怎样把交流变成直流
怎样把交流变成直流
教学目的：1学生领会把交流变成稳定直流的原理和方法。
2在探究交流变成稳定直流过程中，
提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力
3丰富学生的物理生活、物理思想和物理方法。
教学方法：情景探究式教学
教学过程：
一：引入例题
一个普通5号干电池，电动势为1.5V，储存的电荷量大约0.8Ah，使用过程中最多可以提元/KWh。现行电网电能的价格是 0.528 元/KWh。
对此你有什么想法？
价格优势和环保等方面思考
二：新课
提出问题：我怎样把220V交流转变成5V直流？
分析问题：
1电压不匹配怎么办？——用变压器降压。
2交流怎样转换成直流？
活动一：半波整流。
通过比较交流和直流方向上的区别，回忆二极管的单向导电特性，首先想出用二极管进行半波整流。如图。
实验观察交流和半波整流的波形
半波整流 交流波形 半波整流后直流波形
实验观察小结，交流转换成直流叫整流，用一个二极管可以实现整流。
发现问题：
我们发现这种方法只利用了交流电的一半波形，且转换成的直流电大小在变化，不利于许多要直流稳定电压的电器工作，我们仍然要面对利用率低和稳定性差的问题。 活动二：全波整流
介绍历史上使用过的2个全波整流电路，
双线圈全波整流 桥式整流 全波整流后的波形
供 1.2 Wh电能。若每个普通5号干电池的价格是1元，干电池提供的电能价格是 833
要求：
1认识2个电路的工作原理和优缺点。
全波整流工作原理图，
教师分析全波整流工作原理，桥式整流工作原理可以让学生分析、讨论。
2观察全波整流后的波形。比较2种整流的不同。
活动小结，提高了交流电的利用率，现在简单电路、要求不高的少数电路采用半波整流，普遍使用桥式整流，且4个二极管可以做成整流模块。
活动三，滤波
全波整流后的直流电叫脉动直流，是因为直流里含有交流的成分。
减小脉动直流中交流成分，使之变成较稳定的电流叫滤波。
如何去除或阻碍交流成分通过负载，使电压平稳，形成稳恒电流？
引导学生从电容和电感对交流电的作用上思考。并联电容
和串联电感能起到滤波的作用。
观察半波整流和桥式整流加滤波电容后的波形。
观察电容器电容大小对波形的影响
活动小结，电容和电感都可以滤波。电容并联在电源2极，
电感串联在电路里，电容器电容越大，电感的自感系数越大，
滤波效果越好。有的电路为了取得较好的滤波效果采用π型滤
波电路。如右图。
活动四，稳压
观察输出电压随负载和输入电压的变化而变化。
稳压的办法有二
1采用稳压管
2采用三端稳压器
观察经过三端稳压器后的电压波形。
78和79系列三端稳压器的介绍。
三：小结
解决问题：把220V交流变成低压直流的四个组成部分：降压—整流—滤波—稳压。
1整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电，二极管在电路中起开关的作用。
2滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，电容和电感起滤波的作用。
3稳压电路对整流后的直流电压采用技术进一步稳定直流电压。 三端稳压器是常用的稳压器件。
4该转换电路整体转换效率比较高。几乎所有的用电器都有需要稳定直流电源才能正常工作的电路，因此交流变直流有广泛的实用价值。
现在，在变直流方面更广泛使用具有更高效率的开关电源，它的工作原理和上面介绍的大同小异。
四：练习，设计一个将220V交流转换成直流6V的电路。
五：拓展
1有没有“直流—交流”的电路？
有，这个过程叫逆变。例如，太阳能并网发电，电脑的UPS。
2有没有“交流—直流—交流”的电路？
有，例如，变频空调。
3有没有“直流—交流—直流”的电路？
有，例如，电警棍，直流升压电路。
4还有“交流—直流—交流—直流”的开关电源。
华士国际 盛洪良
20071218