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高压电工的基本知识十篇

发布时间:2024-04-26 01:30:20

高压电工的基本知识篇1

关键词:电气试验工程项目课程改革

中图分类号:G462文献标识码:a文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0191-03

电气工程及其自动化专业的应用型本科教学旨在构建以“知识的适时性、理论的实用性、能力的针对性、技术的先进性和思维的创新型”为主体的教学体系。为突出能力的针对性,即按照电气工程师的基本素质要求,在大学四年完成电气工程师的基本技能和素养的培训[3],在专业课程的建设中尤其是专业核心课程的建设中引入“工程项目课程设计”,围绕工程项目展开课程的理论教学,拓展以工程项目为基础的实践环节,凸显应用型本科教学的特色。

《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业的专业课,也是专业核心课程。课程主要介绍了电力系统在设计、安装、调试、运行中遇到的高压、绝缘和过电压方面一系列问题。通过学习该专业课程的学习,使学生掌握高电压技术的基本原理、高压设备、高压试验和测试方法。课程建设的硬件条件――电气试验技术实验室,主要以电力变压器为核心设备,围绕电力变压器展开相关电气设备的绝缘预防性试验,从而达到对电气工程专业学生的电气设备试验项目的实验、实训的训练要求。电气设备无论是出厂还是在现场安装,电气试验是设备必须完成的项目。2016年西安思源学院将《高电压技术》课程列为电气工程及其自动化专业的优秀课程建设项目,课题组成员从“电气试验”和“电气系统设计”工程项目入手,突破原有的专业课程授课模式,将具体的工程项目――“电气设备试验”和“防雷接地系统设计”引入《高电压技术》的课程教学中,以各种“电气试验”和“发电厂、变电所电气一次系统设计”的工程项目为基础设计课程教学过程,实践理实一体化的教学方法,在教学中实现能力在针对性实践训练和理论知识的使用性学习的培养。

1工程项目的课程化设计

基于高电压技术的工程项目大体分两大类,电气试验项目和防雷接地设计项目。电气设备试验一般可分为出厂试验、交接验收试验、大修试验和预防性试验等。而按照试验的性质和要求,电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类[1]。防雷接地设计项目是发电厂和变电所电气一次系统设计的重要组成部分。因此,在教学实践过程中,通过工程案例课程化设计(工程项目与理论教学结构图如图1所示),采用“工程项目”糅合理论教学这一“理实一体化”教学手段,进而推进了《高电压技术》课程的优质化建设。

工程项目的课程化设计是指以实际的工程案例为蓝本,将教学任务、教学知识点、教学学时分配融入工程项目中,凸显理论教学的应用性,使学生掌握理论知识的应用性、理论知识的适用性和理论知识的工程性,进而推进“理实一体化”的教学改革。

2课程设计实施分析

以变压器出厂试验这一电气试验项目为例,分析基于“工程项目”的《高电压技术》课程设计的实施。

2.1教学任务设计

变压器出厂试验是电气试验项目中非常重要的工程试验项目,该项试验项目所涉及的理论知识点是《高电压技术》课程中[2]的液体和固体介质的绝缘强度、电气设备绝缘试验。依托变压器出厂试验这一工程试验项目,理论联系实际讲授液体和固体介质的绝缘强度、电气设备绝缘试验等知识点,可增强学生的工程实践意识,锻炼学生的电气试验操作能力。

要求学生掌握的知识点:液体的绝缘强度特性、固体介质绝缘强度特性、局部放电试验、绝缘电阻测量试验、感应耐压试验、直流耐压试验等。

要求学生掌握的试验技能:(1)参数测量;(2)绕组电阻测量;(3)绝缘特性测量;(3)电压比及联结组测量;(4)空载试验;(5)负载试验;(6)感应耐压试验;(7)外施耐用试验。

2.2教学课时设计

该教学项目需要学时分配为:液体和固体介质的绝缘强度4学时、电气设备的绝缘试验8学时、变压器出厂试验项目实施4学时。

2.3课程实施过程

教学中首先给定实际电气试验项目:S7-30/6电力变压器出厂试验。从电气验项目入手,确定教学任务――掌握电气设备的绝缘试验理论知识和实践操作。对应于教学的知识点是《高电压技术》课程的第三章中电气设备的绝缘试验的相关内容:绝缘电阻试验、交流耐压试验。图2展示了以“S7-30/6电力变压器出厂试验”具体工程项目为例的课程教学过程设计。

2.4教学效果

通过个案的“工程项目”课程设计教学实践,取得的教学效果有:(1)以“工程项目”为蓝本,增强教学的应用真实性。以往的教学过程中,讲完理论知识,学生不知道如何来用,在进行实验室实验时又脱离了理论知识。而以“工程项目”为蓝本的课程教学过程中,直接给出工程实例――“S7-30/6电力变压器出厂试验”,直接增强了教学的应用性,不再让理论和实践成为互不相容的关系。(2)以“工程项目”推进理论教学,增强学生实操能力。“工程项目”与理论教学内容相对应,通过项目讲理论,通过项目练技能,通过项目提高应用。“电气试验”工程项目的教学适合在实验室进行,体现“理实一体化”教学。通过实际的电力变压器一边理论教学,一边按工程试验项目进行相关试验,学生在完成理论知识学习的同时,还掌握了电气设备试验的基本技能。一堂课,“双丰收”。

3结语

工程能力的培养是电气工程师基本技能培训之一。通过“工程项目”进课堂这一理实一体化化教学手段的推进,使学生既学习了专业知识,又亲身经历了项目案例实施的全过程,在教学设计过程中把一个复杂的电气试验项目,通过分解成小型试验项目模块,将理论知识点融入具体的工程项目中,结合具体试验项目的理论教学,增强了学生的学习兴趣,又降低了课程教学的复杂难易程度;既按照教学大纲完成了理论教学,又提升了学生工程训练技能,体现出应用型本科教学的特点。

参考文献

[1]黄永驹.高压试压[m].黄河水利出版社,2012.

高压电工的基本知识篇2

发电厂电气部分是电力系统及其自动化专业一门重要的专业课程,通过各种学习方式,熟练掌握发电厂变电站一次系统的原理与设计及运行方面的基本理论和基本计算方法,同时熟悉发电厂变电站二次系统的基本知识,使学生树立工程观点,掌握发电厂电气主系统的设计方法,并在分析、计算和解决实际工程问题的能力等方面得到训练,为从事电力系统中的设计、运行和科研工作,奠定必要的理论基础,同时具备一定的分析和解决实际问题的能力。该课程不仅具有一定的基础理论,而且具有很强的工程实践性质。所述知识技能是学生适应岗位能力的基本要素,也是进一步掌握专业其它课程知识、技能的基础。[2]

1任务驱动教学法

“任务驱动”教学就是在整个教学过程中,将所要学习的知识隐含在一个或几个具体的任务中,在教师的帮助下,学生紧紧围绕着学习任务,在强烈的问题动机的驱动下,对任务进行分析和讨论,通过对学习资源的积极主动的占有和应用,进行自主探索和互动协作,最后通过任务的完成实现对所学知识的意义建构。任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法,它把学生的学习活动与任务相结合,以探索问题来激发和维持学习者的学习兴趣和动机,让学生带着任务去学习,这有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及知识的自我建构。[3]

任务驱动教学模式的教学流程如图1所示。

2教学模式设计

创新改革教学模式,注重任务驱动,推行基于“任务驱动”教学模式。“以系统化专业知识为主线,以开放的教学实验室为基地,以激发学生兴趣、主动求知为动力,以培养创新能力为目的”的教学模式。在发电厂电气部分课程教学中广泛开展“任务驱动”教学模式,改变传统的课堂讲授模式,以创新人才培养模式,强化教学环节,培养应用型人才。

针对电气工程及其自动化专业的特点,在“发电厂电气部分”等课程的教学过程中积极推行任务驱动式教学,可从工程实例方面选择适合的综合项目,通过布置任务提出工程实例项目讲解相关知识分析解决方案讨论总结经验等环节,以项目为导向,以任务驱动、组织教学。通过基于实践基地的模拟设备模拟实操环境,拉近理论与应用的距离,使学生得到综合应用所学专业知识解决实践问题的锻炼,为学生就业后尽快适应工作岗位的要求打下坚实的基础。

3教学任务设计

在讲授变压器的绝缘老化定律内容时,采用任务驱动教学模式。首先提出面向工程实践的教学任务,假设某变电站的主变压器容量已经不能满足负荷需求,但由于某种原因不能立即扩建,在这种情况下如何尽量保证负荷的供电?

提出任务后,首先引导学生将任务进行分解细化,然后引导学生逐步完成任务。分析如果仍然要求变压器满足增长后的负荷,即过负荷运行时可能带来的影响,按照在电机学课程中学习的旧知识,得到结果――过负荷会使得变压器发热量增加,热量会经过散热途径散失。然后再研究当变压器过热时对变压器的作用,此部分为新知识,老师讲授变压器温度与预期使用寿命之间的关系,得到结论,变压器热点温度维持98℃,可得到预期使用寿命,另外引出变压器的热老化定律――温度每升高6℃,寿命减少一半。接着提出问题,如果一段时间内变压器热点温度超过98℃,另一段时间内变压器热点温度低于98℃,这种情况对于变压器寿命有何影响?经过分析得到等值老化原则,在此种运行情况下,只要热点温度高于98℃时多损失的寿命与热点温度低于98℃时少损失的寿命相平衡,仍然可以得到预期使用寿命。然后讨论变压器的正常过负荷和事故过负荷,正常过负荷遵循等值老化原则,不会多损失变压器的预期使用寿命,而事故过负荷为了保证事故时负荷的供电,牺牲了变压器的预期使用寿命。所以在授课前提出的工程实践问题得到解决,虽然变压器为了满足负荷用电会过负荷,但只要符合等值老化原则,就不会造成寿命的多损失。

高压电工的基本知识篇3

做为一个刚刚调入供电部变电所工作的我来说,首先应该不断的去努力学习,这样才会不断的提高业务技术水平,才会有进步。“玉不琢,不成器。人不学,不知道。”古人寥寥数语就将学习的重要性高度地概括出来了。学习的过程好比那未经加工的瑕玉,经过一番精雕细刻之后,呈现出一具“婀娜”的工艺品应具有的高贵与典雅。刚步入工作的我以前只知道在变电所抄表、合闸、闭闸。深入的电工知识知道的很少。通过这次培训学习,犹如为我打开了一扇窗,拨云见日,使我在一次次的感悟中豁然开朗。电工培训心得体会范文节选!

1、培训中对煤矿安全、井下防火救灾等方面的了解

培训中,专家老师的讲座,教师的授课,使我在《煤矿生产技术基础知识》《井下通风》《矿井火灾防治》《抢险救灾》井下瓦斯防治》和《煤矿安全法律法规》等教材教法中学到了很多东西从而也认识到了工作中安全的重要性。“安全第一、预防为主”是我国煤炭工业的安全方针。也使我认识到安全对于一个电力工作者来说是多么地重要。电力安全涉及到各行各业千家万户,安全工作不能掉以轻心。“不伤害他人,不伤害自己,不被别人伤害”,做为一个电力工作人员更应该提高安全防范意识,严格执行安全生产法律、法规,确保电力设备安全运行。这次学习还使我懂得了井下通风的重要性,什么是瓦斯爆炸等。井下遇到瓦斯、火灾如何去面对,如何去预防,如何去自救互救等粗浅的知识。

2、学习中对电工作业安全方面的了解和认识

通过学习初步认识和了解了电工的基础知识、触电危害和互救、电器安全工作与措施、电气安全用具与安全标志、什么是直接接触电击防护、间接接触电击防护、电气防火防爆、防雷与防静电等方面的安全隐患和防治等,让我从不懂到初步了解的过程中,学到了很多对我以后的工作很有帮助的知识和理论,为我今后的工作奠定了良好的基础。更重要的是我学会了在工作中如何去安全操作和自我保护的能力等。

3、对进网作业培训中的专业理论知识的掌握

使我受益最大的还是专业理论方面的知识,我懂得了电力系统的基本知识和变电所工作的重要性。让我认识了变压器、高压断路器、隔离开关和熔断器等。学习到了变压器的运行,互感器的作用,高压断路器的用途和隔离开关的作用、分类和型号。在什么情况下高压负荷开关与高压熔断器配合使用由熔断器起短路保护作用;在什么情况下高压电容器组的投入或退出运行应根据无功潮流、负荷功率因数和电压等情况确定。

4、实际操作的学习和掌握

高压电工的基本知识篇4

根据职业岗位的能力和素养要求,将《工厂供配电》与工厂供配电检修实训深度重组并实施项目化教学,把课程划分为六个独立的教学项目,并把每一个教学项目中工厂供配电专业知识的学习、项目任务的实施及对学习的评价与考核。举“高压开关柜及其运行与检修”这一案例说明了项目教学法的组织与实施过程。

【关键词】

项目化教学;工厂供配电;教学设计

1.《工厂供配电》的课程定位

按照示范性高职院校建设的宗旨,学院发电厂及电力系统专业创新性地提出了“岗位导向,工学结合,岗课相融”的人才培养方案,并提炼出五个核心岗位,实行“岗位导向”的“2+0.5+0.5”职业导向和“一主线、两阶段、五方向”的培养模式,并将职业能力和职业素养培养贯穿于教学过程的始终。《工厂供配电》作为高职发电厂及电力系统专业的主干专业课,在人才培养方案的改革与建设中,占有举足轻重的地位,它具有实践性强、应用性广的特点,它的主要任务是:培养学生掌握电力系统的基本理论,认识发电厂、变电站工厂供配电的结构、原理和性能,配电装置与接地装置等专业知识,使学生具备工厂供配电运行、安装、检修乃至电气部分设计的专业技能,为学习后续专业课、强化职业技能与素养、增强工作能力打下坚实的基础。

2.项目化教学的理念与思路

项目化教学是将课程划分为若干个独立的项目,并实施每一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,让学生直接全程参与,在项目的实施中进行专业知识与技能的体验、感悟、论证、探究,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。与传统的教学法相比,项目教学法的教学理念有很大的区别,主要表现在改变了传统的三个中心,由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以“项目”为中心,由以教室为中心转变为以实训场为中心。所以,在运用项目教学法进行教学设计的时候,学生是认知的主体、是知识意义的主动建构者,这将充分调动学生的学习热情与参与度。

3.《工厂供配电》课程项目化教学总体设计

如前所述,《工厂供配电》课程进行项目化教学改革,必须重视学生学习过程中理论与技能的协调统一,即在学习过程中始终重视并贯穿技能的训练。其总体教学设计是:将原专业实施方案中的《发电厂及变电站工厂供配电》课程与工厂供配电检修实训进行全面重组,在讲述基本理论与概念的前提下,选择若干个既是重要理论知识点、又能强化技能水平的典型学习(工作)项目,确定学习与任务情景,并围绕其学习目标建立完善的知识体系与技能训练程序,由校内、外的专、兼职教师组织开展“教+学+做”的教学模式,同时参照电力行业技术规范对学生项目工作任务实施过程与完成情况进行技能考核,由此使学生能领会专业知识并掌握专业技能,实现课程学习与岗位要求的零距离,为学生职业生涯的可持续发展奠定坚实的理论与技能基础。

4.《工厂供配电》课程项目化教学具体实施思考

4.1教学项目的选定

按照上述课程项目化教学的理念与设计思路,为达到《工厂供配电》课程的培养目标,应选取工厂供配电的用途、结构特点、工作原理及其检修等知识,形成系统的课程知识体系。因此,选取既能满足知识和技能的教学要求,又有利于实施“做中教、做中学”的“低压断路器及其检修”、“互感器及其检修”、“高压断路器及其运行与检修”、“高压隔离开关及其运行与检修”、“高压开关柜及其检修”、“变电所电气部分及其设计”等六个典型工作任务,做为教学项目,也即是做为职业技能训练和职业素养培养的载体。由此,每个典型的教学项目均由项目描述、教学目标、基础知识、基本技能、任务下达、前期准备、项目实施、工作结束、评价考核等9个环节内容构成。每个教学项目都是一个完整的工作过程,能将专业知识和技能有机融合在整个学习过程中;课程提供给学生独立进行计划工作的机会,在一定时间范围内学生可以自行组织、安排自己的学习行为,便于发挥学习的自主性。项目顺序按难度与综合度递增组织,有利于学生合理组织知识结构,有利于快速有效地掌握知识,符合认知规律。

4.2项目化教学的组织

重组并项目化后的《工厂供配电》课程,是一门实践性较强的专业课程,建议应利用“教、学、做”一体化的教学环境,由“双师”型教学团队负责组织、实施,采取电力行业典型的“六阶段”教学模式,灵活运用多种教学手段,使学生获得工厂供配电的专业知识和检修的专业技能,全面提升职业素养。“双师”型教学团队由主讲教师、实训教师和企业兼职教师组成,相互协作实施教学。主讲教师负责课堂教学设计、分工和组织,负责理论教学和成绩综合评定,参与指导学生操作。实训教师准备场地和设备,配合企业兼职教师进行操作示范和指导学生操作;企业兼职教师负责操作示范,指导按标准化流程作业、检查和监督。前5个典型工作项目的实施过程主要采取具有电力行业特色的“六阶段”教学模式(即:专业知识学习、任务下达、前期准备、项目实施、工作结束、评价考核等6阶段),教师可以活运用多种教学手法(如多媒体、演示、分组讨论等)实施,以提高学生的学习积极性和学习效率。第6个典型工作项目“变电所电气部分及其设计”也宜以近期开展的实际工程项目为原型组织实施。项目化教学理应同步建设课程网站平台,提供各项目的实施计划、课程讲义、参考课件、学习指南、设备图片尤其是检修的指导视频,以方便学生学习相关知识、模拟操作步骤与方法、规范技术流程。

4.3基于项目化教学的课程考核

本课程的每个学习项目可作为独立的教学模块进行单独考核和评定成绩。各学习项目的考核包括理论考试、技能考核和综合评价,而课程成绩由各学习项目的成绩综合形成。课程的考核应突出实践性、开放性和职业性,减少理论部分考核的比重,建议各学习项目的成绩构成及成绩权重如下:低压断路器及其检修12%;互感器及其检修15%;高压断路器及其运行与检修18%;高压隔离开关及其运行与检修15%;高压开关柜及其运行与检修20%;变电所电气部分设计20%。

5.项目化教学案例———《教学项目之五:高压开关柜及其运行与检修》

5.1教学项目描述

本学习项目拟通过实施高压开关柜检修的工作任务,学习高压开关柜的基本知识,建立配电装置的相关理论知识和实际故障诊断技能等。项目涉及基础知识包括以下几部分:(1)配电装置概述。(2)低压成套配电装置。(3)高压成套配电装置。(4)高压开关柜运行的基本知识。(5)高压开关柜检测的基本知识。项目任务下达如下:根据检修周期和运行工况进行调度,现拟对**变电站10kVⅡ段母线上的923开关柜**线进行停电操作,并对该高压开关柜(KYn28-10型)进行检修、调试。

5.2教学项目实施

办理开工手续。列队宣读工作票,交代工作内容、安全措施和注意事项,检查工器具应齐全、合格,摆放位置符合规定。该任务为923开关柜间隔进行检修,确定停电范围为10kVⅡ段母线及923开关柜间隔与相邻的924开关柜间隔。倒闸操作。对目标回路进行“运行转检修”的倒闸操作。布置安全技术措施。对照运行规程布置安全技术措施,并填写表格。4例行检查。对高压开关柜进行检修前的检查,并逐步填写表格。检修流程。对高压开关柜进行检修,具体检修流程应按表格内容开展,并满足质量要求。故障处理。对高压开关柜存在的故障进行判断及处理,并填写表格。进行检修自验收。检修自验收包括三项:(1)对检修工作全面自验收:逐项检查,无漏项,做到修必修好;(2)现场安全措施检查:保证现场安全措施已恢复到工作许可时状态;(3)恢复设备状态:断路器、隔离开关、接地开关状态、操作电源、防误电源等均要求恢复到工作许可时状态。

6.结语

在《工厂供配电》课程中探索实施项目教学法,是将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”,围绕着项目组织和开展教学,使学生直接全程参与,提高学生的学习兴趣与主动性,提高职业能力与职业素养。要达到这种预期效果,还应做到以下几点:(1)改革现有课程体系和教材体系,打破“三段式”、“学科式”的课程体系,根据对工作任务的分解,构建起“模块化”的课程体系。(2)加大校本课程开发力度,逐步建设与项目化教学改革相配套的校本教材体系,不断完善适合项目化教学的校本教材内容。(3)加强师资培训,提高教师综合素质,加强“双师型”教师队伍建设。同时加强理论课教师与实践课教师、企业兼职教师间的合作,形成项目课程开发与实施团队。(4)加强校内实训基地建设,加大实训设施、设备的投入。校内实训设施、设备应有足够的工位,满足所有实训项目的正常开展。

作者:包晓晖单位:福建水利电力职业技术学院机电工程系

【参考文献】

[1]老盛林.工厂供配电技术课程建设与教学改革[J].当代职业教育,2015,01:55-56+60.

[2]王育波,马恒.浅谈《工厂供配电》项目化教材编写思路[J].科技创新导报,2010,10:159.

高压电工的基本知识篇5

关键词:高职教材;项目化;特色

中图分类号:G71文献标识码:a文章编号:1674-7712(2012)16-0128-01

目前各高职院校课程改革已由基于知识储备的课程向基于知识应用的课程转变,以“工学结合,能力为本”为指导思想,打破传统学科系统化的束缚,按着相应专业岗位工作过程,重新构建课程框架,重新选择教学内容,形成工作过程系统化课程。随着教学改革的不断深入,对教材建设也提出了新的更高的要求。但是大部分院校教材改革还在研究探索阶段。目前各高职院校急需一种比较成熟的,适合工作过程系统化课程的特色高职教材出版,以便资源共享。

基于工作过程的项目化课程模式是当前高职课程改革的基本取向,因此,笔者认为项目化教材比较适合。下面简单谈一下我对《电机与电气控制》项目化教材的改革看法。

一、现有高职《电机与电气控制》教材存在的问题

《电机与电气控制》课程是高职电类专业重要的专业课,教材现状是:整个教材基本分两部分。第一部分是电力拖动部分,包括变压器及常用电动机,基本按其组成结构、工作原理、运行特性、具体应用、日常维护等内容编排的。第二部分为继电器——接触器控制,包括常见低压电器、典型控制环节、普通机床电气控制等内容。电力拖动部分是按照各种电动机的类别来介绍的,系统的理论性较强,比较枯燥。高职学生主要是来自于普通高中毕业生,文化基础知识普遍薄弱,抽象逻辑思维能力不强,显然,这样的教材不适合他们,不利于提高学生的学习兴趣和学习的主动性。第二部分,电气控制,都是按照先介绍各种常见低压电器的结构、作用、工作原理、选择原则、使用注意事项等等内容,再学习由低压电器组成的基本控制电路的工作原理分析。这样就导致,在开始孤立讲授各种低压电器时,是脱离具体线路来讲授的,学生虽然对其结构等有初步了解,但很难理解它在实际电路中的具体作用;而在后面讲授各种控制线路时,前面介绍的低压电器相关内容有的已经遗忘,前后衔接不紧密,学以致用的特点没能充分体现。无论是理论知识的掌握还是技能的提高,都会受到制约,教学效果不理想。

二、《电机与电气控制》项目化教材改革

高职项目化教材要依据教育部《高职高专教育专业课程教学基本要求》来编写,并且是在企业调研、职业岗位分析和专家论证的基础上,要精心选择典型的工作任务组成本教材的项目。教材内容应考虑“维修电工”职业岗位的现实需要,融教学与职业资格培训于一体,按照基本理论够用、突出实践操作、重视实际应用、培养专业技能的原则编写。专业知识以“适度够用”为标准。“够用”是指以满足课程教学项目需要,即学习性工作任务的需要为限度;“适度”是指在满足学习性工作任务需要的基础上,适当拓展专业知识,以满足学生可持续发展的需要。教材内容的序化,打破原有的按学科结构体系,平行展开的顺序,而按具体项目,即工作任务的完成过程来编排的,呈现一种串行的结构形式。

(一)教材编写要满足课程目标的要求

(1)变压器、三相异步电动机、单相异步电动机、直流电动机、常用特种电机、低压电器的结构与工作原理。

(2)三相异步电动机、直流电动机的基本工作特性。

(3)电动机的起动、调速、制动的原理和方法。

(4)继电器—接触器控制典型电路的工作原理及线路分析方法。

(5)典型机床的电气线路工作原理分析。

(6)能够正确选择及使用交直流电动机、变压器及常用低压电器。

(7)能够设计较为简单的电气控制线路。

(8)能够使用电工工具和电工仪表,针对基本电气控制线路进行正确安装、调试及维护维修。

(9)能够对典型机床的电气控制线路进行正确分析、故障诊断。

(二)教材内容的选取

针对电气维修工等岗位涉及的电气控制相关知识与技能,本着理论适度够用,突出能力本位,融入中、高级维修电工职业技能鉴定标准,并适度考虑学生的职业能力拓展及岗位迁移等因素选取教学内容。我们在与合作企业的技术人员反复研讨后,为了保证学生毕业后能够胜任维修电工等职业岗位的要求,来确定教材的主要内容。由于企业动力的80%是三相异步电动机拖动,具有电机的选择使用维护与三相异步电动机控制电路设计、安装和检修的能力就可以完成一般企业的维修电工的工作任务。同时,我们又选择了企业中最常见的几种典型普通机床的电气控制线路分析与检修任务作为教材内容。最后内容确定为:电机的使用与维护、三相异步电动机基本控制电路的设计与检修、典型机床电气控制线路的分析与检修三部分。

(三)教材内容的组织与安排

为使学生掌握以上三方面知识技能,我们精心选择了贴近企业生产实际的九个典型项目作为教材内容,并使项目涵盖典型机电设备的各种功能,以保证学生可持续发展能力的培养。内容的排序遵循工作过程由简单到复杂,由基本单一控制环节到整个系统控制。即:变压器的使用与维护、交流电动机的使用与维护、直流电机的使用与维护、常用控制电机的认知、三相异步电动机起动控制电路的安装与调试、三相异步电动机电气制动控制电路的安装与调试、三相异步电动机调速线路的安装与调试、电动机多地控制与行程控制电路的安装与调试、常用生产机械电气控制电路的安装与调试。

由于目前高职院校项目化课程的实施尚处于探索发展阶段,尤其是对项目化教材建设仍处于试用阶段。所以,我们还要不断的研究,开发出更加符合职业教育人才培养规律的、与项目化课程模式相适应的特色教材,以便更好地服务与教学。

参考文献:

[1]王晓华.浅谈高职教材改革与建设[J].潍坊教育学院学报,2007,1.

高压电工的基本知识篇6

关键词:模拟电路?发散性思维?三极管电路 知识点 发展思维

随着电子行业日新月异的发展,电子电路逐渐由模拟电路转变为数字电路的天下。在人们的日常生活中,数字电视、数码相机、闪存、微处理器等处处充斥在眼前。然而在数字技术稳步前进的今天,模拟技术仍有着不可替代的地位。这有两个主要原因,一是模拟电路是数字电路与人、自然世界的接口电路;二是数字电路中的时钟信号、供电电源离不开模拟电路。因此模拟电路的学习依然是电子技术学习的重中之重。

模拟电路是电子技术入门的必经之路,很多初学者都把它称为“魔鬼电路”,在学的过程中感叹电子技术的深奥难学,甚至产生了畏难心理。的确,对于初学电子技术者,要熟练掌握各种不同特性的电子元器件,透彻理解各种功能电路的工作原理,是有一定难度的。不过,学习模拟电路,掌握好学习方法是有捷径可走的。笔者在这里结合发散性思维,对模拟电路学习中的一些难点进行分析和总结,旨在抛砖引玉,希望学习者能多思考、琢磨,形成适合自己的有效的学习方法。

发散性思维是创造性思维的一种方式,又称辐射性思维或扩散性思维。它立足于某个基本知识点,将原有的知识、经验方法进行有效组合,寻找出更多新的知识点或方法。人们经常说的“举一反三”“触类旁通”也是指的这类方法。

一、由三极管内部的pn结结构出发,学习三极管的三脚电压关系和电流关系

以npn型三极管为例,三极管是由两块pn结背靠背按相应的工艺要求制成。其中发射区掺杂浓度大,目的是为了提供大量的载流子(电子);基区做得很薄,目的是有利于来自发射区的载流子穿过基区到达集电区;集电结做得比发射结面积大,目的是有利于接收来自发射极的载流子。如图1和图2所示。

发散性思维引出的知识点:一是三极管管脚名称和电压偏置方法。发射区:发射电子的位置,应该接电源负端;集电极区:收集电子的位置,集电结面积大,可以更好地收集扩散来的电子,根据异性相吸的原理(吸引电子),应该接电源正端;基区:电子依靠扩散作用由基区扩散至集电极区。这三区对应的引脚分别为发射极e、集电极c、基极b。根据载流子流动方向,三极管三脚电压关系为、三脚电流关系。二是三极管的三种工作状态。改变三脚电压偏置方式,三极管可以有三种工作状态――饱和、截止和导通放大。当发射极的电压Ve不是三脚的最低电压,发射电子的工作区不工作,三极管为截止状态;当集电极的电压Vc不是三脚的最高电压,接收电子的工作区不工作,此时基极电压Vb最高,大量电子涌入基区,造成基极电流ib过大,三极管为饱和状态。只有当三极管三脚电压满足发射极电压最低,集电极电压最高,发射电子和接收电子的条件都正常满足,三极管正常放大。

经验总结:三极管的三脚电流关系、三脚电压关系一直是学生较难理解、难记忆的内容,我们通过pn结的结构特点,并引入“发射”“收集”这两个概念,学生就很容易掌握了。初学者往往容易忽略三极管的结构图,教师应该对这张图仔细分析并充分理解吸收。

二、从电阻的基本特性出发学习基本元器件和基本电路的工作原理

电阻的知识点是学习基本元器件的立足点。大多数的初学者在学习电路时遇见的第一个元件就是电阻。顾名思义,电阻的阻值是用来描述该元件对电流阻碍作用的大小。电阻对各种信号呈现出的阻碍特性相同,无论流经其两端为交流、直流;高频信号、低频信号;模拟信号、数字信号,均一视同仁。立足于电阻的基本特性,可以用发散性思维引出以下知识点。

1.电容元件和电感元件的阻抗作用

电容和电感在电路中同样应用广泛。特别是电容元件,使用量仅次于电阻。电容在电路中经常有这样几种作用:滤波、耦合、旁路。要学习这两种元件的特性是可以从“电阻”这个角度出发理解的。电容和电感对电流同样有阻碍作用,它们的阻碍作用被称为阻抗,电容的阻抗叫容抗,电感的阻抗叫感抗。它们和电阻不一样,阻抗的大小变化和频率有关。在分析电路时我们可以把电容和电感看成是由信号频率调节的可调电阻,分析过程见表1。

2.谐振电路的工作原理分析

谐振电路在电子电路中有着广泛的应用,高频放大电路、振荡电路等都有谐振电路。很多初学者在分析电路时都感到无从下手。谐振电路其实就是选频电路,对谐振电路的分析方法同样可以从可调电阻的特性开始学起。

串联谐振的特点:当流经电路的信号频率等于谐振频率,等效的可调电阻阻值最小;并联谐振的特点:当流经电路的信号频率等于谐振频率,等效的可调电阻阻值最大。谐振的等效电阻大小可以影响其两端的电压、流经元件电流的大小,进而可以分析出它对流经该电路信号的作用。

利用阻值可变的性质,谐振电路可以作为:①选频电路,在众多的信号频率中选出所需要的信号频率。如果用在放大电路,则构成选频放大器;②信号吸收电路和信号衰减电路。从众多信号频率中将某一频率的信号进行衰减或吸收。

3.滤波器电路

滤波器电路就是利用电阻对信号的阻碍作用实现了选频功能。电阻阻值大,信号衰减大;电阻阻值小,信号衰减小。如果借用可调电阻的概念来分析滤波器电路,就很容易理解了。分析过程可以参考谐振电路的思路。

4.由电流大小控制的可调电阻电路

三极管集电极c和发射极e之间的电阻Rce可以看成是一个由基极电流ib控制的可调电阻,改变三极管基极电流大小,从而可以改变三极管c、e脚之间的电阻。当ib增大到三极管进入饱和状态,rce趋于0,等效于ce两脚间为一个闭合的开关;当ib减小到三极管进入截止状态,rce趋于∞,等效于ce两脚间为一个断开的开关。从这个角度考虑,三极管可以视作是一种由电流大小控制的可调电阻,如图3所示。模拟电路课程中关于直流电源一章所讲授的串联调整型稳压电路的工作原理,用这种等效方法进行分析易于理解,如图4所示。

经验总结:电阻、电容、电感在入门学习时可以把它们视作电路元件三“兄弟”,均能阻碍电流,并具有不同的阻碍特性。由这三种元器件搭配组合成的谐振电路、滤波器等电路均可以从可调电阻对信号的阻碍作用这个角度进行考虑。三极管的三种工作状态对输入信号的影响同样也可以从可调电路的角度进行考虑。

高压电工的基本知识篇7

论文摘要:结合课程特点,从教学内容组织,利用多媒体教学,结合工程实际选择课内实验三方面探讨了电气施工技术教学的方法,经实践证明此种教学方法能取得较好的教学效果,从而为其他课程教学提供指导方法。

《建筑电气施工技术》被不少高校列为电气信息类专业的选修课程,是一门实践性很强的专业课,具有实用性强的特点。该课程是电路分析、电机及其拖动、建筑供配电与照明、电气控制技术、发电厂电气、电力系统继电保护、高电压与绝缘等课程教学的后续课程,一般滞后于以上课程的理论教学。该课程教学中应注意贯穿前修相关课程的理论基础与本课程具体工程实践紧密结合的原则,摆脱传统理论教学满堂灌的模式。本文将从教学内容、教学方法和实践教学以及如何实现教学目标等方面进行一番探讨。

1、精心组织教学内容

电气技术是一个宽口径的学科,内容涉及非常广泛,除了电学方面知识外,还有材料、物理、化学等方面的综合知识。要教好这门课,就不能眉毛胡子一把抓,不能强求面面俱到,而应该做到精心梳理教学内容、认真选材,结合学生就业及社会上所涉及的最常用知识点进行讲解。在教学中力求突显该课程的实用性,让学生感受学有所得。

在教学过程中,笔者每堂课均以不同形式的专题内容为教学主线,把电气施工技术课程分为电气安全与急救、电气识图、防雷与接地、架空电力线路、电缆工程、电机安装与维护、变压器安装与维护、配电盘安装与盘内接线、高低压电器、照明布线与灯具安装、电工常用测量仪表、交直流耐压试验、电气施工相关资料的编写等教学环节。课堂教学以教材为主线,但不能拘泥于教材结构,不能局限于本教材所覆盖的知识范围,而应该充分结合前修专业课的知识讲解,引领学生回顾相关的知识点,让学生了解前修课程对本课程的作用,并借助于前修课程的基础,这样学习新知识时很容易做到循序渐进,有助于前后知识的融会贯通,因此学生对这些知识的掌握是建立在理解的基础上,而非靠单纯、机械的记忆。另外,教学中应尽量将理论内容浅显化,每完成一个专题,都要让学生感觉学有所得为教学目标,增加他们学习的兴趣。以变压器的安装与维护这一专题为例,首先让学生了解变压器的最新发展动态,从20世纪so年代初期推出的S7系列变压器,到20世纪80年代中期推出S9系列,再到当前大力推广的非晶合金铁心的S11系列配电变压器,讲解几代变压器的不同点。从这些变压器的发展变迁过程,让学生理解节能的重要性,更重要的是了解了变压器制造的新工艺,以及新材料的发展趋势。

从变压器的安装、接线及维护的角度出发,讲解了实际运用涉及比较频繁的几个方面。从变压器的基础、变压器本体吊装、变压器的吊芯检查等到变压器油箱上的各个部件的作用及使用时的注意事项进行详细讲解,如表1所示。而对电机学课程中重点介绍变压器的基本理论,本课程仅作简要概述。

变压器的交流耐压试验、连接组别与变比测定以及直流电阻的测定在其他专题介绍,以保持本课程的体系完整。这样,变压器这个专题结束后,使学生从原先电机学中理论知识的学习提升到对变压器的整个生产过程有了一个更清晰的了解,如果他们毕业后从事安装或维护变压器的管理工作,将十分有益。

2、合理利用多媒体教学

多媒体在教学中的运用越来越广泛,使教学方法有了较大的突破。多媒体技术可以使课堂方便的利用视频、图像,大大增强了教学的直观性,增大课堂教学容量。它显示的内容丰富,涉及面广,知识量大,能够跨越时间和空间的界限,易做横向或纵向的对比,加强知识之间的联系与沟通,形成知识的整体网络,使学生真正达到融会贯通,学以致用。本课程采用多媒体视频及图片可以克服学生对电气设备、开关设备、施工工艺认识不足的局限性,既便于教师的教学,又方便学生的理解和接受。如在讲述电力架空线路中的电杆组立方法时,其中有一种常用的“人”字抱杆组立电杆的方法,该方法是利用机械牵引“人”字抱杆,并且在电杆的组立过程中,为了确保施工的安全,在电杆起立到不同的角度需要有相应的操作。如果不借助多媒体视频,很难将这一过程讲的透彻,于是委托作者曾经所在的一施工单位拍摄了一段视频,借助于视频讲述各个阶段应注意的事项及其原因,学生犹如身临其境,很快就明白了其中的缘由,并且饶有兴趣。另外,多媒体便于展现大量的实物照片,有助于学生认识很多相关的电气设备,同时借助于这些投影的图片,学生很容易认识这些设备的各个组成部分,教师也很方便指出这些设备各个部分的作用,必要时借助同一设备不同角度的图片,可以达到很好的教学效果。

3、结合工程实际选择课内实验

电气施工技术这门课程是一门偏重实用的课程,学生动手能力的提升也是本门课程的重中之重。由于该课程涉及范围广泛,可以开设的实验内容也很多。考虑到现阶段学生的实际就业问题,如有的用人单位希望学生毕业后能从事一定的技术工作,加之学生希望在找单位时多一些实用的证书。笔者在选择课内实验内容时,结合电工操作证的考试要求(为学生考电工证书打下基础)、生产生活中接触较多的一些场景,同时考虑到学校实验室的现有实验条件,并避开电气控制技术前修课中出现的实验为原则。本课程目前开设了以下实验:

1)由散件组装一套日光灯,并实现由两地控制该灯;2)吊扇的安装与接线;3)三相异步电动机定子绕组引出线首尾端判断及电机接线;4)中小型异步电动机测试及检修;5)双速电动机控制线路安装及调试;6)Y-降压启动控制线路安装及调试;7)反接制动控制线路安装及调试。

高压电工的基本知识篇8

1、本课程教学目的:

本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数,掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法;使学生具有一定的实践技能和应用能力;培养学生分析问题和解决问题的能力,为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。

2、本课程教学要求:

1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。

2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析,熟悉改进放大电路,理解多级放大电路的耦合方式及分析方法,理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法,理解放大电路的频率特性概念及分析。

3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法,理解负反馈对放大电路性能的影响,熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算,了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。

4.了解集成运算放大器的组成和典型电路,理解理想运放的概念,熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路;掌握一般直流电源的组成,理解整流、滤波、稳压的工作原理,了解电路主要指标的估算。

3、使用的教材:

杨栓科编,《模拟电子技术基础》,高教出版社

主要参考书目:

康华光编,《电子技术基础》(模拟部分)第四版,高教出版社

童诗白编,《模拟电子技术基础》,高等教育出版社,

张凤言编,《电子电路基础》第二版,高教出版社,

谢嘉奎编,《电子线路》(线性部分)第四版,高教出版社,

陈大钦编,《模拟电子技术基础

问答、例题、试题》,华中理工大学出版社,

唐竞新编,《模拟电子技术基础解题指南》,清华大学出版社,

孙肖子编,《电子线路辅导》,西安电子科技大学出版社,

谢自美编,《电子线路

设计、实验、测试》(二),华中理工大学出版社,

绪论

本章的教学目标和要求:

要求学生了解放大电路的基本知识;要求了解放大电路的分类及主要性能指标。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§1-1 电子系统与信号

0.5

§1-2

放大电路的基本知识

0.5

本章重点:

放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

本章教学方式:

课堂讲授

本章课时安排:

1

本章的具体内容:

1节

介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

介绍放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

重点:

放大电路的分类及主要性能指标。

第1章

半导体二极管及其基本电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解半导体基础知识;理解pn结的结构与形成;熟练掌握普通二极管和稳压管的V-i特性曲线及其主要参数,熟练掌握普通二极管正向V-i特性的四种建模。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§1-1 pn结

§1-2

半导体二极管

§1-3 半导体二极管的应用

§1-4 特殊二极管

本章重点:

pn结内部载流子的运动,pn结的特性,二极管的单向导电性、二极管的特性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。

本章难点:

pn结的形成原理,二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。

本章主要的切入点:

“管为路用”

从pn结是半导体器件的基础结构,pn结的形成原理入手,通过对器件的非线性伏安特性的描述,在分析电路时说明存在的问题,引出非线性问题线性化的必要性和可行性。

本章教学方式:

课堂讲授

本章课时安排:3

本章习题:

p26

1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。

本章的具体内容:

2、3节

1、介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

2、讲解半导体基础知识,半导体,杂质半导体;

3、讲解pn结的特点,pn结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。

重点:

pn结的形成过程、pn结的单向导电性、伏安特性曲线的意义,伏安方程的应用。

4节

1、讲解半导体二极管结构和电路符号,基本特点,等效电路;

2、讲解稳压二极管工作原理,电路符号和特点,等效电路;

3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。

重点:两种管子的电路符号和特点。

讲解课后习题,让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。

【例1】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。试画出ui与uo的波形,并标出幅值。

图(a)

【相关知识】

二极管的伏安特性及其工作状态的判定。

【解题思路】

首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态;当二极管的截止时,uo=ui;当二极管的导通时,。

【解题过程】

由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示,即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。

由于二极管D1的阴极电位为+3V,而输入动态电压ui作用于D1的阳极,故只有当ui高于+3.7V时

D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3.7V,输出电压uo=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V,

而ui作用于二极管D2的阴极,故只有当ui低于-3.7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为-3.7V,输出电压uo=-3.7V。当ui在-3.7V到+3.7V之间时,两只管子均截止,故uo=ui。

ui和uo的波形如图(b)所示。

图(b)

【例1-8】

设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止,并求出a、B两点之间的电压UaB值。

【相关知识】

二极管的工作状态的判断方法。

【解题思路】

(1)首先分析二极管开路时,管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压,则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压,则说明二极管仍然处于截止状态;只有当正向电压大于死区电压时,二极管才能导通。

(2)在用上述方法判断的过程中,若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压,则应判定承受正向电压较大者优先导通,其两端电压为正向导通电压,然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。

【解题过程】

在图电路中,当二极管开路时,由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为

10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压,二极管D2优先导通。当二极管D2导通后,UaB=-15V,二极管

D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。U

aB

=

-15V。

【例1-9】

硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略,Ui=20V。试求:

(1)

Uo、io、i及iZ的值;

(2)

当Ui降低为15V时的Uo、io、i及iZ值。

【相关知识】

稳压管稳压电路。

【解题思路】

根据题目给定条件判断稳压管的工作状态,计算输出电压及各支路电流值。

【解题过程】

(1)

由于

>UZ

稳压管工作于反向电击穿状态,电路具有稳压功能。故

Uo

=

UZ

=

8V

iZ=

i-io=6-4=2

ma

(2)

由于这时的

<UZ

稳压管没有被击穿,稳压管处于截止状态。故

iZ

=

【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压Ui值可变,稳压管DZ采用2Cw58型硅稳压二极管,在管子的稳压范围内,当iZ为5ma时,其端电压UZ为10V、为20Ω,且该管的iZm为26ma。

(1)

试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值;

(2)

当Uo

=10V时,Ui

应为多大?

(3)

若Ui在上面求得的数值基础上变化±10%,即从0.9Ui变到1.1Ui,问Uo

将从多少变化到多少?相对于原来的10V,输出电压变化了百分之几?在这种条件下,iZ变化范围为多大?

(4)

若Ui值上升到使iZ=iZm,而rZ值始终为20Ω,这时的Ui和Uo分别为多少?

(5)

若Ui值在6~9V间可调,Uo将怎样变化?

(a)

(b)

【相关知识】

稳压管的工作原理、参数及等效模型。

【解题思路】

根据稳压管的等效模型,画出等效电路,即可对电路进行分析。

【解题过程】

(1)

由稳压管等效电路知,

(2)

(3)

设不变。当时

当时

(4)

(5)

由于U

i<UZ0,稳压管DZ没有被击穿,处于截止状态

故Uo将随U

i在6~9

V之间变化

第2章

半导体三极管及放大电路基础

本章的教学目标和要求:

要求学生正确理解放大器的一些基本概念,掌握BJt的简化模型及其模型参数的求解方法,掌握BJt的偏置电路,及静态工作点的估算方法;掌握BJt的三种基本组态放大电路的组成,指标,特点及分析方法;理解放大器的频率响应的概念和描述,掌握放大器的低频、高频截止频率的估算,单管放大器的频率响应的分析,波特图的折线画法。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体与板书相结合的教学方式)

§2-1

半导体BJt

§2-2

共射极放大电路

§2-3

图解分析法

§2-4

小信号模型分析法

§2-5

放大电路的工作点稳定问题

§2-6

共集电极电路和共基极电路

§2-7

多级放大电路

§2-8

放大电路的频率响应

习题课

本章重点:

以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算、性能指标计算。

频率响应的概述,波特图的定义;BJt的简化混合高频等效模型,单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

本章难点:

对放大概念的理解;等效模型的应用;对电路近似分析的把握。

本章主要的切入点:

通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念;通过数学推导与物理意义的结合,加强对器件等效模型的理解;通过CB、CC、CS等基本电路的分析,强化工程分析的意识和分析问题的能力。

本章教学方式:

课堂讲授+仿真分析演示

本章课时安排:

14

本章习题:

p84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。

本章的具体内容:

5、6、7节:

介绍半导体BJt的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。

重点:BJt内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。

8、9、10节:

介绍共射放大器组成原则,电路各元件的作用,介绍Q点定义及其合理设置的重要性,放大电路的工作原理,信号在放大电路各点的传输波形变化;放大电路组成原则。

重点:

强调对于各个基本概念的理解和掌握。

11、12、13、14节:

对放大电路进行分析,介绍直流、交流通路的画法原则,并例举几个电路示范;

采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析,强调交、直流负载线的区别。

再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析,并对其分析结果进行详细分析和讨论,从而作为此部分的一个小结。

重点:

直流、交流通路的画法原则,典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。

15、16节:

介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要性能指标av,Ri,Ro。

重点:建立小信号电路模型,将非线性问题线性化。

讲解课后习题,使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方法。

讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手,在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路,并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。

对典型分压偏置共射放大器进行直流分析,强调直流分析中VCC的分割,工程近似法计算Q点;

重点:

对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。

17、18节:

简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式,

介绍共集放大器(CC)的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析,介绍其特点和典型应用;给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析;

介绍共基放大器(CB),原理图,直流通路,交流通路,交直流分析,介绍其特点和典型应用;

给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。

结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。

给出一个Ce,CC,CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。

重点:

共集放大器(CC)的交直流分析,共基放大器(CB)的交直流分析。

频率响应的概述,基本概念,三个频段的划分,引入RC高通电路模拟低频响应,RC低通电路模拟高频响应,它们的幅频响应,相频响应;的频率响应;波特图的定义;BJt的完整混合模型,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。放大器增益带宽积的概念,影响因素,多级放大器的频率响应。以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。

重点:

频率响应的基本概念,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器频率响应的分析。

讲解课后习题,并对本章内容作个简单的小结。

【例2-1】电路如图所示,晶体管的β=100,UBe=0.7

V,饱和管压降UCeS=0.4

V;稳压管的稳定电压UZ=4V,正向导通电压UD=0.7

V,稳定电流iZ=5

ma,最大稳定电流iZm=25

ma。试问:

(1)当ui为0

V、1.5

V、25

V时uo各为多少?

(2)若Rc短路,将产生什么现象?

【相关知识】

晶体管工作状态的判断,稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。

【解题思路】

(1)

根据ui的值判断晶体管的工作状态。

(2)

根据稳压管的工作状态判断uo的值。

【解题过程】

(1)当ui=0时,晶体管截止;稳压管的电流

在iZ和iZm之间,故uo=UZ=4

V。

当ui=15V时,晶体管导通,基极电流

假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流

由于uo>UCeS=0.4

V,说明假设成立,即晶体管工作在放大状态。

值得指出的是,虽然当ui为0

V和1.5

V时uo均为4

V,但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区,且稳定电压为4

V,使uo=4

V;后者因晶体管工作在放大区使uo=4

V,此时稳压管因电流为零而截止。

当ui=2.5

V时,晶体管导通,基极电流

假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流

在正电源供电的情况下,uo不可能小于零,故假设不成立,说明晶体管工作在饱和状态。

实际上,也可以假设晶体管工作在饱和状态,求出临界饱和时的基极电流为

iB=0.18

ma>iBS,说明假设成立,即晶体管工作在饱和状态。

(2)若Rc短路,电源电压将加在稳压管两端,使稳压管损坏。若稳压管烧断,则uo=VCC=12

V。

若稳压管烧成短路,则将电源短路;如果电源没有短路保护措施,则也将因输出电流过大而损坏。

【方法总结】

(1)

晶体管工作状态的判断:对于npn型管,若uBe>Uon(开启电压),则处于导通状态;若同时满足UC≥UB>Ue,则处于放大状态,iC=βiB;若此时基极电流

则处于饱和状态,式中iCS为集电极饱和电流,iBS是使管子临界饱和时的基极电流。 (2)稳压管是否工作在稳压状态的判断:稳压管所流过的反向电流大于稳定电流iZ才工作在稳压区,反向电流小于最大稳定电流iZm才不会因功耗过大而损坏,因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中Rc既是晶体管的集电极电阻,又是稳压管的限流电阻。

【例2-2】电路如图所示,晶体管导通时UBe=0.7V,β=50。试分析ui为0V、1V、1.5V三种情况下t的工作状态及输出电压uo的值。

【相关知识】

晶体管的伏安特性。

【解题思路】

根据晶体管的管压降与,以及基极电流和集电极电流的特点,直接可以判别出管子的

工作状态,算出输出电压。

【解题过程】

(1)当VBB=0时,t截止,uo=12V。

(2)当VBB=1V时,因为

μa

所以t处于放大状态。

(3)当VBB=3V时,因为

μa

所以t处于饱和状态。

【例2-3】试问图示各电路能否实现电压放大?若不能,请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。

图(a)

图(b)

图(c)

图(d)

【相关知识】

放大电路的组成原理。

【解题思路】

放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力,又要不产生失真。因此,首先要检查电路中的晶体管(非线性器件)是否有合适的直流偏置,是否工作在放大状态(线性状态),其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通,并具有电压放大的能力。

【解题过程】

图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻,动态时电源相当于短路,输出端没有交流电压信号。

图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻,动态时电源相当于短路,输入交流电压信号也被短路。

图(c)

电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压,静态电流,放大电路工作在截止状态。

图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱和),当输入信号为正时,应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时,应不会使三极管截止。

【例2-4】单级放大电路如图所示,已知Vcc=15V,,,,

此时调到,,,,,,晶体管饱和压降UCeS为1V,晶体管的结电容可以忽略。试求:

(1)静态工作点,:

(2)中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻;

(3)估计上限截止频率和下限截止频率;

(4)动态范围=?输入电压最大值Ui

p=?

(5)当输入电压的最大值大于Ui

p时将首先出现什么失真?

【相关知识】

(1)共射极放大电路。

(2)放大电路的频率特性。

【解题思路】

(1)根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。

(2)根据交流通路可求得放大电路的、、。

(3)根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。

(4)根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围

,同时可判断电路出现失真的状况。

(5)根据电压放大倍数和动态范围可求出Ui

p。

【解题过程】

(1)采用估算法求解静态工作点。由图可知

(2)利用微变等效电路法,求解放大电路的动态指标。

(3)当电路中只有一个惯性环节时,电路的截止频率可以表示为,其中

为电容

所在回路的等效电阻。

在高频区,根据题意,晶体管的结电容可以忽略,影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为

在低频区,影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容(、)和输出回路电容()的影响,再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。

只考虑输出回路电容时

只考虑输入回路电容和时,为了简化计算,忽略偏置电阻及射极电阻的影响,把射极旁路电容折算到基极回路,则有

由于,所以电路的下限截止频率为

(4)

由于,即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制,故电路的动态范围

输入电压最大值

(5)

由上述分析可知,当输入电压的最大值大于U

ip时,电路将首先出现截止失真。

【例2-5】

图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中,设,,,,晶体管的,,各电容的容量足够大。试求:

(1)断开电容,求放大电路的输入电阻和输出电阻。

(2)接上电容,写出的表达式,并求出具体数值,再与(1)中的数值比较。

(3)接上电容,若通过增大来提高,那么的极限值等于多少?

图(a)

【解相关知识】

射极输出器、自举原理、密勒定理。

【解题思路】

根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。

【解题过程】

在分析电路的指标之前,先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说明。在静态时,电容相

当于开路;在动态时,大电容相当于短路,点

e和点a的交流电位相等。由于点e的交流电位跟随输入信号(点B的交流电位)变化,所以两端的交流电位接近相等,流过的交流电流接近

于零。对交流信号来说,相当于一个很大的电阻,从而减小了、对电路输入电阻的影响。由于大电容C的存在,点a的交流电位会随着输入信号而自行举起,所以叫自举式射极输出器。

这种自举作用能够减小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响,可以进一步提高射极输出器的输入电阻。

(1)在断开电容C后,电路的微变等效电路如图

(b)所示。图中

图(b)

由图可以求出

可见,射极输出器的原来是很大的,但由于直流偏置电阻的并联,使减小了很多。

(2)接上自举电容后,用密勒定理把等效为两个电阻,一个是接在B点和地之间的

,另一个是接在a(e)点和地之间的,其中是考虑了与、以及并联后的,如图(c)所示。

图(c)

由于,但小于1,所以是一个比大得多的负电阻,它与、、并联后,总的电阻仍为正。由于很大,它的并联效应可以忽略,从而使

此时

所以,自举式射极输出器的输入电阻

由于对的并联影响小得多,所以比没有自举电容时增大了。

(3)

通过增大以增大的极限情况为,即用自举电阻提高的结果,使

只取绝于从管子基极看进去的电阻,与偏置电阻几乎无关。

【例2-6】试判断图示各电路属于何种组态的放大电路,并说明输出电压相对输入电压的相位关系。

(a)

(b)

(c)                                         (d)

【相关知识】

共集-共射,共射-共集,共集-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压的相位关系。

【解题过程】

图(a)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相。因此,整个电路是共集-共射组合电路,输出电压与输入电压反相。

图(b)所示电路第一级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相;第二级是共基极放大电路,输出电压与输入电压同相。因此,整个电路是共射-共基组合电路,输出电压与输入电压反相。

图(c)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共基极放大电

路,输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共集-共基组合电路,输出电压与输入电压同相。

图(d)所示电路由于t1管集电极具有恒流特性,因而t1管是t2管的有源负载,所以t2管组成了有源负载的共射放大器,输出电压与输入电压反相。

【例2-7】

晶体管组成的共集-共射、共射-共集、共射-共基等几种组合放大电路各有其独特的优点,请你选择合适的组合放大电路,以满足如下所述不同应用场合的需求。

(1)电压测量放大器的输入级电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路。

(3)负载为0.2kΩ,要求电压增益大于60dB的放大电路。

(4)输入信号频率较高的放大电路。

【相关知识】

共集-共射,共射-共集,共射-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据三种组合放大电路的特点,选择满足应用需求的组合放大电路。三种组合放大电路的特点如下:

(1)共集-共射组合放大电路,不仅具有共集电极电路输入电阻大的特点,而且具有共射电路电压放大倍数大的特点;

(2)共射-共集组合放大电路,不仅具有共射电路电压放大倍数大的特点,而且具有共集电极电路输出电阻小的特点;

(3)共射-共基组合放大电路,共基极电路本身就有较好的高频特性,同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后,减小了共射极电路的电压放大倍数,使共射极接法的管子集电结电容效应减小,改善了放大电路的频率特性。因此,共射-共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。

【解题过程】

(1)电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻,又要有一定的电压放大能力,应采用共集-共射组合放大电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻,也要有一定的电压放大能力,应采用共射-共集组合放大电路。

(3)负载为0.2kΩ,电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍数大、输出电阻小的共射-共集组合电路,最好在输入级再增加一级具有高输入电阻的共集电极电路。

(4)输入信号频率较高时,应采用频率特性好的共射-共基组合放大电路。

第3章

场效应管放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解JFet、moSFet的结构特点,理解其工作原理;掌握JFet、moSFet的特性曲线及其主要参数,掌握BJt、JFet、moSFet三者之间的差别;掌握Fet的偏置电路,工作点估算方法,掌握Fet的小信号跨导模型,掌握Fet的共源和共漏电路的分析和特点。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)

§3-1

结型场效应管

§3-2

金属-氧化物-半导体场效应管

§3-3

场效应管放大电路

习题课

本章重点:

各种场效应管的外特性及参数,场效应管放大电路的偏置电路及特点。

本章难点:

场效应管的工作原理以及静态工作点的计算。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:8

本章的具体内容:

19、20节:

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。

21、22、23节:

介绍moS效应管的工作原理、moS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对moS效应管的特性曲线的理解。

24、25、26节:

Fet放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。Fet的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJt放大器的对比。

【例3-1】在图示电路中,已知场效应管的;问在下列三种情况,管子分别工作在那个区?

(1),

(2),

(3),

【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点,判断管子的工作状态。

【解题过程】

(1)

因为

管子工作在截止区。

(2)

因为

管子工作在放大区。

(3)

因为

管子工作在可变电阻区。

【例3-2】

电路如图(a)示。其中,,,,场效应管的输出特性如图(b)

所示。试求电路的静态工作点、和之值。

图(a)

图(b)

【相关知识】

结型场效应管及其外特性,自给偏压电路,放大电路的直流通路、解析法、图解法。

【解题思路】

根据放大电路的直流通路,利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。

【解题过程】

由场效应管的输出特性可知管子的,

由式

与双极型晶体管放大电路类似,分析场效应管放大电路的静态工作点,也有两种方法,解析法和图解法

【另一种解法】

(1)在输出特性曲线上,根据输出回路直流负载线方程

作直流负载线mn,如图(d)所示。mn与不同

的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在mn上。

图(c)

图(d)

(2)由交点对应的、值在~坐标上作曲线,称为~控制特性,如图

(c)所示。

(3)在控制特性上,根据输入回路直流负载线方程

代入,可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点,其斜率为,与控制特性曲线的

交点即为静态工作点。由此可得,

(4)根据,在输出回路直流负载线上可求得工作点,再由点可得

【例3-3】

两个场效应管的转移特性曲线分别如图

(a)、(b)所示,分别确定这两个场效应管的类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,低频跨导)。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。

(a)

(b)

【相关知识】

(1)场效应管的转移特性。

(2)场效应管的电参数。

【解题思路】

根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压,及在某一工作点处的跨导。

【解题过程】

(a)图曲线所示的是p沟道增强型moS管的转移特性曲线。其开启电压UGS(th)=-2V,iDQ=

-1ma

在工作点(UGS=-5V,

iD=-2.25ma)处,跨导

(b)图曲线所示的是n沟道耗尽型moSFet的转移特性曲线,其夹断电压,

在工作点(UGS=-2V,

iD=1ma)处,跨导

第4章

集成运算放大器

本章的教学目标和要求:

要求学生了解差分式放大低电路的基本概念,简单差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;了解集成运放电路的组成及特点;了解集成运放的主要参数和性能指标;理解理想运放的概念,掌握理想运放的线性工作区的特点,运放在线性工作区的典型应用;掌握理想运放的非线性工作区的特点,运放在非线性工作区的典型应用。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§4-1

集成运放概述

§4-2

集成运放中的基本单元电路

§4-3 通用集成运放

§4-4 运放的主要参数几简化低频等效电路

本章重点:

差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;零点漂移现象;差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用;半电路分析方法。

电流源电路的结构和工作原理、特点;

直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点,交越失真的概念;

本章难点:

对差模信号共模信号的理解,对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析;多级放大器前后级之间的相互影响。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:6

本章习题:

p144

4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。

本章的具体内容:

27、28、29节:

介绍集成电路运算放大器中的几种电流源形式;介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解,典型差分放大器的结构,对共模差模信号的不同响应。

重点:

产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;典型差分放大器的原理。

30、31、32节:

差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析,共模抑制比的概念。差放的四种典型接法,并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。

介绍集成电路运算放大器的内部结构、工作原理、主要参数和性能指标。

重点:共模抑制比,差放的四种典型接法和集成运放的工作原理。

【例4-1】三个两级放大电路如下图所示,已知图中所有晶体管的β均为100,rbe均为1

kΩ,所有电容均为10

μF,VCC均相同。

填空:

(1)填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。

图(a)的第一级为_________,第二级为_________;

图(b)的第一级为_________,第二级为_________;

图(c)的第一级为_________,第二级为_________。

(2)三个电路中输入电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;输出电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;电压放大倍数数值最大的电路是_________;低频特性最好的电路是_________;若能调节Q点,则最大不失真输出电压最大的电路是_________;输出电压与输入电压同相的电路是_________。

【相关知识】

晶体管放大电路三种接法的性能特点,多级放大电路不同耦合方式及其特点,多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。

【解题思路】

(1)通过信号的流通方向,观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载,判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。

(2)根据各种晶体管基本放大电路的参数特点,以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响,分析各多级放大电路参数的特点。

【解题过程】

(1)在电路(a)中,t1为第一级的放大管,信号作用于其发射极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故第一级是共基放大电路;t2和t3组成的复合管为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于t2的基极,又从复合管的发射极输出,故第二级是共集放大电路。

在电路(b)中,t1和t2为第一级的放大管,构成差分放大电路,信号作用于t1和t2的基极,又从t2的集电极输出,作用于负载(即第二级电路),是双端输入单端输出形式,故第一级是(共射)差分放大电路;t3为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于t3的基极,又从其发射极输出,故第二级是共集放大电路。

在电路(c)中,第一级是典型的Q点稳定电路,信号作用于t1的基极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故为共射放大电路;t2为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于t

2的基极,又从其集电极输出,故第二级是共射放大电路。

应当特别指出,电路(c)中t3和三个电阻(8.2

kΩ、1.8

kΩ、1

kΩ)组成的电路构成电流源,等效成t2的集电极负载,理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路(c)的第二级电路与互补输出级的区别。

(2)比较三个电路的输入回路,电路(a)的输入级为共基电路,它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β),Ri小于rbe/(1+β);电路(b)的输入级为差分电路,Ri大于2rbe;电路(c)输入级为共射电路,Ri是rbe与10

kΩ、3.3

kΩ电阻并联,Ri不可能小于rbe/(1+β);因此,输入电阻最小的电路为(a),最大的电路为(b)。

电路(c)的输出端接t2和t3的集电极,对于具有理想输出特性的晶体管,它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大,故电路(c)的输出电阻最大。比较电路(a)和电路(b),虽然它们的输出级均为射极输出器,但前者的信号源内阻为3.3

kΩ,后者的信号源内阻为10

kΩ;且由于前者采用复合管作放大管,从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2,而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β),故电路(a)的输出电阻最小。

由于电路(c)采用两级共射放大电路,且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大,而电路(a)和(b)均只有第一级有电压放大作用,故电压放大倍数数值最大的电路是(c)。

由于只有电路(b)采用直接耦合方式,故其低频特性最好。

由于只有电路(b)采用±VCC两路电源供电,若Q点可调节,则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC,故最大不失真输出电压最大的电路是(b)。

由于共射电路的输出电压与输入电压反相,共集和共基电路的输出电压与输入电压同相,可以逐级判断相位关系,从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路(a)和(b)中两级电路的输出电压与输入电压均同相,故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路(c)中两级电路的输出电压与输入电压均反相,故整个电路的输出电压与输入电压也同相。

综上所述,答案为(1)共基放大电路,共集放大电路;差分放大电路,共集放大电路;共射放大电路,共射放大电路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);(b);(b);(a),(b),(c)。

【例4-2】电路如图所示。已知,,,,,。时,。

(1)试说明和、和、以及分别组成什么电路?

(2)若要求上电压的极性为上正下负,则输入电压的极性如何?

(3)写出差模电压放大倍数的表达式,并求其值。

【相关知识】

(1)差分放大电路。

(2)多级放大电路。

(3)电流源电路。

【解题过程】

根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。

【解题过程】

(1)、管组成恒流源电路,作和管的漏极有源电阻,、管组成差分放大电路,并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路,并起到电平转化作用,使整个放大

电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器,降低电路的输出电阻,提高带载能力,这

里恒流源作为管的射极有源电阻。

(2)为了获得题目所要求的输出电压的极性,则必须使基极电压极性为正,基极电压极性为负,也就是管的栅极电压极性应为正,而管的栅极电压极性应为负。

(3)整个放大电路可分输入级(差分放大电路)、中间级(共射放大电路)和输出级(射极输出器)。

对于输入级(差分放大电路),由于恒流源作漏极负载电阻,使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以

式中,漏极负载电阻,而

为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。

由于恒流源的。所以:

管组成的共射放大电路的电压放大倍数

由于管组成的射极输出器的输入电阻,所以:

管组成的射极输出器的电压放大倍数

则总的差模电压放大倍数的表达式为

其值为

【例4-3】下图所示为简化的集成运放电路,输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。

(1)该电路输入级采用了__________。

a.共集−共射接法

B.

共集−共基接法

C.

共射−共基接法

(2)输入级采用上述接法是为了__________。

a.

展宽频带

B.

增大输入电阻

C.

增大电流放大系数

(3)t5和t6作为t3和t4的有源负载是为了__________。

a.

增大输入电阻

B.

抑制温漂

C.

增大差模放大倍数

(4)该电路的中间级采用__________。

a.

共射电路

B.

共基电路

C.

共集电路

(5)中间级的放大管为__________。

a.

t7

B.

t8

C.

t7和t8组成的复合管

(6)该电路的输出级采用__________。

a.

共射电路

B.

共基电路

C.

互补输出级

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。

a.

交越失真

B.

饱和失真

C.

截止失真

(8)输出电压uo与ui1的相位关系为__________。

a.

反相

B.

同相

C.

不可知

【相关知识】

集成运放电路(输入级,中间级,互补输出级),基本放大电路的接法及性能指标,有源负载,差模放大倍数,复合管。

【解题思路】

(1)用基本的读图方法对放大电路进行分块,分析出输入级、中间级和输出级电路。

(2)分析各级电路的基本接法及性能特点。

【解题过程】

(1)输入信号作用于t1和t2管的基极,并从它们的发射极输出分别作用于t3和t4管的发射极,又从t3和t4管的集电极输出作用于第二级,故为共集−共基接法。

(2)上述接法可以展宽频带。

为什么不是增大输入电阻呢?因为共基接法的输入电阻很小,即t1和t2管等效的发射极电阻很小,所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流,所以不能增大电流放大系数。

(3)t5和t6作为t3和t4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载,可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。

(4)为了完成“主放大器”的功能,中间级采用共射放大电路。

(5)由于第一级的输出信号作用于t7的基极以及t7和t8的连接方式,说明t7和t8组成的复合管为中间级的放大管。

(6)t9和t10的基极相连作为输入端,发射极相连作为输出端,故输出级为互补输出级。

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。

(8)若在输入端ui1加“+”、ui2加“-”的差模信号,则t2的共集接法使其发射极(即t4的发射极)电位为“-”,t4的共基接法使其集电极(即t7的基极)电位也为“-”;以t7、t8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相,它们的集电极电位为“+”;互补输出级的输出与输入同相,输出电压为“+”;故ui1一端为同相输入端,ui2一端为反相输入端。

综上所述,答案为(1)B,(2)a,(3)C,(4)a,(5)C,(6)C,(7)a,(8)B。

第5章

反馈和负反馈放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生理解反馈的基本概念,掌握四种反馈类型;掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断;掌握负反馈对放大电路的影响;掌握在深度负反馈条件下的计算;了解负反馈放大器的稳定性。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§5-1

反馈的基本概念及类型

§5-2

负反馈对放大电路性能的影响

§5-3 负反馈放大电路的分析及近似计算

§5-4 负反馈放大电路的自激振荡几消除

本章重点:

反馈的基本概念;反馈类型的判断;负反馈对放大器性能的影响;在深度负反馈条件下放大器增益的估算。

本章难点:

反馈的基本概念;反馈类型的判断;自给振荡条件及消除振荡的措施

本章主要的切入点:为改善放大器的性能,引入负反馈的概念,通过方块图理解负反馈放大器的组成;通过方框图理解负反馈放大器的四种组态;定性理解负反馈对放大器的性能的理解;根据深度负反馈条件,估算放大器的增益。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:12

本章习题:

p183

5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。

本章的具体内容:

33、34、35、36节:

反馈的基本概念,反馈放大器的组成,工作原理,反馈的判断(有无、正负、交流直流),结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。

四种基本反馈方式的划分,典型结构的分析,结合例题判断反馈组态。

重点:

反馈的基本概念,反馈组态判断。

37、38、39、40、41节:

反馈的引入对放大电路性能的影响,增益带宽积,负反馈引入的原则;

负反馈放大器的结构,特点,一般表达式的分析和推导。

在深度负反馈条件,在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析,例题2个;

四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式;

重点:

反馈的引入对放大电路性能的影响,负反馈引入的原则;一般表达式的分析和理解。

42、43、44节:

负反馈放大器的稳定性分析:负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。

重点:

负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。

【例5-1】在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。

(1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路,则说明电路引入了反馈。

(2)若放大电路的放大倍数为“+”,则引入的反馈一定是正反馈,若放大电路的放大倍数为“−”,则引入的反馈一定是负反馈。

(3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈,阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。

(4)既然电压负反馈可以稳定输出电压,即负载上的电压,那么它也就稳定了负载电流。

(5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差,说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差,说明电路引入了并联负反馈。

(6)将负反馈放大电路的反馈断开,就得到电路方框图中的基本放大电路。

(7)反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。

(8)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多,引入负反馈后,越容易产生低频振荡。

【相关知识】

反馈的有关概念,包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性

【解题思路】

正确理解反馈的相关概念,根据这些概念判断各题的正误。

【解题过程】

(1)通常,称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”,影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路,就说明电路引入了反馈,而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如,在下图所示反馈放大电路中,R2构成反馈通路,但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。

(2)正、负反馈决定于反馈的结果是使放大电路的净输入量或输出量的变化增大了还是减小了,若增大则为正反馈,否则为负反馈;与放大电路放大倍数的极性无关。换言之,无论放大倍数的符号是“+”还是“−”,放大电路均可引入正反馈,也可引入负反馈。故本题说法错误。

(3)直流反馈是放大电路直流通路中的反馈,交流反馈是放大电路交流通路中的反馈,与放大电路的耦合方式无直接关系。本题说法错误。

(4)电压负反馈稳定输出电压,是指在输出端负载变化时输出电压变化很小,因而若负载变化则其电流会随之变化。故本题说法错误。

(5)根据串联负反馈和并联负反馈的定义,本题说法正确。

(6)本题说法错误。负反馈放大电路方框图中的基本放大电路需满足两个条件,一是断开反馈,二是考虑反馈网络对放大电路的负载效应。虽然本课程并不要求利用方框图求解负反馈放大电路,但是应正确理解方框图的组成。

(7)反馈网络包含所有影响反馈系数的元件组成反馈网络。例如,在上图所示电路中,反馈网络由R1、R2和R4组成,而不仅仅是R2。故本题说法正确。

(8)在低频段,阻容耦合负反馈放大电路由于耦合电容、旁路电容的存在而产生附加相移,若满足了自激振荡的条件,则产生低频振荡。根据自激振荡的相位条件,在放大电路中有三个或三个以上耦合电容、旁路电容,引入负反馈后就有可能产生低频振荡,而且电容数量越多越容易产生自激振荡。故本题说法正确。

综上所述,答案为:(1)√,(2)×,(3)×,(4)×,(5)√,(6)×,(7)√,(8)√

【例5-2】

电路如图所示,图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大,在中频范围内,它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型(说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈)。

【相关知识】

反馈放大电路。

【解题思路】

根据反馈的判断方法判断电路中反馈的极性和类型。

【解题过程】

图示放大电路输出与输入之间没有反馈,第一级也没有反馈,第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是,另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容,所以它是本级直流反馈,可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出(集电极)和输入之间(

基极),由于的“隔直”作用,该反馈是交流反馈。

和串联支路交流反馈极性的判断:

当给第二级放大电路加上对地极性为♁的信号时,输出电压极性为㊀,由于电容对交流信号可认为短路,所以反馈信号极性也为㊀,因而反馈信号削弱输入信号的作用,该反馈为负反馈。判断过程如图所示。

负反馈组态的判断:

若令输出电压信号等于零,从输出端返送到输入电路的信号等于零,即反馈信号与输出电压信号成正比,那么该反馈是电压反馈;反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加,所以它是并联反馈。

总结上述判别可知,图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。

【例5-3】试判断图示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则判断是正反馈还是负反馈,是直流反馈还是交流反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

【相关知识】

分立元件放大电路(双极型管放大电路和单极型管放大电路)各种接法的极性判断,反馈的判断方法,包括判断是否引入了反馈、判断反馈的正负、判断直流反馈和交流反馈、判断交流负反馈的四种组态。

【解题思路】

(1)根据反馈的定义,判断电路中是否存在反馈通路,从而判断是否引入了反馈。

(2)若引入了反馈,利用瞬时极性法判断反馈的正负。

(3)根据直流反馈和交流反馈的定义,判断引入的反馈属于哪种反馈。

(4)根据交流反馈四种组态的判断方法,判断引入的反馈属于哪种组态。

【解题过程】

在图(a)电路中,Rf将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管基极、集电极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流的方向,如图(e)所示。晶体管的基极电流等于输入电流与反馈电流之差,故电路引入了负反馈,且为并联负反馈。当输出电压为零(即输出端短路)时,Rf将并联在t的b−e之间,如图(e)中虚线所示;此时尽管Rf中有电流,但这个电流是ui作用的结果,输出电压作用所得的反馈电流为零,故电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压并联负反馈。

在图(b)电路中,R1将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管各极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流方向,如图(f)所示。由于反馈减小了t1管的射极电流,故电路引入了并联负反馈。令输出电压为零,由于t2管的集电极电流(为输出电流)仅受控于它的基极电流,且R1、R2对其分流关系没变,反馈电流依然存在,故电路引入了电流负反馈。综上所述,该电路引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈。

在图(c)电路中,R4在直流通路和交流通路中均将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了直流反馈和交流反馈。按u

i的假设方向,可得电路中各点的瞬时极性,如图(g)所示。输出电压uo作用于R4、R1,在R1上产生的电压就是反馈电压uF,它使得差分管的净输入电压减小,故电路引入了串联负反馈。由于uF取自于uo,电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压串联负反馈。

根据上述分析方法,图(d)电路的瞬时极性如图(h)所示。电路引入了直流负反馈和交流电流串联负反馈。

从图(c)和(d)电路可知,它们的输出电流均为输出级放大管的集电极电流,而不是负载电流。

【方法总结】

分立元件放大电路反馈的判断与集成运放负反馈放大电路相比有其特殊性。电路的净输入电压往往指输入级放大管输入回路所加的电压(如晶体管的b−e或e−b间的电压、场效应管的g−s或s−g间的电压),净输入电流往往指输入级放大管的基极电流或射极电流。在电流负反馈放大电路中,输出电流往往指输出级晶体管的集电极电流、发射极电流或场效应管的漏极电流、源极电流。

【常见错误】

在分立元件电流负反馈放大电路中,认为输出电流是负载RL上的电流。

【例5-4】某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数,反馈系数。试问:

(1)闭环电压放大倍数为多少?

(2)如果发生20%的变化,则的相对变化为多少?

【相关知识】

(1)相对变化率

(2)闭环增益的一般表示式

【解题思路】

当已知的相对变化率来计算的相对变化率时,应根据的相对变化率的大小采用不同的方法。当的相对变化率较小时,可对求导推出与的关系式后再计算。当的相对变化率较大时,应通过计算出后再计算。

【解题过程】

(1)闭环电压放大倍数

(2)当变化20%,那么,

则的相对变化为

当变化-20%,那么

则的相对变化为

【常见错误】

本例中已有20%的变化,

的相对变化率较大,应通过计算出后再计算。

【例5-5】电路如图所示,试合理连线,引入合适组态的反馈,分别满足下列要求。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,并增强带负载能力;

(2)减小放大电路从信号源索取的电流,稳定输出电流。

【相关知识】

双极型管放大电路和单极型管放大电路各种接法的分析及其极性分析,反馈的基本概念,负反馈对放大电路性能的影响,放大电路中引入负反馈的一般原则。

【解题思路】

(1)分析图中两个放大电路的基本接法。

(2)设定两个放大电路输入端的极性为正,分别判断两个放大电路其它输入端和输出端的极性。

(3)根据要求引入合适的负反馈。

【解题过程】

图示电路的第一级为差分放大电路,输入电压ui对“地”为“+”时差分管t1的集电极(即④)电位为“−”,t2的集电极(即⑤)电位为“+”。第二级为共射放大电路,若t3管基极(即⑥)的瞬时极性为“+”,则其集电极(即⑧)电位为“−”,发射极(即⑦)电位为“+”;若反之,则⑧的电位为“+”,⑦的电位为“−”。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;增强带负载能力,即减小输出电阻;故应引入电压串联负反馈。

因为要引入电压负反馈,所以应从⑧引出反馈;因为要引入串联负反馈,以减小差分管的净输入电压,所以应将反馈引回到③,故而应把电阻Rf接在③、⑧之间。Rb2上获得的电压为反馈电压,极性应为上“+”下“−”,即③的电位为“+”。因而要求在输入电压对“地”为“+”时⑧的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“−”,需将⑥接到④。

结论是,需将③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。

(2)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;稳定输出电流,即增大输出电阻;故应引入电流串联负反馈。

根据上述分析,Rf的一端应接在③上;由于需引入电流负反馈,Rf的另一端应接在⑦上。为了引入负反馈,要求⑦的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“+”,需将⑥接到⑤。

结论是,需将③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。

【方法总结】

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻,应引入串联负反馈。

(2)增强带负载能力,即减小输出电阻,应引入电压负反馈;稳定输出电压,即减小输出电阻,应引入电压负反馈。

(3)稳定输出电流,即增大输出电阻,应引入电流负反馈。

【常见错误】

在引入反馈时只注意保证引入的反馈组态正确,但没有保证引入的反馈为负反馈。

第6、7章

信号的运算与处理电路

本章的教学目标和要求:

要求学生理解掌握理想运放的虚短与虚断的特点,熟练掌握比例、加法、减法、微分、积分等几种基本理想运算电路的工作原理及应用;掌握实际运放的误差分析;理解对数和反对数运算电路以及模拟乘法器的基本概念及应用,有源滤波器的基本概念及一阶、二阶有源滤波器电路分析,单门限、双门限电压比较器电路分析。

本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)

§6-1

基本运算电路

§6-2

对数和反对数运算电路

§6-3

模拟乘法器及其应用

§6-4

集成运放使用中的几个问题

§7-1

电子系统概述

§7-2

信号检测系统中的放大电路

§7-3

有源滤波电路

§7-4

电压比较器

习题课

本章重点:

理想运放线性应用的规律分析、基本运算电路分析、模拟乘法器的基本概念及应用、有源滤波器、电压比较器的基本概念、双门限电压比较器电路分析。

本章难点:

正确判断运放的工作区,并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。

本章主要的切入点:

通过引入理想运放的概念,建立虚短与虚断的概念和零子模型电路;围绕理想运放的两个工作区各自的特点,分析比例、求和、,从而掌握运放应用电路的一般分析方法。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:8

本章习题:p203

p233

6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。

45、46节:

运用虚短与虚断概念分析反相比例、同相比例、加法、减法、积分和微分运算电路的工作原理;对实际运算电路的误差进行分析。

重点:基本运算电路的工作原理。

47、48、49节:

运用虚短与虚断概念分析对数和反对数运算电路的工作原理。介绍模拟乘法器的工作原理及应用。

重点:

模拟乘法器的工作原理。

习题课:应用基本运算放大电路进行电路分析及计算。

50、51、52节:

滤波器的概念,分类,频带特性,对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。电压比较器的概念,分类,应用

重点:

有源高通、低通滤波器电路的分析;电压比较器的分析方法、原理及应用。

【例6-1】如图所示的理想运放电路,可输出对“地”对称的输出电压和。设,。

(1)试求/。

(2)若电源电压用15V,,电路能否正常工作?

【相关知识】

(1)运放特性。

(2)反相输入比例运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

(1)由图可知,运放a1和a2分别组成反相输入比例运算电路。故

(2)

若电源电压用15V,那么,运放的最大输出电压,当时,,。运放a1和a2的输出电压均小于电源电压,这说明两个运放都工作在线性区,故电路能正常工作。

【例6-2】电路如图所示,设运放均有理想的特性,写出输出电压与输入电压、的关系式。

【相关知识】

运放组成的运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

由图可知,运放a1、a2组成电压跟随器。

运放a4组成反相输入比例运算电路

运放a3组成差分比例运算电路

运放a3组成差分比例运算电路

以上各式联立求解得:

【例6-3】理想运放电路如图所示,试求输出电压与输入电压的关系式。

【相关知识】

加法器、减法器。

【解题思路】

由图可知,本电路为多输入的减法运算电路,利用叠加原理求解比较方便。

【解题过程】

当时

当时

利用叠加原理可求得上式中,运放同相输入端电压

于是得输出电压

【例7-1】现有有源滤波电路如下:

a、高通滤波器

B、低通滤波器

C、带通滤波器

D、带阻滤波器

选择合适答案填入空内。

(1)为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器,应选用。

(2)已知输入信号的频率为1~2kHz,为了防止干扰信号的混入,应选用。

(3)为获得输入电压中的低频信号,应选用。

(4)为获得输入电压中的低频信号,应选用。

(5)输入信号频率趋于零时输出电压幅值趋于零的电路为。

(6)输入信号频率趋于无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(7)输入信号频率趋于零和无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(8)输入信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数为通带放大倍数的电路为。

【相关知识】

四种有源滤波电路的基本特性及其用途。

【解题思路】

根据四种有源滤波电路的基本特性及其用途来选择填入。

【解题过程】

根据表7.1.3可知

答案为(1)D,(2)C,(3)B,(4)a,(5)a、C,(6)B、C,(7)C,(8)D。

【例7-2】已知由理想运放组成的三个电路的电压传输特性及它们的输入电压ui的波形如图所示。

(1)分别说明三个电路的名称;

(2)画出uo1~uo3的波形。

【相关知识】

单限比较器、滞回比较器和窗口比较器电压传输特性的特征。

【解题思路】

(1)根据电压传输特性判断所对应的电压比较器的类型。

(2)电压传输特性及电压比较器的类型画出输出电压的波形。

【解题过程】

(1)图(a)说明电路只有一个阈值电压Ut(=2

V),且ui<Ut时uo1

=

UoL

=-0.7

V,ui>Ut时uo1

=UoH=6

V;故该电路为单限比较器。

图(b)所示电压传输特性的两个阈值电压Ut1=2

V、Ut2=4

V,有回差。ui<Ut1时uo2=

UoH

=+6

V,

ui>Ut2时uo2=

UoL

=-6

V,

Ut1<ui<Ut2时uo决定于ui从哪儿变化而来;说明电路为滞回比较器。

图(c)所示电压传输特性的两个阈值电压Ut1=1

V、Ut2=3

V,由于ui<Ut1和ui>Ut2时uo3=

UoL=-6

V,Ut1<ui<Ut2时uo1=

UoH

=+6

V,故该电路为窗口比较器。

答案是具有如图(a)、(b)、(c)所示电压传输特性的三个电路分别为单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

(2)根据题目给出的电压传输特性和上述分析,可画出uo1~uo3的波形,如图(e)所示。

应当特别提醒的是,在ui<4

V之前的任何变化,滞回比较器的输出电压uo2

都保持不变,且在ui=4

V时uo2从高电平跃变为低电平,直至ui=2

V时uo2才从低电平跃变为高电平。

【方法总结】

根据滞回比较器电压传输特性画输出电压波形时,当输入电压单方向变化(即从小逐渐变大,或从大逐渐变小)经过两个阈值时,输出电压只跳变一次。例如本题中,当ui从小逐渐变大时,只有经过阈值电压Ut2=4

V时输出电压才跳变;而当ui从大逐渐变小时,只有经过阈值电压Ut1=2

V时输出电压才跳变。

【常见错误】

认为只要ui变化经过阈值电压Ut1=2

V或Ut2=4

V时输出电压就跳变。

图(e)

第8章

信号发生器

本章的教学目标和要求:

要求学生理解掌握正弦波信号产生电路的基本概念,RC串联、LC并联正弦信号产生电路的组成、振荡条件判断、振荡频率计算;掌握理想运放非线性应用的分析规律,方波产生电路组成及工作原理。

本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)

§8-1

正弦波信号发生器

§8-2

非正弦波信号发生器

本章重点:

正弦波振荡电路的振荡条件及比较器的基本原理。

本章难点:

振荡条件的判别

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章习题:

p259

8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.12

53、54节:

介绍正弦波发生器的工作原理,组成结构,产生正弦波振荡的条件;

重点:

正弦波发生器的工作原理。

55、56节:

典型的RC桥式电路的结构及其工作原理;电容三点式、电感三点式振荡电路的结构及工作原理,振荡条件的判别;石英晶体振荡电路的工作原来。

重点:

RC、LC振荡电路的工作原理。

方波、锯齿波产生电路的工作原理。

【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。

(1)完成各节点的连接;

(2)选择电阻的阻值;

(3)计算电路的振荡频率;

(4)若用热敏电阻(的特性如图(b)所示)代替反馈电阻,当(有效值)多大时该电路出现稳定的正弦波振荡?此时输出电压有多大?

图(a)

图(b)

【相关知识】

RC正弦波振荡器。

【解题思路】

根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。

【解题过程】

(1)在本题图中,当时,RC串—并联选频网络的相移为零,为了满足相位条件,放大器的相移也应为零,所以结点应与相连接;为了减少非线性失真,放大电路引入负反馈,结点

应与相连接。

(2)为了满足电路自行起振的条件,由于正反馈网络(选频网络)的反馈系数等于1/3(时),所以电路放大倍数应大于等于3,即。故应选则大于的电阻。

(3)电路的振荡频率

(4)由图(b)可知,当,即当电路出现稳定的正弦波振荡时,,此时输出电压的有效值

【例8-2】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡,请指出电路中的错误,画出一种正确的电路,写出电路振荡频率表达式。

【相关知识】

LC型正弦波振荡器。

【解题思路】

(1)

从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。

(2)

LC电路的振荡频率,L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。

【解题过程】

图(a)电路中的选频网络由电容C和电感L(变压器的等效电感)组成;晶体管t及其直流偏置电路构成基本放大电路;变压器副边电压反馈到晶体管的基极,构成闭环系统统;本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时,电容开路、电感短路,从电路结构来看,本电路可使晶体管工作在放大状态,若参数选择合理,可使本电路有合适的静态工作点。动态时,射极旁路电容和基极耦合电容短路,集电极的LC并联网络谐振,其等效阻抗呈阻性,构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件:首先断开反馈信号(变压器副边与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,则集电极对地的输出信号极性为㊀,即变压器同名端极性为㊀,反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反,不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件,只要对调变压器副边绕组接线,使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图(c)所示。本电路振荡频率的表达式为

图(c)

(d)

图(b)电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成;晶体管t是放大元件,但直流偏置不合适;电容C1两端电压可作为反馈信号,但放大电路的输出信号(晶体管集电极信号)没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路:为了设置合理的偏置电路,选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容,晶体管的偏置电路有两种选择,一种是固定基极偏置电阻的共射电路,另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路(分压式偏置电路)比较合理。修改交流信号通路:把选频网络的接地点移到C1和C2之间,并把原电路图中的节点2连接到晶体管t的集电极。修改后的电路如图(d)所示。然后再判断相位条件:在图(d)电路中,断开反馈信号(选频网络与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,集电极输出信号对地极性为㊀(共射放大电路),当LC选频网络发生并联谐振时,LC网络的等效阻抗呈阻性,反馈信号(电容C1两端电压)对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同,表明,修改后的电路能满足相位平衡条件,电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为

第9章

功率放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解功率放大电路的基本概念和特点;掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的组成、工作原理及性能指标的计算;掌握甲乙类互补对称功率放大电路oCL和otL的组成、工作原理及性能指标的计算。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)

§9-1

功率放大电路的特点及分类

§9-2

互补推挽功率放大电路

本章重点:

乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率和效率的计算。

本章难点:

功率放大电路的工作原理及计算分析。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章的具体内容:

57、58节:

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。

59、60节:

介绍moS效应管的工作原理、moS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对moS效应管的特性曲线的理解。

Fet放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。Fet的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJt放大器的对比。

【例9-1】单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称,

管子的饱和压降,发射结正向压降,,,,并且电容器和的容量足够大。

(1)静态时,a点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大?

(2)动态时,若输出电压仍有交越失真,应该增大还是减小?

(3)试确定电路的最大输出功率

、能量转换效率,及此时需要的输入激励电流的值;

(4)如果二极管D开路,将会出现什么后果?

【相关知识】

甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。

【解题思路】

(1)为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称,静态时,a点的电位应等于电源电压的一半,由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量的大小。

(2)分析产生交越失真的原因,讨论的作用。

(3)确定输出电压最大值,求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。

(4)断开二极管,分析电路可能出现的状况。

【解题过程】

(1)

静态时,调整电阻、和,保证功率管和处于微导通状态,使a点电位等于电源电压的一半,即。此时耦合电容C被充电,电容C两端的电压;输入信号中的直流分量的大小,应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点,即。

(2)

电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置,从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真,说明偏置电压不够大,适当增大电位器的值之后,交越失真将会减小。

(3)

功率管饱和时,输出电压的幅值达到最大值,则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时,功率管基极电流的瞬时值应为

(4)当D开路时,原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路,有可能使和管完全导通。若和的值较小时,将会出现,从而使功放管烧坏。

【例9-2】在图示的电路中,已知运放性能理想,其最大的输出电流、电压幅值分别为15ma和15V。设晶体管和的性能完全相同,=60,

。试问:

(1)该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。

(2)如负载分别为20、10时,其最大不失真输出功率分别为多大?

【相关知识】

(1)乙类互补推挽功放。

(2)运算放大器。

(3)电压并联负反馈。

【解题思路】

(1)推导晶体管和即将导通时,管子发射结两端电压与输入电压关系,并由此分析电路减小交越失真的措施。

(2)根据运放输出电流和输出电压的最大值,确定功放电路输出电流和输出电压的最大值。在不同负载条件下,分析电路最大不失真输出功率是受输出电流的限制还是受输出电压的限制,从而可求出其最大不失真输出功率。

【解题过程】

(1)当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时,电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式

和死区电压的关系为

当时,和未导通;

当时,

和导通。

由于运放的

很大,即使非常小时,

或也会导通,与未加运放的乙类推挽功放电路相比,输入电压的不灵敏区减小了,从而减小了电路的交越失真。

(2)由图可知,功放电路最大的输出电流幅值为

最大的输出电压幅值为

当时,因为,那么,受输出电压的限制,电路的最大输出功率为

当时,因为,受输出电流的限制,电路的最大输出功率为

【例9-3】图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同,导通时b-e间电压可忽略不计;电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空:

(1)分别将各电路的名称(oCL、otL或BtL)填入空内,图(a)所示为_______电路,图(b)所示为_______电路,图(c)所示为_______电路。

(2)静态时,晶体管发射极电位ue为零的电路为有_______。

(3)在输入正弦波信号的正半周,图(a)中导通的晶体管是_______,图(b)中导通的晶体管是_______,图(c)中导通的晶体管是_______。

(4)负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。

(5)效率最低的电路为_______。

【相关知识】

常用功率放大电路(oCL、otL或BtL)。

【解题思路】

(1)根据三种功率放大电路(oCL、otL或BtL)的结构特点来选择相应的电路填空。

(2)功率放大电路采用双电源供电时,其晶体管发射极电位ue为零。

(3)根据三种功率放大电路(oCL、otL或BtL)的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。

(4)分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压,从而选出输出功率最大的电路。

(5)根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。

【解题过程】

(1)答案为otL、oCL、BtL。

(2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电,为使电路的最大不失真输出电压最大,静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此,只有图(b)所示的oCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为oCL。

(3)根据电路的工作原理,图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通,图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(t1和t4、t2和t3)交替导通。

因此答案为t1,t1,t1和t4。

(4)在三个电路中,哪个电路的最大不失真输出电压最大,哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为

,,

(5)根据(3)、(4)中的分析可知,三个电路中只有BtL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量,损耗最大,故转换效率最低。因而答案为(c)。

第10章

直流稳压电源

本章的教学目标和要求:

要求学生掌握直流电源的组成,各部分的作用,了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§10-1 概述

§10-2 单相整流及电容滤波电路

§10-3 串联反馈型线性稳压电路

习题课,复习

本章重点:

直流电源的组成及各部分的作用;单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。

本章难点:

滤波电路的定量计算。

本章主要的切入点:

从前几章电子电路对直流电源的要求,简略说明直流电源的任务,进而说明直流电源的组成。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章习题:

p299

10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.17

61、62节:

直流电源的组成框图,各个部分的作用,主要参数,对器件的选择的要求。介绍半波整流电路,分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:

单相桥式整流电路的工作原理。

63、64节

典型稳压电源电路的工作原理:简介串联反馈式稳压电路和串联开关式稳压电路的工作原理;介绍常用的三端集成稳压器件78XX和79XX系列。

重点:

串联反馈式稳压电路的工作原理。

习题课,讲解本章节的重难点习题,传授解题技巧;对本课程做总结性回顾。

【例10-1】在某一具有电容滤波的桥式整流电路中,设交流电源的频率为1000HZ,整流二极管正向压降为0.7V,变压器的内阻为2。要求直流输出电流io=100ma,输出直流电压Uo=12V,试计算:

(1)估算变压器副边电压有效值U2。

(2)选择整流二极管的参数值。

(3)选择滤波电容器的电容值。

【相关知识】

电容滤波的桥式整流电路。

【解题思路】

(1)根据估算变压器副边电压有效值U2。

(2)根据电路中流过二极管的电流及二极管承受的最高反压电压选择整流二极管。

(3)根据及电容器的耐压选择滤波电容器。

【解题过程】

(1)

由可得

(2)

流过二极管的电流

二极管承受的反压为

选2Cp33型二极管,其参数为URm=25V,iDm=500ma。

(3)

由,,可得

取,那么

选C=22μF,耐压25V的电解电容。

【例10-2】串联型稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压,负载。

(1)

标出运算放大器a的同相和反相输入端。

(2)

试求输出电压的调整范围。

(3)

为了使调整管的,试求输入电压的值。

【相关知识】

串联型稳压电路。

【解题思路】

(1)

运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。

(2)

根据确定输出电压的调整范围。

(3)

由,并考虑到电网电压有波动,确定输入电压的值。

【解题过程】

(1)

由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈,取样网络(反馈网络)应接到运放的反相输入端,基准电压应接到运放的同相输入端。所以,运放a的上端为反相输入端(–),下端为同相端(+)。

(2)

根据串联型稳压电路的稳压原理,由图可知

式中,为可变电阻滑动触头以下部分的电阻,。

当时,最小

当时,最大

因此,输出电压的可调范围为。

(3)由于

当时,为保证,输入电压

若考虑到电网电压有波动时,也能保证,那么,实际应用中,输入电压应取。

【常见的错误】

容易忽视电网电压有波动。

【例10-3】图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路,已知静态电流iQ=2ma。

(1)写出图(a)中电流io的表达式,并算出其具体数值;

(2)写出图(b)中电压Uo的表达式,并算出当R2=0.51k时的具体数值;

(3)说明这两个电路分别具有什么功能?

图(a)

图(b)

【相关知识】

三端集成稳压器。

【解题思路】

(4)

写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。

(5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。

(6)由表达式分析各电路的功能。

【解题过程】

(1)

高压电工的基本知识篇9

关键词:技校电工基础课教学改革抽象枯燥直观化

技校电工基础课程教学打破旧的教学观念,改革创新以学生为主体的教学模式,把抽象枯燥的理论知识直观化是对技校电工基础实施教学改革的指导思想。探索新的教学方法,让学生真正掌握所学的知识,培养成合格的技术工人才是改革的目的。

一、电工基础课程教学的现状及弊端

电工基础课是电工专业学生的一门专业基础课,这门课程的理论性很强,而且相对来说有些抽象。对于刚刚接触电工理论的中技学生而言,如何将难懂的,看不见摸不着的知识讲得通俗易懂,激发学生的兴趣,一直是教师颇费脑筋的问题。

现在,电工基础课程有些概念过于抽象,学生不容易理解。万事开头难,只有头开好了,学生觉得好学、好玩,才会慢慢喜欢这门课程,故课本上有些概念没必要说得那么专业。毕竟,中技学生主要是以实习为主不是搞研究,对于理论课的内容,只要学生按照自己的思维方式把它消化吸收就可以了。

二、电工基础课程教学方法改革的几种设想

笔者以第一章《电路的基本知识和基本定律》内容谈谈教学改革问题。

1.关于§1-2电流

电流这个概念,课本上是这样说的,“电荷的定向流动称为电流”。课本上的这一定义毫无问题,但是,电荷是微观的东西,说一根导线通电有电荷定向流动形成电流,肉眼是看不见的。如何使抽象的电荷形象化,加深学生对电流概念的理解呢?我们通过实际电工教学摸索,认为这一章中的多数概念用水来做比喻很恰当,能让学生比较容易地接受电流概念。当然,虽然以水为例讲解电的概念,在道理上有相通的地方,但本质上不同,这一点还应该向学生说明。教师可以对学生解释说:水流的形成是水(分子)的定向流动,同理,电流的形成是电荷的定向流动,这样,用水做对比,学生马上就明白了。之后,趁热打铁,再用水流方向来对电流方向进行类推,也就不难了。再有,电流大小,课本上是这样定义的“一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少”。对于“一定时间”和“导体横截面”学生都能理解,因为不抽象,但对于“电荷量”即电量的理解,有点费劲。电量,顾名思义,电荷的数量,但是,它看不见,1库仑电量怎样理解呢?若以水流大小为例,单位时间内通过水管横截面的水量叫水流大小或水流强度。这里,水管比喻为导体,水量比喻为电量,则这样之后,也能加深对电流大小的理解。

2.关于§1-3电压与电位

“电压”的概念,课本上是这样说的,“电场力把单位正电荷从电场中的a点移动到b点所做的功称为两点间的电压”。我们觉得,没必要这样去对学生讲,只需这样去讲,“水压是对水(分子)的压力,而电压是对电荷的压力”就可以了。

对于“电位”概念的理解,课本是这样说的,“如果在电路中任选一点为参考点,那么电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压”。电位这个概念比电压更难理解。我们仍然以水位为例,通过以水位参考点的不同,某点水位高度值也发生变化,让学生理解电位的概念。比如,若以地面为参考点,a点水位为5米,b点水位为2米,若以地面以上5米为参考点,则a点水位为0米,b点水位为-3米;若以地面以下5米为参考点,则a点水位为10米,b点水位为7米。在这里,由于水位参考点选取的不同,各点水位值也发生了变化,并且有正水位、零水位、负水位。然后向学生说明,电位的概念和水位有相似之处,在电路中,由于参考点选取的不同,各点电位值也发生变化,并且有正电位、零电位、负电位,这样对比,使学生形象地明白了电位的概念。继续趁热打铁,不管水位的参考点如何变化,任意两点比如a、b之间的水位的压力差值是不变的,总是3米,因为参考点是人为选定的,显然参考点不能影响水位的压力差值,进而也形象地说明了电压与电位差的关系即任意两点电(水)压等于两点之间的电(水)位差。

3.关于§1-4电动势

“电动势”,课本上是这样说的,“在电源内部,电源力将单位正电荷从电源负极移动到正极所做的功叫做电源的电动势”。我们是这样给学生解释的,水在自然压力即重力下,由高水位处流向低水位,若想由低水位处流向高水位,必须借助于外力。同理,正电荷在电压的作用下,由高电位流向低电位,若想由低电位流向高电位,必须借助于外力即电源力才能实现,即“电荷”在电源力作用下有从高电位运“动”到低电位的趋“势”简称电动势。这样,学生也好理解一些。

4.关于§1-6欧姆定律

欧姆定律内容如下:对于不含电源电路,当在电阻两端加上电压时,电阻中就有电流流过,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。对于该定律,我们可采用的启发式和对比式方法教学。水流是由于水(分子)的定向流动,那么,为什么水要定向流动,因为受到了压力才定向流动;那么,为什么必须施加压力才能让水定向流动呢,因为水受到了阻力;(最后总结)显然水流大小与水压成正比,而与水受到的阻力成反比。对比,则电流是由于电荷的定向流动,那么,为什么电荷要定向流动,因为受到了压力即电压才定向流动;那么,为什么必须施加电压才能让电荷定向流动呢,因为电荷受到了阻力即电阻;最后总结,显然电流大小与电压成正比,而与电荷受到的阻力即电阻成反比,这就是欧姆定律。这样,一步一步地把欧姆定律明白地讲了出来,学生也很容易接受,之后,再理论联系实际,马上再通过一个实验来验证欧姆定律,最终使学生深入地理解这个重要定律。

5.关于§1-8电功与电功率

关于电功的概念,我们不用采取课本上的推导讲解,可以采取拟人化,即将电荷比喻为人。我们知道,人干活,显然人多,力气大,时间长,干的活多,不妨理解为做功;同理,电荷干活的时候,在电压(力)作用下,电荷运动干活做功,显然电压力(U)越大,电荷越多即i,时间t越长,电荷干活做功越多,从而推出电功w的定义电功多少与电压U、电流i、时间t成正比,即w=Uit。再通过欧姆定律推出w=i2Rt=(U2/R)t,电功概念理解之后,电功率就好理解了,由于人干活的效率与时间成反比。同理,电功率就是电荷干活的效率,故也应与时间成反比,则电功率p=Ui=i2R=U2/R。

高压电工的基本知识篇10

关键词模块式教学基础理论基础实训

abstractprofessionaleducationisfacedofsignificantchangeinordertoachieveitsservicefunction.actually,thesystemofcurriculumsshouldbeestablishedattheaimofdevelopingthestudents’capacities.afterthat,theycouldbepreparedfortheircareer.Hardlycanthereformofthepatternofeducationinthespecialtyofmoldbewaited.

KeywordsthepatternofeducationFundermentaltheoryelementarypractice

经济增长方式的转变与社会转型,职业教育要实现其服务功能必定面临着重大的转变,在培养模式上,传统的以学校为主,向校企合作培养模式的转变,在教学内容上,从偏重文化教学和理论知识传授向重视就业技能和发展能力的转变,从重视学科研究与专业教学内容转向注重实践,理论与实践相结合的教学内容转型。高职高专院校专业的培养目标是为社会培养高技能应用型人才,高职高专院校在发展的过程中应不断调整专业结构,以适应社会经济发展对高技能应用人才型的需求,同时也促进自身的发展。据此应把拓宽专业口径,课程体系合理、教学内容优化、实践动手能力强,社会适应面宽,作为本专业的教学基本思想,将模具设计理论、实践与及计算机应用融合为一体,加强针对性、突出实践性、强调新技术、培养综合素质进行模具专业的模块式教学的改革中来。模具专业的模块式教学分为三个模块:基础教育模块;专业基础教育模块;专业教育模块。其中专业基础教育模块分为:专业基础理论模块,专业基础实践模块。

一、专业基础理论模块

专业基础理论要以素质为基础,以能力为本位,对专业基础理论应进行系统优化,有机整合,突出职业教育的特色。在课堂教学上应与生产实践和社会环境相结合,理论指导实践,实践促进理论教学。专业基础理论模块包括:电工电子与测量技术基础,机械制图与CaD,机械设计基础,机械制造基础,液压与气压传动。

1、电工电子与测量技术基础。电器设备及控制在各个领域中均扮演着关键角色,发挥着越来越重要的作用,掌握电工电子和测量技术的初步知识成为工科各专业学生的基本要求。必须指出的是,“电工电子与测量技术”是一个理论性、专业性、应用性均较强的课程,所涉及教学内容广,内容本身也较难掌握。如何在规定的学时数内使学生掌握电工电子技术的初步知识,为模具专业的学生在今后的学习和工作中更好地利用和发挥打下坚实的基础成为教学实施的难点。教学应理论与实践相结合,减少繁琐的数学推导,增强物理概念,清晰的图解分析,缩减课时,力求少而精。

电工电子与测量技术基础包括电路基础、直流、交流电路和三相交流电分析、计算。模拟电子技术、数字电子技术基本理论和电工电子测量技术。

2、机械制图与CaD。机械制图与CaD这课程是一门研究用正投影法绘制和阅读机械图样的技术基础课。主要解决机械设计制造中技术信息的图样表达问题,以及与图样绘制有关的机械设计、制造工艺问题。培养学生具有一定程度的识图能力、读图能力、空间想象力和思维能力以及运用CaD软件绘制机械图样的方法和技能。侧重点在视图理论,零件图与装配图制作,熟练运用CaD软件绘制机械图样,授课以课堂为主,运用多媒体教学方法,采用冷冲模和注塑模中零件或装配体实物,提高学生的兴趣和看图、制图能力,使学生具有计算机辅助设计绘图的应用和开发能力,为以后的pRo/e或UG软件的学习打好基础。

机械制图与CaD包括制图基本知识;投影基础;组合体机件的表达方法;标准件与常用件;零件图与装配图、公差与配合。机械CaD基本概念、基本绘图、操作命令、计算机绘图、图形编辑、显示、设置、查询、层、块、形、属性以及尺寸标注、图形输入、输出以及程序设计。

3、机械设计基础。《机械设计基础》主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法。它是模具专业一门重要的技术基础课,该将为学习专业课程提供必要的基础。通过本课程的学习和基础实训,可以培养学生初步具备运用相关知识、手册设计简单传动装置的能力。教学要以培养学生综合设计能力为主线,以应用为目的,以“必须、够用”为度,以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构;恰当的处理本课程的基本理论、基本知识、基本设计方法和现代设计理论、设计方法之间的关系;并且注重设计与制造有机结合、机电有机结合、理论与实践有机结合;重视工程综合教育和素质教育,重视课程之间的科学分工和有机联系;在教学内容组织安排上,加强针对性和实用性,重视工程实践和综合教育,克服课程内容陈旧,结构固化,偏重自身完整性,教学内容组织缺乏弹性、轻视实践教学等问题。把基本理论与综合教育、素质教育、能力培养融为一体;教学内容和现代化教学方法融为一体;科研和设计教学融为一体;理论教学和实践教学融为一体;课内教学和课外辅导、课外练习融为一体;常规设计方法和现代设计方法融为一体的新的教学模式。

《机械设计基础》包括工程力学、机械原理、机械零件及课程设计

4、机械制造基础。《机械制造基础》课程是实践性很强的专业基础课。目前许多职业院校都是先安排金工实习,然后安排课程教学。这样学生在金工实习时缺乏必要的理论指导,有一定的盲目性,而在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对理论知识的理解。进行《机械制造基础》课程理论教学改革就是要将理论课教学与实践操作有机地结合起来,理论教学促进实习效果,实习效果的提高又反过来促进对理论知识的理解,全面提高理论课和实习的教学质量。实践的结果证明理论与实践结合现场教学改革确实全面提高了理论课和实习的教学质量,提高了学生的综合素质,反映良好。

机械制造基础包括金属材料与热处理、模具材料、制造技术、切削机床、互换性原理与测量(尺寸与尺寸链部分)、金属切削原理与刀具、机械加工工艺及金工实习、机床夹具,机械加工工艺编制。

5、液压与气压传动。液压与气压传动是当代先进科学技术之一,它不但渗透在各种工业设备中,而且是科学实践研究,自动化生产的有机组成部分。对液压、气压元件,应着重于基本原理、结构特点,应用及选择方法。对基本回路和典型系统,则结合在实际中所用回路和系统进行分析,以提高学生分析、解决问题的能力。同时,使学生充分意识到液压传动与气压传动技术是今后从事研究工作、技术工作所必须具备的基本知识。

二、专业基础实践模块

理论与实践有机结合是课程体系建设中的一个老大难问题。课程可以为学生提供学科理论基础,但无法提供最受企业关注的“工作过程知识”和基本工作经验,其提供的职业学习机会与职业实践的关系是间接的,因此从根本上难以满足企业和劳动市场的要求。专业基础实践应从传统的重视理论知识的传授向重视理论实践一体化转化、从校内课程为主,重视学科性与专业性向校内外学习与工作经验的一致性;行动导向重于书本知识转化。

专业基础实践模块包括:机械制图与CaD实训,机械制造基础实训(含金工实习),电工与电子基础实训,机械设计基础实训。

1、机械制图与CaD实训。《机械制图与CaD》实训目的是培养学生有绘图读图能力。在教学过程中,除了必要的理论知识外,还应进行全面的综合应用训练。一是部件测绘。小至修配被损零件或对原有设备进行技术改造;大到对引进产品实施“反求工程”,测绘技术都是一项重要的基本技能。二是软件的综合运用能力。主要掌握计算机辅助绘图的基本命令和基本知识,使学生具有较强的数字化绘图应用能力和实验技能。以机械工程图的二维平面绘图为主,以三维实体设计为辅。整个实训中结合冷冲模和注塑模中零件和装配体的测绘,使学生能按照国家标准正确而快速绘图。并参加autodesk公司的认证考试,获得全球通用的autoCaD工程师证书,以适合于企业工厂绘图员岗位的需要。

2、电工与电子基础实训。柔性教学环境,集成化管理,校企共建基础实验是高职电工与电子实践教学的重要组成部分.在培养学生的技术应用能力和职业技能中起着重要的作用。实验教学具有综合性、现场性、开放性和双主体性四个主要特征,最终能实现基本技能、专业技能、技术应用或综合技能三大基础实训教学任务。电工与电子基础实训过程中应根据不同的教学内容采取“先讲后做,边讲边做,或项目导入(先做后讲)”等多种教学方式,在实验项目的设计上,充分考虑到高职学生的知识背景和接受能力,设计基本实验(验证性),提高型实验(综合性实验、应用性实验)和创新型实验等三种类型的实验项目,以全面培养高职学生的技术应用能力和综合职业能力。

3、机械设计基础实训。采用任务驱动型的教学方法,以学生为中心,充分利用现代计算机多媒体技术与传统教学改革相结合,力求适应高职教育的应用性、针对性、岗位性、专业性的特点。将知识性与实用性融为一体,实验项目中分成基本实验和综合设计性实验两个层次,虚拟实验和工程案例与学生操作有机结合,保证基本实验教学,不断扩大综合设计实验,鼓励学生课外开展科技制作。机械设计基础实验面向实训,符合技能培养为本位的高等职业技术教育目标即培养技术应用型人才,注重职业技术能力和管理素质的培养和学生自我发展、自我提高的能力培养。实验教学中多媒体技术应用与CaD在机械设计中的应用、机械设计基础课程设计的实践性环节相辅相成。

4、机械制造基础实训(含金工实习)。为避免学生在实训时缺乏必要的理论指导和在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对《机械制造基础》理论知识的理解,应该将理论课课堂教学与机械制造基础实训同步;基础实训,生产实践和社会环境相结合。无论是《机械制造基础》课程还是基础实训,所有内容都与生产实践关系密切。在进行课堂教学和基础实训时结合实际生产会使得教学和实习内容丰富、生动。学生们在接受理论知识和实践训练的同时还可了解生产现状、了解新技术的应用状况、了解理论知识与生产的相互关系,提高他们的学习积极性并培养他们解决问题的能力。《机械制造基础》基础实训与社会环境的结合,让学生进入了一个更大的课堂,提高学生对社会的关注和对自己社会责任的认识。除了学习工艺技术外,还将注重学生的个人素质的培养,包括纪律、群体相处、活动能力、人际关系、管理意识、工业安全、环保意识及领导才能等。

三、结束语

模具专业的模块式教学改革,课程体系体现了以就业为导向,以能力为本位的人才培养特点,并形成职业能力培养系统化课程,突出了实训,并与理论教学相辅相成,符合技术应用性人才培养规律,针对专业培养目标,以单元课程改革为基础,进行了课程整合和新课程开发,建立了一套科学、规范、稳定的专业培养方案(或专业教学计划),并能够根据产业和经济结构变化适时调整和更新。

参考文献

1.邓泽民.职业教育课程设计[m].中国铁道出版社,2006.7