD2导通、VD1截止，绘制负半周负载电压波形（仍正向脉动），与正半周对比。 通过对比正半周，引导学生迁移知识自主分析，强化“半周变化影响二极管状态”的认知，培养知识迁移能力。 3．电路中存在非线性元件。如图所示的二极管整流电路就是这样。 整合正、负半周分析：“正半周VD1导通，负半周VD2导通，负载两端始终获得正向电压，输出波形是连续的正向脉动——这就是全波整流的非正弦周期波形。”展示完整输出波形图，对比正弦波差异。 将两次绘制的半周波形拼接，形成全波整流波形，观察其“非正弦但周期变化”的特点，总结与正弦波的区别（无负半周，呈脉动状）。 通过整合分析，让学生理解非正弦周期电压的形成逻辑，建立“电路结构→元件状态→波形特征”的完整认知链，深化对核心知识点的掌握。 学生再练习(6分钟) 4、分配任务：(6分钟)(思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力) 1)、以小组为单位回答问题：给定二极管全波整流电路，分别分析输入电压正、负半周时：①哪只二极管导通？②电流路径如何？③负载输出电压波形是正还是负？ 2)、每组派出代表回答老师提问 3)、学生分组相互评价 4)、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂总结 (2分钟) 教师总结(2分钟) 本节课学习了二极管全波整流电路：正半周VD1导通、VD2截止，负半周VD2导通、VD1截止，使负载始终获得正向非正弦周期电压。关键是掌握不同半周二极管的状态及输出波形特点，为后续学习打下基础。 布置下节课任务(40分钟) 布置下节课任务(40分钟) 预习下节课内容 布置作业(13分钟) [完成作业](13分钟) 绘制全波整流电路正、负半周的电流路径图；若VD1断路，分析负载输出电压波形会如何变化？写出简要分析过程。 板书设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过实例和动画演示，学生对正、负半周二极管状态的理解较清晰，但部分学生仍混淆电流路径。实操观察环节可增加时间，让学生亲手测量负载电压。后续需加强“半周变化与元件状态”的关联练习，提升知识迁移能力，确保多数学生能独立分析类似电路。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $