| 不要只是坐在那里！做点什么！！ |
学习数学分析电路需要大量的学习和实践。通常情况下，学生通过做大量的例题并对照课本或老师提供的答案进行练习。虽然这很好，但还有更好的方法。
事实上，你会学到更多构建和分析真实电路，让您的测试设备提供“答案”，而不是书本或其他人。要成功进行回路构建练习，请执行以下步骤：
当学生第一次学习半导体器件时，他们很可能因为电路连接不当而损坏半导体器件，我建议他们使用大的、高瓦数的组件(1N4001整流二极管、to -220或to -3外壳功率晶体管等)，使用干电池电源而不是台式电源。这降低了部件损坏的可能性。
通常，避免非常高和非常低的电阻值，以避免测量误差引起的仪表“负载”(在高端)和避免晶体管烧坏(在低端)。我推荐电阻在1 kΩ和100 kΩ之间。
节省时间和减少出错可能性的一种方法是，从一个非常简单的电路开始，然后在每次分析后逐步添加组件以增加其复杂性，而不是为每个实践问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重复使用相同的组件。这样，您就不必重复度量任何组件的值。
让电子自己给你自己的“实践问题”答案吧！
我的经验是，学生需要大量的电路分析练习才能熟练。为此，教师通常会给他们的学生提供大量的练习问题，让他们完成，并提供答案，让学生检查他们的作业。虽然这种方法使学生精通电路理论，但它未能充分教育他们。
学生不仅需要数学实践。他们还需要真实的动手实践，构建电路和使用测试设备。因此，我建议以下替代方法：学生应该建筑他们自己的“实践问题”与实际组件，并试图数学预测各种电压和电流值。通过这种方式，数学理论“活了起来”，学生们获得了他们仅仅通过解方程无法获得的实践技能。
采用这种方法的另一个原因是为了教学生科学的方法:通过执行真实的实验来检验假设(在本例中是数学预测)的过程。学生也将发展真正的故障排除技能，因为他们偶尔会做出电路构造错误。
在开始之前，花点时间和同学们一起回顾一下构建电路的一些“规则”。用苏格拉底式的方式和你的学生讨论这些问题，而不是简单地告诉他们应该做什么，不应该做什么。我总是对学生们在典型的讲座(讲师独白)形式下理解指令的糟糕程度感到惊讶!
对于那些抱怨让学生构建真实电路而不仅仅是数学分析理论电路的“浪费”时间的老师，我要提醒他们:
学生参加你的课程的目的是什么？
如果你的学生将使用真实电路，那么他们应该尽可能学习真实电路。如果你的目标是培养理论物理学家，那么一定要坚持抽象分析！但我们中的大多数人都计划让学生在现实世界中通过我们给他们的教育做一些事情。当他们将知识应用于实际问题时，花在构建真实电路上的“浪费”时间将带来巨大的回报。raybet电子竞技竞猜
此外，让学生建立自己的实践问题教他们如何表演主要研究，从而使他们能够自主地继续电气/电子教育。雷竞技最新appraybet电子竞技竞猜
在大多数科学中，建立真实的实验比建立电路要困难和昂贵得多。核物理、生物、地质和化学的教授们会很乐意让他们的学生将高等数学应用到真正的实验中，而不会造成任何安全隐患，而且成本低于教科书。他们不能，但你可以。利用你的科学固有的便利，而且让你的学生在许多真实的电路上练习他们的数学!
此处所示为二极管的特性曲线：
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确定这条曲线的哪个区域代表正常的正向偏置操作，哪个区域代表反向偏置操作。另外，在图的左下象限解释曲线的近垂直部分的重要性。
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挑战问题:确定二极管的位置反向饱和电流可以在这张图上找到。
让学生识别肖克利二极管方程描述的曲线区域。这个方程的指数形式实际上只模拟了曲线的一个确定部分！
a的行为如何齐纳二极管与普通（整流）二极管有很大不同？
并非所有齐纳二极管都以完全相同的方式发生故障。有些是根据……的原则来运作的齐纳击穿，而另一些则是基于雪崩击穿。这两种齐纳二极管类型的温度系数如何比较？您如何仅从其击穿电压额定值来辨别齐纳二极管使用一种原理还是另一种原理？
相应地，有没有一种方法，我们可以从齐纳二极管的实验测量来确定击穿动作的类型?解释如何进行这样的实验。
低压齐纳二极管具有负温度系数，因为它们利用了齐纳效应．高压齐纳二极管具有正的温度系数，因为它们利用了雪崩效应．我将让你自己研究如何区分使用每种现象的齐纳二极管!
挑战性问题：从电荷载流子作用的角度解释“齐纳”效应和“雪崩”效应之间的区别。
正规的”整流二极管也有温度系数。请学生确定整流二极管的温度系数通常为正还是负，以及这实际上意味着什么。实验验证这一点非常容易，因此您可能希望让学生演示如何确定整流二极管温度系数的符号，作为回顾原始问题实验部分的前奏。
要求学生识别与这两种击穿效应相关的典型电压值。这将很快揭示哪些学生为这个问题做了研究，而不是那些仅仅阅读这里给出的答案的学生！
解释24伏齐纳二极管（由曲线跟踪器绘制）的特性曲线与正常整流二极管的特性曲线的不同之处，如下所示：
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这个问题的目的是让学生思考在二极管比较的背景下，特征曲线意味着什么。齐纳二极管的击穿电压与正常整流二极管的击穿电压相比通常是很低的，因此这个区域可以很容易地在曲线示踪屏幕上显示出来。
假设您有一项枯燥的工作，手动保持直流发电机的输出电压恒定。您唯一的电压控制是变阻器的设置：
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如果负载电阻发生变化以吸引更多电流，您需要如何保持负载电压恒定？由于您对负载电压的唯一控制是调整与发电机串联的可变电阻，与目标负载电压相比，这对发电机的输出电压（直接通过发电机端子）意味着什么？
假设您有一项枯燥的工作，手动保持直流发电机的输出电压恒定。您唯一的电压控制是变阻器的设置：
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如果负载电阻改变以吸引更多的电流，你将不得不做什么来保持负载电压恒定?由于您对负载电压的唯一控制是调节一个与负载平行的可变电阻，这意味着与目标负载电压相比，发电机的输出电压(直接通过发电机端子)意味着什么?
为了增加负载电压，必须增大变阻器的电阻。为了使这个方案工作，发电机的电压必须大于目标负载电压。
注：此一般电压控制方案称为分流调节，其中并联（分流）电阻变化以控制负载电压。
接下来的问题:尽管负载电流有波动，但假设一个精明的变阻器操作人员将负载电压维持在一个恒定值，你会如何描述通过发电机绕组的电流?它是随负载电流增大，减小，还是保持不变?为什么?
变阻器的调整方向应该是明显的，因为发电机的电压必须至少与预期（目标）负载电压一样高。但是，发电机的电压不能仅仅等于预期负载电压，这一点可能并不明显。
为了说明这一点的必要性，问你的学生，如果发电机的输出电压正好等于预期负载电压，系统将如何工作。强调这个事实，发电机不是完美的:它有自己的内阻，它的值不能被你改变。在这些条件下，为了保持负载的目标电压，变阻器必须处于什么位置?目标电压能维持下去吗?
一个对学生有帮助的类比是，有一辆自动变速器的汽车，其速度由刹车踏板控制，而加速踏板保持在一个恒定的位置。这不是最节能的速度控制方法，但它将在一定的限度内工作!
描述齐纳二极管如何能够在负载上保持稳压(几乎恒定)电压，尽管负载电流发生变化:
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齐纳根据需要从发电机（通过串联电阻器）抽取更多或更少的电流，以将电压保持在接近恒定的值。
后续问题#1:如果发电机碰巧输出一些纹波电压(就像所有的机电式直流发电机一样)，在通过齐纳二极管稳压电路后，这些纹波电压是否会出现在负载上?
后续问题#2:你会把这个电路中的齐纳二极管归类为系列电压调节器移走电压调节器？解释你的答案。
挑战问题:齐纳二极管在什么情况下无法调节负载电压?是否存在某些二极管停止调节电压的临界负载条件?
请您的学生描述他们认为该电路的节能效果。他们是否怀疑它更适合低电流应用或高电流应用？
根据该电路中负载电阻的给定值，计算通过齐纳二极管的电流：
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你看到负载电流和齐纳二极管电流之间的关系了吗?如果是这样，请解释这种关系是什么。
随着负载电流的增加(负载电阻减小)，齐纳二极管电流减小:
后续问题：负载电阻值将导致什么零通过齐纳二极管的电流（同时仍保持5.1伏的输出电压）？
这个电流计算的练习是为了让学生了解负载电流和齐纳电流的反比关系:齐纳二极管通过充当一个比例不同的寄生负载来调节电压。简单地说，二极管负载电路尽可能多的需要维持一个稳定的电压在负载端子。
应注意，此处显示的计算答案将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
接下来的问题非常重要。所有齐纳二极管稳压电路都必须保持最小负载电阻值，以免输出电压降至调节点以下。与您的学生讨论齐纳二极管的“负载”行为如何解释需要一个特定的最小负载电阻值。
根据该电路中负载电阻的给定值，计算通过齐纳二极管的电流：
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后续问题：负载电阻值将导致什么零通过齐纳二极管的电流(同时仍然保持7.9伏的输出电压)?
这个电流计算的练习是为了让学生了解负载电流和齐纳电流的反比关系:齐纳二极管通过充当一个比例不同的寄生负载来调节电压。简单地说，二极管负载电路尽可能多的需要维持一个稳定的电压在负载端子。
应注意，此处显示的计算答案将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
接下来的问题非常重要。所有齐纳二极管稳压电路都必须保持最小负载电阻值，以免输出电压降至调节点以下。与您的学生讨论齐纳二极管的“负载”行为如何解释需要一个特定的最小负载电阻值。
根据该电路中负载电阻的给定值，计算通过齐纳二极管的电流：
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后续问题：负载电阻值将导致什么零通过齐纳二极管的电流（同时仍保持5.1伏的输出电压）？
这个电流计算的练习是为了让学生了解负载电流和齐纳电流的反比关系:齐纳二极管通过充当一个比例不同的寄生负载来调节电压。简单地说，二极管负载电路尽可能多的需要维持一个稳定的电压在负载端子。
应注意，此处显示的计算答案将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
接下来的问题非常重要。所有齐纳二极管稳压电路都必须保持最小负载电阻值，以免输出电压降至调节点以下。与您的学生讨论齐纳二极管的“负载”行为如何解释需要一个特定的最小负载电阻值。
根据以下电机电流值计算5伏齐纳二极管消耗的功率（假设蓄电池电压在12伏时保持恒定）：
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后续问题:在整个负载电流范围内(从20毫安到150毫安)负载电压是否保持在5伏特恒定?
接下来的问题在这里是相当重要的，因为学生需要意识到齐纳电压稳压器的局限性。最重要的是，他们能准确计算齐纳电压调节器的电流极限吗?
应注意，此处显示的计算答案将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
根据该电路中输入（源）电压的给定值，计算通过齐纳二极管的电流：
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你们看到源电压和齐纳二极管电流之间有什么关系吗？若有，请解释那个种关系是什么。
当源电压降低时，齐纳二极管电流也降低:
后续问题：电源电压输入值将导致什么零通过齐纳二极管的电流（同时仍保持5.1伏的输出电压）？
这个电流计算的练习是为了让学生认识到输入电压和齐纳电流的反比关系:齐纳二极管作为一个不同比例的寄生负载来调节电压。简单地说，二极管负载电路尽可能多的需要维持一个稳定的电压在负载端子。
应注意，此处显示的计算答案将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
接下来的问题非常重要。所有齐纳二极管稳压电路都必须保持最小输入电压值，以免输出电压降至调节点以下。与您的学生讨论齐纳二极管的“负载”行为如何解释对某个最小源电压的需要。
定性地确定如果负载电流突然下降，该电压调节器电路中的串联电阻器电流和齐纳二极管电流将发生什么变化减少. 假设齐纳二极管的行为是理想的；i、 e.其压降在整个工作范围内保持绝对恒定。
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我R系列= (增加、减少还是不变？)
我齐纳= (增加、减少还是不变？)
如果负载电流减小，I齐纳会增加我R系列将保持不变。
挑战性问题：你认为一个公司会发生什么真正的齐纳二极管，其压降随电流的变化而略有变化？
对齐纳二极管调节器电路的概念性理解很重要，甚至可能比定量理解更重要。您的学生需要了解当另一个参数改变时，电路中的不同变量会发生什么变化，以便了解这些电路将如何对变化的负载o作出动态反应r源条件。
定性地确定如果电源电压突然升高，该电压调节器电路中的负载电流和齐纳二极管电流将发生什么变化增加. 假设齐纳二极管的行为是理想的；i、 e.其压降在整个工作范围内保持绝对恒定。
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我负载= (增加、减少还是不变？)
我齐纳= (增加、减少还是不变？)
如果源电压增加，I齐纳会增加我负载将保持不变。
挑战性问题：你认为一个公司会发生什么真正的齐纳二极管，其压降随电流的变化而略有变化？
对齐纳二极管调节器电路的概念性理解很重要，甚至可能比定量理解更重要。您的学生需要了解当另一个参数改变时，电路中的不同变量会发生什么变化，以便了解这些电路将如何对变化的负载o作出动态反应r源条件。
齐纳二极管对于构建稳压电路是简单而有用的器件，但有时你可能不得不在没有合适的齐纳二极管的情况下即兴发挥。解释如何在下列电路中使用普通二极管作为齐纳二极管的原始替代品:
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实际上，我以前在自制电路中也做过。电压调节不是很好（特别是温度依赖性），但总比不调节好！
假设您需要构建一个简单的电压调节器电路，其调节点为4.5伏，但没有齐纳二极管可供使用。您能想出一种方法来替代普通二极管吗？
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（所需串联二极管的数量取决于负载条件下每个二极管的实际正向压降。）
一些学生可能会建议反向使用普通二极管，利用所有PN结常见的反向击穿现象。无论是否提出此建议，请询问学生在这种情况下为什么这不是一个实际的解决方案。
在什么负载电阻值下，此电压调节器电路将开始失去其调节电压的能力？此外，确定负载电阻值大于或小于此阈值时，电压调节是否丢失。
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对于任何负载电阻值都没有负载电压调节少超过15KΩ.
后续问题：计算该电路中所有部件消耗的功率，如果R负载=30KΩ.
挑战问题：写一个方程，求解维持电压调节所需的最小负载电阻。
对于那些在“大于”/“小于”问题上苦苦挣扎的学生，建议他们设想负载电阻假设极值：先是0欧姆，然后是无限欧姆。在他们这样做之后，请他们确定在这些极端条件下，负载电压调节仍然保持在哪种状态。
对许多应用程序来说，使用极端组件值进行“思维实验”是一种非常有效的解决问题的技巧，也是您应该经常向学生强调的技巧。
应注意，此处显示的计算结果将不精确地匹配一个真正的齐纳二极管电路，因为事实上齐纳二极管倾向于逐渐减少电流，当施加的电压接近齐纳额定电压，而不是像一个简单的模型所预测的电流急剧下降到零。
在齐纳二极管出现之前，气体放电的管和灯泡通常用作电压调节装置。
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解释这种装置是如何调节电压的，并评论这种装置在现代电路设计中是否仍然实用。
气体放电器件，如齐纳二极管，利用其电流/电压转移功能的急剧垂直部分，在广泛的电流范围内调节电压:
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开始分析气体放电灯的传递函数可能会令人困惑，但一旦学生回忆起气体电离随电压升高的原理，就有意义了。请他们解释在电压调节的背景下，每个图形垂直部分的意义。
精密参考电压调节器通常由两个齐纳二极管串联而成，如下所示：
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解释了为什么两个齐纳二极管提供比单一齐纳二极管更大的稳定性，并绘制电路显示电压源，因此该组件作为一个完整的电压参考。
两个齐纳二极管提供比单个齐纳二极管更好的稳定性，因为二极管在各自模式下的热系数是互补的。当然，这假设反向偏置二极管使用雪崩效应调节电压。
正常工作的电压调节器电路可能如下所示：
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一些学生可能会对“互补”这个词感到困惑，因为它在答案中被使用。请所有的学生在两个温度系数和增加的稳定性的背景下，解释这个词的意思。
可以购买oven-stabilized齐纳集成电路。解释这些是什么，它们有什么用处。
烘箱稳定齐纳用于精确的电压基准。我会让你研究它们是如何构造的，以及它们是如何运作的。
让您的学生向您展示这些设备之一的数据表！
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的参数是什么齐纳阻抗为齐纳二极管定义？理想的齐纳二极管的齐纳阻抗是等于零还是无穷大？为什么？
$ $ Z_{齐纳}= \压裂{\三角洲E_{二极管}}{\三角洲我_{二极管 }} \ \ \ \ \ \ \ \ \ 或 \ \ \ \ \ \ \ \ \ Z_{齐纳}= \压裂{dE_{二极管}}{dI _{二极管}}$ $
(“d”是一个微积分符号，表示无穷小的变化。)
理想情况下，齐纳二极管的齐纳阻抗为零欧姆。
让学生将二极管的齐纳阻抗与其特性曲线的斜率联系起来。
找到一个或两个真正的齐纳二极管，把它们带到课堂上讨论。在讨论之前，尽可能多地确定有关二极管的信息：
如果可能的话，找到您的组件的制造商数据表(或至少一个类似组件的数据表)，与您的同学讨论。准备好证明使用万用表测量课堂上二极管的正向压降！
这个问题的目的是让学生与主题进行动觉上的互动。让学生参加“展示和讲述”练习似乎很愚蠢，但我发现这样的活动对一些学生有很大帮助。对于那些具有动觉性的学习者来说，实际操作是很有帮助的触摸当他们学习它们的功能时。当然，这个问题也为他们提供了一个很好的机会来练习解释组件标记、使用万用表、访问数据表等。raybet开户
