skkn Phương pháp giảng dạy các mạch điện tử cơ bản

Trong chơng II các em sẽ đợc vận dụng một cách lôgic kiến thức chơng I để tìm hiểu các mạch điện tử đơn giản đó là các mạch chỉnh lu, mạch nguồn mộtchiều, mạch khuếch đại đảo dùng vi mạc

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT SỐ 2 BẢO THẮNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMPHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

Bảo Thắng, tháng 01 năm 2012

- Họ và tên tác giả: Nguyễn Đại Dương

- Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn

- Tổ chuyên môn: Tổ Vật lí - Công nghệ

- Đơn vị công tác: Trường THPT số 2 Bảo Thắng

Mục lục

-Phần I Khái quát về đề tài 2

I.1 Lý do chọn đề tài 2

I.2 Mục đích của đề tài 2

I.3 Đối tợng nghiên cứu của đề tài 3

I.4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 3

I.5 Phơng pháp nghiên cứu đề tài 3

I.6 Thời gian nghiờn cứu 3

Phần II Nội dung của đề tài 4

II.1 Vấn đề cơ bản để có thể dạy tốt một số mạch điện tử cơ bản trong ch-ơng trình Công nghệ lớp 12 4

II.2 Cấu trúc nội dung chơng II: Một số mạch điện tử cơ bản 5

II.3 Giáo án giảng dạy 5

Tiết 7: Khái niệm về mạch điện tử - Chỉnh lu - Nguồn một chiều 6

Tiết 8: Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung 8

Phần III Kết luận và kiến nghị 12

III.1 Kết luận 12

III.2 Kiến nghị 12

Tài liệu tham khảo 13

Phần I Khái quát về đề tài

I.1 Lý do chọn đề tài:

Tiếp theo đề tài“ Phơng pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán“ thuộc chơng trình môn Công nghệ 12 mà tụi đó nghiờn cứu năm học 2009 - 2010, năm học này tôi

tiếp tục lựa chọn lĩnh vực kỹ thuật điện tử để nghiên cứu, viết đề tài SKKN về phơngpháp giảng dạy một số mạch điện tử cơ bản với hy vọng tổng kết, khỏi quỏt đượcphương phỏp giảng dạy nội dung KTĐT lớp 12 đạt hiệu quả cao, cú thể ỏp dụngđược trong trường THPT số 1 Bảo Thắng

Nớc ta đã và đang hội nhập sâu, rộng với quốc tế Hơn bao giờ hết, chúng ta cầnmột đội ngũ trí thức và công nhân lành nghề đáp ứng công cuộc đổi mới đất nớc.Theo chủ trơng của Đảng và Nhà nớc ta, đến năm 2020 cơ bản nớc ta là một nớccông nghiệp Vì vậy trang bị cho các em HS lớp 12 trớc khi rời ghế nhà trờng nhữngkiến thức cơ bản về kỹ thuật để các em có định hớng chọn ngành nghề và tiếp tục họctrong các trờng kỹ thuật là điều hết sức cần thiết

Nội dung Kỹ thuật điện tử thuộc chơng trình Công nghệ lớp 12 giúp các em hiểubiết thông thờng về lĩnh vực điện tử, làm cơ sở để các em áp dụng vào cuộc sống củabản thân và cộng đồng hoặc học tiếp các chuyên ngành kỹ thuật sau này Kỹ thuật

điện tử là ngành kỹ thuật ứng dụng những quy luật tơng tác giữa các hạt điện tử( êlêctron) với các trờng điện từ và các chất, quy luật của dòng điện tử trong mạch

điện để chế tạo các thiết bị điện tử và hệ thống điện tử dùng trong sản xuất và đờisống

Xuyên suốt nội dung kỹ thuật điện tử là kiến thức về linh kiện bán dẫn Nội dungdòng điện trong chất bán dẫn các em đã đợc học trong chơng trình Vật lí lớp 11 Tiếptheo đề tài “ Phơng pháp giảng dạy nội dung linh kiện bán dẫn trong chơng trìnhCông nghệ 12” mà tôi đã thực hiện năm học trớc, tôi đã không ngừng nghiên cứu,

đúc rút kinh nghiệm để đổi mới phơng pháp giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tửtrong chơng trình môn học Công nghệ lớp 12

Với kiến thức về các linh kiện điện tử mà các em đã nắm vững sau khi học ch

-ơng I, các em đã hiểu về đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của các linh kiện đó.

Từ đó các em sẽ rất dễ tiếp thu kiến thức về các mạch điện tử đơn giản th ờng gặptrong thực tế Trong chơng II các em sẽ đợc vận dụng một cách lôgic kiến thức chơng

I để tìm hiểu các mạch điện tử đơn giản đó là các mạch chỉnh lu, mạch nguồn mộtchiều, mạch khuếch đại đảo dùng vi mạch thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao

động

Qua quá trình giảng dạy tôi thấy khi các em đã hiểu về mạch điện sẽ có những

em rất thích khám phá, tìm hiểu thực tế nh muốn đợc hành nghề luôn Về nhà cónhững em đã tự tháo các thiết bị ra để tìm hiểu về các mạch Với tham vọng tôi sẽ cómột bộ SKKN về PP giảng dạy phân môn Kỹ thuật điện tử trong chơng trình Côngnghệ phổ thông, năm học 2011 - 2012 tôi tiếp tục thực hiện ý tưởng đú Trong nămhọc này tôi lựa chọn đề tài sáng kiến, kinh nghiệm “ Phơng pháp giảng dạy nội dungcác mạch điện tử cơ bản thuộc chơng trình Công nghệ lớp 12”

I.2 Mục đích của đề tài:

Tìm ra phơng pháp giảng dạy hiệu quả nhất để đạt đợc mục tiêu về kiến thức, vềthái độ học tập và hình thành kỹ năng cho HS qua việc học phần “ Các mạch điện tửcơ bản” trong chơng trình Công nghệ lớp 12

I.3 Đối tợng nghiên cứu của đề tài

Với giới hạn nội dung của đề tài, tôi chỉ nghiên cứu các quá trình t duy nhậnthức của học sinh và đa ra phơng pháp, những hớng dẫn cụ thể trong giảng dạy nộidung “ Các mạch điện tử cơ bản” thuộc chơng trình Công nghệ 12

I.4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài:

Nghiên cứu mối liên hệ giữa Vật lí và Kỹ thuật, đặc biệt là khơi dậy sự ham mêtìm hiểu của tuổi học trò để hớng các em vào bài giảng, tiếp thu kiến thức tốt nhất và

có thể áp dụng vào trong thực tế qua các tiết học bài 7 và bài 8: Các mạch điện tử cơbản

I.5 Phơng pháp nghiên cứu của đề tài:

- Khảo sát khả năng, tâm lí của học sinh khi học tập môn học nói chung và nộidung kỹ thuật điện tử nói riêng

- Tìm hiểu điều kiện cơ sở vật chất và phơng tiện kỹ thuật đáp ứng nhu cầu giảngdạy bộ môn của nhà trờng

- Thu thập tài liệu tham khảo và nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài

- Trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp để viết đề tài

I.6 Thời gian nghiờn cứu:

- Từ đầu 9 năm 2011 đến hết thỏng 11 năm 2011

Phần II Nội dung của đề tài

II.1 Vấn đề cơ bản để có thể dạy tốt về các mạch điện tử cơ bản trong

ch-ơng trình Công nghệ lớp 12

* Thực trạng của việc truyền đạt cả thầy và tiếp thu của trũ về kiến thức một số mạch điện tử cơ bản thuộc chương trỡnh mụn Cụng nghệ lớp 12

Kiến thức kỹ thuật điện tử núi chung và cỏc mạch điện tử núi riờng là phần kiến

thức khú khụng chỉ đối với mụn Cụng nghệ mà khú cả đối với mụn Vật lớ Bởi muốnnắm vững nguyờn lớ của từng linh kiện bỏn dẫn, cả thầy và trũ phải nắm vững bảnchất dũng điện trong chất bỏn dẫn Nội dung kiến thức về dũng điện trong chất bỏndẫn được học trong chương trỡnh Vật lớ 11 Đõy là phần kiến thức ớt được học sinhquan tõm vỡ kiến thức phần này ớt cú bài tập tớnh toỏn và cũng ớt gặp trong cỏc đề thi.Lờn lớp 12 học sinh lại quờn đi nhiều, vỡ vậy nếu khụng cú kỹ thuật truyền đạt liờnmụn một cỏch tinh giản, gọn nhẹ thỡ hoặc là học sinh khụng hiểu gỡ sau tiết giảngngoài sự kể lại bài cdo thầy độc diễn hoặc là học sinh sẽ thấy ngấy ngỏn vỡ quỏ tải dothầy lo sợ học sinh khụng cú cơ sở kiến thức tiếp thu bài

Vậy vấn đề cơ bản là gỡ ?

* Về kiến thức:

Để giảng cho học sinh dễ hiểu và có kiến thức cơ sở vững chắc giáo viên cầnnghiên cứu, nắm vững bản chất dòng điện trong chất bán dẫn; sự tạo thành điện trờngriêng lớp tiếp giáp P - N; đờng đặc tính vôn - ampe của các linh kiện bán dẫn; nguyên

lí làm việc của điôt, các loại tranzito

Do điều kiện thời lợng của môn học dành cho nội dung lí thuyết của chơng nàyrất ngắn nên giáo viên cần có cách nào đó giúp học sinh nắm đợc một cách dễ dàng

về nguyên lí của điốt và các loại tranzito Ngoài ra giáo viên cần củng cố và khắc sâu

kiến thức vật lí các em đã học đó là: Dòng điện chỉ đi từ miền P sang miền N Vì

vậy tiếp giáp P - N chỉ phân cực thuận khi miền P phải đợc kích điện thế dơng so với miền N( Dĩ nhiên UPN phải đủ để mở cửa lớp tiếp giáp)

- Đối với điôt tiếp mặt chỉ thông khi UAK > 0 và khoá khi UAK < 0

- Đối với tranzito điều kiện để tranzito làm việc là tiếp giáp emitơ- bazơ ( Tiếpgiáp emitơ- J1) phải phân cực thuận và tiếp giáp colectơ- bazơ ( Tiếp giáp côlêctơ-bazơ- J2) phải phân cực ngợc Nói một cách khác, hai nguồn nuôi U1 và U2 phải mắcsao cho dòng Ib phải đi vào cực bazơ đối với tranzito NPN và từ cực bazơ đi ra đối vớitranzito PNP Dòng Ib đợc hiểu nh có tác dụng mồi để có dòng Ic từ emitơ sangcolectơ ( Phần nguyên lí tranzito đợc học ở vật lí 11, trong chơng trình Công nghệ đ-

ợc đề cập ở phần thông tin bổ sung nhng GV phải dành thời lợng nhất định để giảithích hoạt động của tranzito, không kiểm tra học sinh học phần này )

* Về phương tiện giảng dạy:

Để giảng dạy đạt hiệu quả cao và đảm bảo giảm tải cho học sinh khi tiếp thu bài

về cỏc mạch điện tử, phương tiện dạy học tốt nhất đú là phương tiện trỡnh chiếu, mụphỏng Nếu thiếu phương tiện trỡnh chiếu, mụ phỏng thỡ học sinh sẽ khú khăn khi tỡmhiểu hoạt động của của mạch điện, GV phải khai thỏc nhiều đến kiến thức vật lớ thỡ

HS mới cú thể hiểu bài, dẫn đến quỏ tải cho học sinh

II.2 Cấu trúc nội dung chơng II: Các mạch điện tử cơ bản ( SGK Công

nghệ lớp 12)

- Lí thuyết: ( 3 tiết)

Học sinh đợc tìm hiểu về các cách chỉnh lu dòng xoay chiều thành dòng mộtchiều; Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lí mạch nguồn một chiều thực tế; Tìm hiểu vềmạch khuếch đại đảo dùng vi mạch thuật toán ( Vi mạch khuếch đại thuật toán là vimạch điển hình ứng dụng các linh kiện bán dẫn đợc tổ hợp trên một đơn vị diện tíchnhỏ IC này đã đợc học sinh học trong chơng trình vật lí lớp 11); Tìm hiểu về mạchdao động đa hài tự dao động Mạch này có ứng dụng rất phổ biến để lắp ráp mạch

đèn nháy trang trí

Nh vậy, chơng II các em đợc học 3 loại mạch rất cơ bản trong KTĐT đó làloại mạch chỉnh lu, loại mạch khuếch đại và loại mạch tạo xung So với chơng trìnhcũ: Các mạch chỉnh lu không có tụ lọc mà ở đây chỉ cần cho HS hiểu đợc nguyên línắn dòng xoay chiều thành dòng một chiều Yêu cầu san phẳng dòng một chiều sauchỉnh lu đã chuyển sang mạch nguồn một chiều thực tế Học sinh đợc hiểu rõ vai tròcủa tụ hoá cùng với cuộn cảm tạo nên mạch lọc, đó là sự phối hợp giữa thành phầndung kháng và cảm kháng để lọc nguồn; IC ổn áp 7812 có vai trò là phẳng dòng mộtchiều còn nhấp nhô Mạch khuếch đại theo SGK cũ là mạch khuếch đại dùng các linhkiện rời rạc ghép R- C hoặc dùng MBA Mạch khuếch đại theo SGK mới là mạchkhuếch đại dùng vi mạch Điều đó thể hiện tính giảm tải khi học sinh phải tìm hiểu

về mạch khuếch đại và thể hiện tính liên thông giữa môn công nghệ với môn vật lí.Mạch dao động đa hài tự dao động cũng là một loại mạch khuếch đại dùng các linhkiện rời rạc nhng đây là loại mạch tạo xung, có ứng dụng nhiều trong thực tiễn các

em biết, một loại xung vuông đối xứng thờng gặp là hiện tợng của đèn nháy trang trí

Sau khi các em đã nắm đợc nguyên lí, đọc đợc sơ đồ của các mạch cơ bản, các em sẽ

đợc học bài 9 với mục tiêu nắm đợc nguyên lí thiết kế các mạch điện tử cơ bản

- Thực hành: ( 2 tiết)

Một tiết giúp các em tìm hiểu và làm quen với mạch nguồn một chiều thực tế;một tiết giúp các em tìm hiểu và làm quen với mạch tạo xung đa hài tự dao động, các

em biết cách thay đổi xung đối xứng thành xung bất đối xứng

II.3 Giáo án giảng dạy

- Biết đợc khái niệm, phân loại mạch điện tử

- Biết đợc vai trũ cỏc linh kiện trong cỏc mạch chỉnh lưu

- Biết được nhiệm vụ của từng khối trong mạch nguồn một chiều thực tế

Khởi động vào bài mới : Các em đã biết, trong các thiết bị điện tử có nhiều khối

nh khối khuếch đai, khối nắn dòng…Nguyên lí cơ bản của các mạch điện tử nh thếnào chúng ta sẽ tìm hiểu trong tiết học ngày hôm nay

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm và phân loại mạch điện tử (10 phút)

Mụ tả hoạt động: GV giới thiệu cho HS biết đợc khái niệm và cách phân loại mạch

- Theo phơng thức gia công, xử lí tínhiệu có mạch điện tử tơng tự, mạch điện

tử số

Hoạt động 2: Tìm hiểu về mạch chỉnh lu ( 15 phút)

Mụ tả hoạt động: GV dựa vào sơ đồ mạch điện cỏc cỏch chỉnh lưu để giảng cho HS

hiểu đợc nguyên lí của các mạch chỉnh lu

ĐVĐ: Thiết bị điện tử dùng điện một chiều nhng điện ta thờng dùng là điện XC vì

thế yêu cầu đặ ra là phải đổi điện XC thành điện một chiều( chúng ta thờng biết có

bộ nắn điện)

GV giảng về mạch chỉnh lưu chỉ yờu cầu

học sinh nắm được vai trũ cỏc linh kiện

trờn mạch điện, khụng yờu cầu học sinh

nắm được nguyờn lớ cỏc mạch điện

( Để trong 2 nửa chu kì dòng điện chỉnh

l-u nh nhal-u, tải làm việc ổn định)

1 Mạch chỉnh lu.

Mạch điện có nhiệm vụ đổi điện XCthành điện một chiều gọi là mạch chỉnhlu

a) Mạch chỉnh lu một nửa chu kì

- Mạch điện: H7-2

- HĐ: Dòng XC lấy qua cuộn thứ cấpcủa MBA chỉ qua điôt trong những nửachu kì mà nó phân cực thuận Trongnhững nửa chu kì điốt phân cực ngợc nókhoá không cho dòng điện qua tải

Kết quả: Dòng điện đi qua tải là dòng

điện một chiều, gián đoạn từng nửa chukì

GV giảng theo sơ đồ NL và đồ thị dòng

chỉnh lu Minh hoạ bằng phần mềm mô

phỏng

? Em có NX gì về cực tính của điện áp

một chiều lấy ra trên tải ?

( Nghĩa là dòng điện qua tải chỉ đi theo

Kết quả: Dòng điện đi qua tải là dòng

điện một chiều, có trong cả 2 nửa chu kì

Điện áp một chiều luôn luôn ở phía Kcủa Đ

c) Mạch chỉnh lu 2 nửa chu kì dùng 4

điôt ( Mạch cầu)

- Mạch điện: H7-4 Dùng 4 điôt mắc thành mạch cầu nh hình vẽ

- HĐ: Từng cặp 2 điốt thay nhau chỉnh lutrong mỗi nửa chu kì mà chúng phân cựcthuận

Kết qủa: Trong cả 2 nửa chu kì điện áp

một chiều lấy ra trên tải có cực dơngluôn ở phía catot của các điôt

Hoạt động 3: Tìm hiểu về nguồn một chiều (15phút)

Mục tiêu : HS hiểu và nắm đợc các khối và chức năng của mỗi khối trong mạch

nguồn một chiều

Mụ tả hoạt động: Mạch nguồn một chiều thực tế là mạch điện gộp lại từ cỏc khối

học sinh đó tỡm hiểu ở trờn Vỡ thế khi tỡm kiểu mạch nay, giỏo viờn nờn dựngphương tiện mỏy chiếu để mụ phỏng cho học sinh nhận thấy rừ từng khối Vai trũtừng khối được thể hiện trờn đồ thị dạng súng của điện ỏp Sau cựng, thầy đưa ra một

số cõu hỏi để khảo sỏt sự tiếp thu bài của học sinh

GV giảng giải nguyên lí mạch điện và vai

trò từng khối trong mạch theo sơ đồ

1 Sơ đồ khối chức năng của mạch nguồn một chiều: SGK

Chiếu cho học sinh quan sát từng khối

2 Mạch nguồn một chiều thực tế

Hoạt động 4: Củng cố, hớng dẫn học bài ở nhà ( 5 phút)

- Trong H7-3, nếu mắc ngợc chiều cả 2 điốt sẽ ra sao?

- H7-4, nếu có một điốt mắc ngợc hoặc bị đánh thủng sẽ xảy ra hiện tợng gì?

- Nguồn một chiều có vai trò gì trong các TBĐT ?

- Mạch nguồn một chiều có bắt buộc phải đủ 5 khối nh H7-6 không ? Phântích mạch nguồn một chiều nếu thiếu lần lợt từng khối

Về nhà chuẩn bị trớc bài 8, trả lời câu hỏi SGK

Tiết 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung

Ngày soạn: Ngày giảng:

I- Mục tiêu:

1 Kiến thức:

- Biết đợc chức năng, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại thuật toán

và mạch tạo xung đơn giản

- Tranh vẽ các hình 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 SGK

- Phơng tiện trình chiếu

III- Các hoạt động dạy học:

1 ổn định lớp, kiểm tra sĩ số ( 2 phút) :

2 Kiểm tra đầu giờ: ( 5 phút)

- Trình bày cách phân loại mạch điện tử ?

3 Bài mới:

ĐVĐ: Các em đã biết, tín hiệu điện trong mạch điện tử có thể rất yếu Vì thế mạch

khuếch đại có vai trò khuếch đại tín hiệu lên nhiều lần Bài học hôm nay chúng ta sẽtìm hiểu một loại vi mạch KĐ và một VD về ứng dụng mạch KĐ đó là mạch tạo xung

đa hài tự kích

Hoạt động 1: Tìm hiểu về mạch KĐ dùng IC thuật toán ( 15 phút)

Mục tiêu : HS đợc biết về IC khuếch đại thuật toán và nguyờn lí làm việc của mạch

khuếch đại điện ỏp dùng OA

GV giới thiệu về IC khuếch đại thuật toán