可调直流稳压电源的制作与调试教案

可调直流稳压电源的制作与调试教案一、教学目标1.知识与技能目标理解可调直流稳压电源的工作原理，包括整流、滤波、稳压等环节。掌握可调直流稳压电源各组成部分电路的设计方法，如变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等。学会使用电子仪器仪表，如示波器、万用表等，对可调直流稳压电源进行测试和调试。能够独立完成可调直流稳压电源的制作，并达到预期的性能指标。2.过程与方法目标通过实际制作过程，培养学生的动手能力和实践操作技能。经历电路设计、元件选择、焊接安装、调试优化等环节，提高学生分析问题和解决问题的能力。引导学生学会团队协作，共同完成制作任务，培养学生的团队合作精神。3.情感态度与价值观目标激发学生对电子技术的兴趣和热爱，培养学生的创新意识和创新能力。培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风，让学生体会到通过努力实现目标的成就感。

二、教学重难点1.教学重点可调直流稳压电源的工作原理和各部分电路的作用。整流电路、滤波电路、稳压电路的设计与计算。电子仪器仪表的使用方法，以及对可调直流稳压电源各项性能指标的测试方法。2.教学难点稳压电路的工作原理和调试方法，特别是如何调整稳压管的参数以实现稳定输出电压。在制作过程中，如何避免出现虚焊、短路等问题，确保电路的正常工作。根据实际情况对电路进行优化，提高可调直流稳压电源的性能，如提高输出电压的稳定性、降低纹波系数等。

三、教学方法1.讲授法：讲解可调直流稳压电源的基本原理、电路组成、设计方法以及测试调试要点等知识，使学生对课程内容有初步的理论认识。2.演示法：通过实际操作演示电子仪器仪表的使用方法，以及可调直流稳压电源的制作和调试过程，让学生直观地了解操作步骤和技巧。3.实践法：安排学生进行实际制作和调试，让学生在实践中掌握知识和技能，提高动手能力和解决问题的能力。4.小组合作学习法：将学生分成小组，共同完成可调直流稳压电源的制作任务，培养学生的团队合作精神和交流能力。

四、教学准备1.教学设备示波器、万用表、信号发生器等电子仪器仪表若干套。直流稳压电源实验套件若干套，包括变压器、整流二极管、滤波电容、稳压管、电位器、印制电路板等。电烙铁、焊锡丝、镊子、剪刀等工具若干套。2.教学资料可调直流稳压电源的相关教材、参考书籍。制作可调直流稳压电源的电路图、原理图、装配图等资料。多媒体教学课件，包含教学内容的图片、动画、视频等资料，用于辅助教学。

五、教学过程

（一）课程导入（5分钟）1.通过播放一段电子产品中可调直流稳压电源工作的视频，展示可调直流稳压电源在实际应用中的重要性和广泛用途，引起学生的兴趣。2.提问学生在日常生活中哪些电子产品会用到可调直流稳压电源，引导学生思考可调直流稳压电源的工作原理和作用，从而引出本节课的主题--可调直流稳压电源的制作与调试。

（二）知识讲解（20分钟）1.可调直流稳压电源的工作原理利用多媒体课件展示可调直流稳压电源的组成框图，包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分。分别讲解各部分电路的作用：变压器：将市电交流电压变换为符合电路要求的交流电压。整流电路：将交流电转换为脉动直流电。滤波电路：滤除脉动直流电中的交流成分，得到较为平滑的直流电压。稳压电路：稳定输出直流电压，使其不受电网电压波动和负载变化的影响。通过动画演示各部分电路的工作过程，帮助学生更好地理解可调直流稳压电源的工作原理。2.整流电路介绍常见的整流电路类型，如半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。以桥式整流电路为例，讲解其工作原理和电路组成，画出桥式整流电路的原理图。分析桥式整流电路的输出电压和电流关系，推导输出直流电压的计算公式：\(U_{o}=0.9U_{2}\)（\(U_{2}\)为变压器二次侧交流电压有效值）。3.滤波电路讲解滤波电路的作用和分类，常见的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和\(LC\)滤波电路等。重点介绍电容滤波电路的工作原理和特点，画出电容滤波电路的原理图。分析电容滤波电路在整流电路输出端的滤波效果，以及电容参数对滤波效果的影响。说明滤波电路可以降低输出电压的纹波系数，提高输出电压的平滑度。4.稳压电路介绍稳压电路的工作原理和常见类型，如串联型稳压电路、并联型稳压电路等。以串联型稳压电路为例，讲解其基本组成部分，包括调整管、基准电压电路、比较放大电路和取样电路。详细分析串联型稳压电路的稳压过程：当输出电压\(U_{o}\)由于某种原因升高时，取样电路将升高的电压送到比较放大电路，与基准电压进行比较放大后，控制调整管的基极电流，使调整管的管压降增大，从而降低输出电压，反之亦然，实现输出电压的稳定。讲解稳压管在稳压电路中的作用，以及如何根据稳压要求选择合适的稳压管参数。

（三）电路设计与元件选择（20分钟）1.电路设计根据可调直流稳压电源的性能指标要求，设计具体的电路原理图。说明电路设计的思路和步骤，如确定变压器的变比、整流电路的类型、滤波电容的容量、稳压电路的形式等。在黑板上画出设计好的可调直流稳压电源电路原理图，标注各元件的名称和参数，并进行简单的讲解。2.元件选择根据电路设计要求，介绍各元件的选择原则和方法。例如，变压器的选择要考虑输入输出电压、功率等参数；整流二极管要根据最大整流电流和反向耐压等参数来选择；滤波电容要根据输出电压和负载电流等情况确定容量和耐压值；稳压管要根据稳定电压和最大工作电流等参数进行选择；电位器用于调节输出电压，要根据阻值范围和精度要求来选择。让学生了解如何查阅元件手册，根据实际情况选择合适的元件，并强调元件参数的匹配性对电路性能的重要性。

（四）制作与安装（30分钟）1.发放实验套件将制作可调直流稳压电源所需的实验套件分发给学生，包括变压器、整流二极管、滤波电容、稳压管、电位器、印制电路板等。让学生对照电路图和元件清单，检查所发元件是否齐全、完好，并熟悉各元件的外形和引脚。2.焊接安装教师先进行焊接示范，讲解焊接的基本操作方法和注意事项，如电烙铁的使用、焊锡丝的选择、焊接技巧等。学生分组进行焊接安装，将各元件按照电路图的要求焊接到印制电路板上。在学生焊接过程中，教师巡回指导，及时纠正学生的错误操作，如虚焊、短路等问题，并提醒学生注意安全，防止烫伤。3.检查电路焊接完成后，学生先自行检查电路连接是否正确，有无虚焊、短路等问题。教师使用万用表对学生焊接好的电路进行初步检查，重点检查电源部分的连接是否正确，防止出现短路现象。若发现问题，引导学生分析原因，找出故障点并进行修复。

（五）调试与测试（40分钟）1.调试前准备向学生讲解调试可调直流稳压电源的步骤和方法，强调调试过程中的安全注意事项。要求学生将示波器、万用表等电子仪器仪表正确连接到可调直流稳压电源的相应测试点上，如输出电压端、输入电压端等。2.调试过程接通电源前，检查电路连接无误后，将可调直流稳压电源的输出电压调节旋钮旋至最小位置。接通电源，观察变压器是否正常工作，有无异常声音和发热现象。使用示波器观察整流电路输出的脉动直流电压波形，分析其波形特点。观察滤波电路输出的直流电压波形，调节示波器的参数，使波形清晰可见，测量滤波后输出电压的纹波系数，并与理论值进行比较。调节稳压电路中的电位器，观察输出电压的变化情况，使用万用表测量输出电压的范围，检查可调直流稳压电源是否能够实现输出电压的连续可调。改变负载电阻的大小，观察输出电压的稳定性，测量不同负载下输出电压的变化量，计算稳压系数，评估稳压电路的稳压性能。3.性能测试按照实验要求，对可调直流稳压电源的各项性能指标进行测试，包括输出电压范围、输出电压稳定性、纹波系数、最大输出电流等。将测试数据记录在实验报告中，并与设计要求的性能指标进行比较，分析测试结果与理论值之间的差异，找出产生误差的原因。4.故障排除如果测试结果不符合设计要求，引导学生分析可能出现的故障原因，如元件损坏、电路连接错误、调试不当等。让学生使用所学知识和测试仪器，逐步排查故障点，进行修复和调整，直至可调直流稳压电源的各项性能指标达到设计要求。

（六）课堂总结（10分钟）1.请各小组代表汇报本小组制作的可调直流稳压电源的性能测试结果，分享制作过程中的经验和体会。2.教师对本节课的内容进行总结，回顾可调直流稳压电源的工作原理、电路设计、元件选择、制作安装、调试测试等环节的重点知识和技能。3.强调在制作和调试过程中需要注意的问题，如安全问题、元件参数的选择、焊接质量、调试方法等，鼓励学生在今后的学习和实践中不断提高自己的动手能力和解决问题的能力。4.对学生的表现进行评价，肯定学生的优点和进步，指出存在的不足之处，并提出改进的建议。

（七）课后作业（5分钟）1.让学生完成实验报告，详细记录可调直流稳压电源的制作过程、测试数据和结果分析等内容。2.思考如何进一步提高可调直流稳压电源的性能，如采用更先进的稳压电路、优化滤波电路等，并写出自己的想法和方案。3.查阅资料，了解可调直流稳压电源在其他领域的应用，拓宽知识面。

六、教学资源1.教材：《电子技术基础》2.参考书籍：《电子电路实验与实践》《电子制作入门》等3.多媒体教学课件：包含可调直流稳压电源的工作原理、电路设计、元件选择、制作安装、调试测试等内容的图片、动画、视频等资料。4.实验设备：示波器、万用表、信号发生器、直流稳压电源实验套件、电烙铁、焊锡丝、镊子、剪刀等。

七、教学评价1.过程性评价观察学生在课堂上的表现，包括参与讨论的积极性、实验操作的规范性、团队协作能力等，及时给予鼓励和指导。检查学生在制作过程中的电路连接情况、焊接质量、元件安装是否正确等，对学生的实践操作技能进行评价。查看学生的实验记录和报告，了解学生对实验数据的处理和分析能力，以及对实验结果的总结和反思情况。2.终结性评价根据学生制作的可调直流稳压电源的性能测试结果，评价学生对本节课