桥式整流物理微课

同学们，大家好！又到了学习电子技术的时间了。今天我们要探索一个藏在日常生活中的电子魔盒——手机充电器。当{220:er4 bai3 er4 shi2}{V:fu2}、50{HZ:he4 zi1}的交流电涌入这个魔盒时，就会发生一场惊心动魄的蜕变：正弦交流电会变成直流电！而这场魔法的核心，就是桥式整流电路！接下来，就让我们化身电子世界的福尔摩斯通过三大探案行动，来破解这个百年经典设计。行动一：了解桥式整流电路结构，行动二：理解交流电的变形过程，行动三：侦破电路故障。首先，让我们进入行动一：桥式整流电路结构。整流电路中的整流部分由四个二极管D1至D4组成，四个二极管的连接方式要符合同载异源的原则。同载的意思是：和负载相连的二极管极性相同， b,d均与负载相连，与b相连的二极管均为阴极，与d相连的二极管均为阳极。异源的意思是：与电源相连的二极管极性相反， {A:ei1},C均与电源相连，{A:ei1}与D1的阳极相连却与D4的阴极相连，同理， C与D2的阳极相连却与D3的阴极相连，只有符合同载异源的原则才能实现整流。接下来，我们做一个趣味小挑战。请同学们观察如图所示电路图，并判断哪只二极管的连接方式不符合同载异源？ 就是D1管，你答对了吗？与B点相连的二极管应极性相同，而D1、D2极性相反；与{A:ei1}相连的二极管应极性相反，而D1与D4的极性却相同，因此，可判断出二极管D1的方向接反。接下来，我们进入行动二：理解交流电的变形过程。在交流电上半周期，上为高电位下为低电位，电流从高电位流向低电位， {A:ei1}到B的二极管D1正向导通，{A:ei1}到D的二极管D4反向截至，电流由{A:ei1}流向B，由于D2反向截至，电流只能经过负载流向D点， D到{A:ei1}和D到C都可以导通，但是由于{A:ei1}点电位高于D点，所以电流只能由D点流向C点然后回到变压器的负极，这样就形成了一条回路。 D1，D3导通，二极管相当于导线，此时输出电压大小与二次侧电压大小相等，因此变压器二次侧波形图与输出电压波形图一致。

在交流电下半周期，下为高电位上为低电位，电流从高电位流向C点，C到B的D2正向导通，C到D的D3反向截止，所以电流只能由C流向B，经负载流向D，D到{A:ei1}和D到C都可以导通，但是C点电位高，所以电流只能由D点流向A，回到变压器形成回路。 D2，D4导通后相当于导线，输出电压大小与二次侧电压大小相等。无论{A:ei1}，C两端电位怎样变化，流过负载的电流方向始终不变，而电流大小始终与变压器二次侧的交流电相等，这样就实现了全波段的整流。接下来，我们一起通过小练习，来巩固一下交流电变形的过程吧。整流电路是将正弦交流电转变为脉动直流电，当二次侧电压为正时，D1和D3导通，当二次侧电压为负时，D2和D4导通。行动三：侦破电路故障。如果二极管D1至D4的连接方式不符合同载异源的原则，如D2管的方向接反就会烧毁整个电路。当输入信号上半周时，{A:ei1}点电位高，{A:ei1}经D1流至B点，电流不再会流过负载R，而是经过D2流至C点，再回到变压器，相当于用导线直接把电源短路，这是非常危险的。 同学们，每一个二极管的正确方向对整流电路的正常运行至关重要。我们每位同学也是班级的关键一员。唯有方向正确，才能同心协力，让个体价值在集体中绽放，共筑和谐班级！同学们，今天我们一起学习了桥式整流电路的结构、交流电变形过程以及整流电路的故障分析。需要特别强调的是，二极管作为整流电路的核心元件，其方向特性直接影响系统工作状态。课后请大家结合今日所学，思考拓展问题：当四个二极管同时反接时，输出电压波形会发生何种畸变？对手机充电有何影响？相关延伸阅读材料已同步至学习平台，期待你们解锁新成就！我们下期见！