電路基礎(chǔ)范文
時間:2023-04-08 10:05:17
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篇1
關(guān)鍵詞:三相電路 改革
1、三相電路的構(gòu)成
三相電路是通過三根導(dǎo)線,每根導(dǎo)線作為其他兩根的回路,其三個分量的相位差依次為一個周期的三分之一或120°位相角的電流。three-phase A.C.circuit 由三相交流電源供電的電路,簡稱三相電路。三相交流電源指能夠提供3個頻率相同而相位不同的電壓或電流的電源,最常用的是三相交流發(fā)電機(jī)。三相發(fā)電機(jī)的各相電壓的相位互差120°。它們之間各相電壓超前或滯后的次序稱為相序。三相電動機(jī)在正序電壓供電時正轉(zhuǎn),改為負(fù)序電壓供電時則反轉(zhuǎn)。因此,使用三相電源時必須注意其相序。一些需要正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備可通過改變供電相序來控制三相電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。三相電路是一種特殊的交流電路,由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路組成。 目前世界上電力系統(tǒng)電能生產(chǎn)供電方式大都采用三相制。
三相電路有星形和三角形兩種接法。它們之間各相電壓超前或滯后的次序稱為相序。三相電動機(jī)在正序電壓供電時正轉(zhuǎn),改為負(fù)序電壓供電時則反轉(zhuǎn)。因此,使用三相電源時必須注意其相序。一些需要正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備可通過改變供電相序來控制三相電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
三相電源連接方式常用的有星形連接(即Y形)和三角形連接(即形)。從電源的3個始端引出的三條線稱為端線(俗稱火線)。任意兩根端線之間的電壓稱為線電壓。星形連接時線電壓為相電壓的1.732倍;3個線電壓間的相位差仍為120°,它們比3個相電壓各超前30°。星形連接有一個公共點(diǎn),稱為中性點(diǎn)。三角形連接時線電壓與相電壓相等,且3個電源形成一個回路,只有三相電源對稱且連接正確時,電源內(nèi)部才沒有環(huán)流。三相電路分為對稱電路和不對稱電路兩種。對稱電路就是電路中的三相電源為頻率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦電壓源,且三相上負(fù)載的阻抗完全相同,各相電流彼此獨(dú)立,各相線路參數(shù)完全一致的電路。不對稱三相電路就是電路中有三相不對稱電源或三相不對稱負(fù)載。三相電路中不對稱問題是大量存在的。首先,三相電路中有許多小功率單相負(fù)載,很難把它們湊成完全對稱的三相電路;其次,對稱三相電路發(fā)生斷線、短路等故障時,則稱為不對稱三相電路;第三,有的電氣設(shè)備或儀器正是利用不對稱三相電路的某些特性而工作的。
三相負(fù)載按三相阻抗是否相等分為對稱三相負(fù)載和不對稱三相負(fù)載。一些由單相電工設(shè)備接成的三相負(fù)載(如生活用電及照明用電負(fù)載),通常是取一條端線和由中性點(diǎn)引出的中線(俗稱地線)供給一相用戶,取另一端線和中線給另一相用戶。這類接法三條端線上負(fù)載不可能完全相等,屬不對稱三相負(fù)載。三相負(fù)載的連接方式也有星形與三角形之分。
2、使用三相電路的原因
通過了解三相電路的構(gòu)造,下面來說說采用三相電路的主要原因有:
三相發(fā)電機(jī)和輸電線比單相同容量的發(fā)電機(jī)和輸電線省材料;三相發(fā)電機(jī)比單相發(fā)電機(jī)輸出功率高;性能好:三相電路的瞬時功率是一個常數(shù),對三相電動機(jī)來說,意味著產(chǎn)生機(jī)接轉(zhuǎn)矩均勻,電機(jī)振動??;經(jīng)濟(jì):在相同條件下(輸電距離,功率,電壓和損失)三相供電比單相供電省銅;三相制設(shè)備(三相異步電動機(jī),三相變壓器)簡單,易于制造,工作經(jīng)濟(jì)、可靠,是生產(chǎn)機(jī)械的主要動力。
3、一種數(shù)字式三相電源保護(hù)器
由于供電狀態(tài)和電壓質(zhì)量的多變性,使得用電設(shè)備往往不能一直在額定工作環(huán)境中工作,常出現(xiàn)錯相、斷相或不平衡、過壓、欠壓等故障,給人民生活、工廠生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)造成了極大的損失。因此,我們需要一種超前、準(zhǔn)確、及時地判斷電源狀態(tài)的機(jī)器,并采取相應(yīng)保護(hù)措施顯得極為重要,三相電源保護(hù)器通過單片機(jī)采樣三相電壓,通過濾波,數(shù)據(jù)計算迅速作出判斷能夠很好地解決上述各類問題。對用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù),必須快速、準(zhǔn)確完成對
這些保護(hù)所需輸入量的采集,以及根據(jù)各保護(hù)的特點(diǎn)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而達(dá)到有效保護(hù)的目的,否則保護(hù)的誤動作或不及時也將影響到生產(chǎn)。三相異步電動機(jī)缺相運(yùn)行時,電動機(jī)有不正常的振動和響聲,若不及時切斷電源,電動機(jī)的溫升將過高或冒煙或有臭味,最終燒毀,因此電動機(jī)缺相保護(hù)十分重要。現(xiàn)有有一種數(shù)字式電源保護(hù)器能夠?qū)崿F(xiàn)多功能、智能化、全方位保護(hù),同時具有故障識別和故障記錄功能,給分析故障、排除故障帶來極大方便。
4、三相功率的測量
篇2
關(guān)鍵詞:計算機(jī)電路基礎(chǔ);課程建設(shè);教學(xué)方法;專業(yè)基礎(chǔ)課;高職
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2012)11-2544-02
Exploration on Course Construction of Computer Circuit Foundation
JIANG Xiao-yan
(Nanjing Technical College of Spacial Education, Nanjing 210038, China)
Abstract: "Computer Circuit Foundation" as an important professional basic course of computer specialty, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire students’thinking, improve the ability of innovation will play an important role. Taking computer specialty of Nanjing Technical College of Special Education as example, this paper analyze problems in "Computer Circuit Foundation" course teaching. Also, it elaborates the course construction thinking" Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking." Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking. from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and so on.
Key words: computer circuit foundation; course construction; teaching method; specialized basic course; vocational collegeVocational school
“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程是高職院校計算機(jī)類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,是學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。通過該門課程的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地分析問題、解決問題的能力以及理工科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)??梢姡撻T課程的教學(xué)意義重大,作用明顯。因此,如何提高此門課程的教學(xué)質(zhì)量,合理地進(jìn)行課程建設(shè)是一個十分有意義的課題。
1課程教學(xué)中存在的問題
作者對南京特殊教育職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這兩個專業(yè)進(jìn)行了教學(xué)研究,從近幾年學(xué)生“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程考核結(jié)果來看,成績很不理想,不及格率不僅要比其他專業(yè)基礎(chǔ)課程高,而且學(xué)生的平均分也不高。分析其原因主要有以下幾個方面:
1.1學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識不夠、自信心不足
學(xué)生普遍反映“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容很抽象、難學(xué),缺乏一定的學(xué)習(xí)興趣,甚至有一些在中學(xué)畏懼物理課的學(xué)生一看到課程名就產(chǎn)生了恐懼感,更不用說興趣了,也有一些學(xué)生不清楚其重要的專業(yè)基礎(chǔ)地位,沒有意識到學(xué)習(xí)該門課程的重要性,學(xué)習(xí)該門課程時缺乏主動性。以上這些原因增加了教師的教學(xué)難度。
1.2課時少與教學(xué)內(nèi)容多的一對矛盾
“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程具有很強(qiáng)的理論性和工程實(shí)踐性,其內(nèi)容包含了模擬電子、數(shù)字電子、電路原理等方面的知識。在電類專業(yè)學(xué)科里,這三部分知識一般是分為三門課程專門學(xué)習(xí)的,然而限于培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)課時等客觀因素,我院計算機(jī)類專業(yè)將這三部分知識提煉融合為一門課程學(xué)習(xí),課時僅有72學(xué)時,其中理論學(xué)時54,實(shí)驗(yàn)學(xué)時18。因此,要想讓學(xué)生在有限的課時里掌握三部分知識,確實(shí)對教師和學(xué)生均提出了很高的要求。
1.3主講教師針對高職學(xué)生特征不夠,教學(xué)目標(biāo)不夠明晰
總體來說,高職學(xué)生的形象思維一般強(qiáng)于邏輯思維,動手能力強(qiáng)于思辨能力,教師很難將較深的內(nèi)容傳授給學(xué)生。因此,如果教師在教學(xué)過程中忽略了學(xué)生的這些特征,按照本科院校學(xué)生教學(xué)的話,則容易影響教學(xué)效果,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)信心不足,教學(xué)目標(biāo)也未能突出應(yīng)有的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。所以,我們需要在對高職院校學(xué)生特征了解的基礎(chǔ)上,明晰教學(xué)目標(biāo),合理地進(jìn)行課程建設(shè)。
2課程建設(shè)思路
2.1課程建設(shè)目標(biāo)要適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)
課程建設(shè)首先要明確其建設(shè)的目標(biāo)。根據(jù)高職教育規(guī)律,突出實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)以及計算機(jī)類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、崗位需求、后續(xù)課程等,“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程定位為專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。因此,“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的一切建設(shè)與改革要按照計算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),在保證學(xué)生掌握基本理論知識的前提下,以學(xué)生理解與應(yīng)用知識為目標(biāo),理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用電路知識的能力。
2.2課程內(nèi)容安排要符合高職教育特點(diǎn)
根據(jù)高職學(xué)生的一般特征,學(xué)生的基礎(chǔ)知識、就業(yè)崗位、和學(xué)習(xí)時間,以及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容要以應(yīng)用為目的、以夠用為尺度。適當(dāng)刪除內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部工作原理等理論性過強(qiáng)的內(nèi)容以及一些陳舊的內(nèi)容,減少模擬電路內(nèi)容,增加數(shù)字集成電路和實(shí)用電路分析,增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容等,這樣既使教學(xué)內(nèi)容反映了學(xué)科的系統(tǒng)性,又適應(yīng)了高職高專的教育特點(diǎn),既提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,又拓寬了知識面。
2.3注重教材建設(shè)
教材建設(shè)是課程建設(shè)的重要組成部分,在教材建設(shè)工作中,要合理選用符合高職高專教學(xué)內(nèi)容的教材,對于重點(diǎn)及難點(diǎn)的內(nèi)容要多補(bǔ)充給學(xué)生輔導(dǎo)材料。此外,由于各高職院校計算機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的不同,計算機(jī)電路基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容也有所差異,教師可以將教材編寫納入課程建設(shè),編寫適合所在院校專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的教材。
2.4教學(xué)方法與手段靈活多樣
“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”的教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié),針對高職教育的特點(diǎn),使學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的培養(yǎng),突出動手能力,將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化組合的同時,也要采取一定的教學(xué)方法與手段以提高教學(xué)效果。
2.4.1運(yùn)用多媒體輔助課堂教學(xué)
主講教師充分發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道作用,充分運(yùn)用多媒體輔助教學(xué)手段進(jìn)行課程教學(xué)。制作多媒體課件,運(yùn)用EWB、multisim電路仿真軟件仿真,使得課堂教學(xué)變得豐富多彩,有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使難懂、理論性很強(qiáng)的課程變?yōu)樯鷦有蜗蟮膶?shí)踐性為主的課程,同時還大大提高了教學(xué)效率。
2.4.2采用多種教學(xué)形式
在課堂教學(xué)中,可以采用多種教學(xué)形式,提高課堂學(xué)習(xí)氛圍。如對于一些以記憶和應(yīng)用為主的知識單元,采用以學(xué)生自學(xué)、練習(xí)為主,教師精講相結(jié)合的教學(xué)方法。比如,對于“邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡”這部分內(nèi)容,學(xué)生完全可以通過自學(xué)掌握內(nèi)容,老師僅需稍加指點(diǎn)和講解即可。這樣,就使得這門課程課時少、內(nèi)容多的矛盾得到一定程度的緩解,同時也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力和積極性。在課堂上適當(dāng)增設(shè)討論課、習(xí)題課,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性,對熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行深入的討論,讓學(xué)生將學(xué)習(xí)中遇到的問題及時提出來,不讓問題積累。通過習(xí)題課加強(qiáng)對所學(xué)理論知識的理解。
2.4.3構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺
充分利用網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺,建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。教師制作多媒體教學(xué)資料,包括教學(xué)大綱、電子教案、電子習(xí)題集、電子計算機(jī)行業(yè)的新技術(shù)的介紹等,進(jìn)一步向?qū)W生提供更加豐富實(shí)用的課后輔導(dǎo)、習(xí)題庫等內(nèi)容,為學(xué)生自學(xué)提供完全的解決方案。
2.5加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)踐性教學(xué)是“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容的重要部分,是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的課堂。教師在實(shí)踐教學(xué)中要注重突出創(chuàng)新、技能培養(yǎng),把理論知識融入到實(shí)踐教學(xué)中,使得實(shí)驗(yàn)已不再僅僅是驗(yàn)證性的一種形式,而是學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),自主學(xué)習(xí)理解其理論。此外,在實(shí)踐中把技能培養(yǎng)作為核心,從萬用表的使用開始,到復(fù)雜的電路設(shè)計,使學(xué)生的技能逐漸提高。
2.6加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)
在課程建設(shè)中,建設(shè)高素質(zhì)的教師隊伍是關(guān)鍵,一支高素質(zhì)的教師隊伍直接影響著課程建設(shè)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。只有教師具有先進(jìn)的教學(xué)理念、合理的知識結(jié)構(gòu)、較好的能力素養(yǎng),才能促進(jìn)課程建設(shè)。同樣,“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程建設(shè)必須重視教師隊伍建設(shè),要引導(dǎo)和鼓勵教師積極參加教學(xué)研究、科學(xué)研究,特別要注重教師的工程實(shí)踐鍛煉,進(jìn)一步提高教學(xué)水平和科研能力。同時也要加強(qiáng)與其他高??蒲泻献鹘涣?,學(xué)習(xí)吸取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步提高課程建設(shè)的水平。
3結(jié)束語
“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程建設(shè)促進(jìn)了計算機(jī)類各專業(yè)建設(shè),其內(nèi)容除了文章提到的幾個方面外,還包含很多方面,它是一個長期、不斷探索的過程,需要我們不斷探索。(下轉(zhuǎn)第2548頁)
參考文獻(xiàn):
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篇3
關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計;方法和手段;教學(xué)實(shí)踐
電路基礎(chǔ)是電類專業(yè)基礎(chǔ)課程,是學(xué)習(xí)電類專業(yè)知識和專業(yè)技能的地基。根據(jù)高職高專人才培養(yǎng)方案的要求,課程應(yīng)定位于理論夠用,實(shí)踐為主,為培養(yǎng)職業(yè)能力服務(wù)。而電路基礎(chǔ)的歷史沿革卻是理論計算較多,實(shí)踐環(huán)節(jié)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生掌握聽力,所學(xué)和應(yīng)用脫節(jié)。電路基礎(chǔ)課程應(yīng)該如何改革,才能滿足夯實(shí)基礎(chǔ),提升技能的需要,是從事本課程教學(xué)的教師所關(guān)注、重視,并認(rèn)真探討和實(shí)踐的問題。根據(jù)我在教學(xué)中的實(shí)踐,總結(jié)了以下幾方面的體會。
1、研究專業(yè)崗位群,根據(jù)職業(yè)需求進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計和單元教學(xué)設(shè)計。
電類各專業(yè)都開設(shè)電路基礎(chǔ)課程,但各專業(yè)對應(yīng)的崗位群不同,所需技能不同,教學(xué)內(nèi)容就要各有側(cè)重,根據(jù)崗位要求完成整體教學(xué)設(shè)計和單元教學(xué)設(shè)計。整體教學(xué)設(shè)計要確定本課程要為什么崗位培養(yǎng)哪些技能,以什么教學(xué)情境來完成知識目標(biāo)的傳授和技能目標(biāo)的訓(xùn)練,各學(xué)習(xí)情境之間如何進(jìn)行銜接。學(xué)習(xí)情境以實(shí)踐為主,理論知識作支撐,使學(xué)生融會貫通。再按整體設(shè)計來進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計,教學(xué)目標(biāo)不能籠統(tǒng),一定要量化,考核時有依據(jù),教學(xué)時有的放矢。單元設(shè)計要把教學(xué)過程體現(xiàn)出來,各個教學(xué)環(huán)節(jié)采用什么教學(xué)方法、通過什么教學(xué)手段來完成都要詳細(xì)策劃。
教師作為課堂教學(xué)的組織者,必須考慮如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量,得到最好的教學(xué)效果。首先要做的就是教學(xué)設(shè)計。我認(rèn)為應(yīng)該注意以下幾個方面。
一是保證基礎(chǔ)。雖然電路基礎(chǔ)理論已發(fā)展到相應(yīng)的高度,內(nèi)容也很豐富,但作為電類基礎(chǔ)課程,我認(rèn)為仍應(yīng)確?;靖拍睢⒒纠碚摵突痉治龇椒ǖ膶W(xué)習(xí),以基礎(chǔ)知識為重點(diǎn),以通俗簡明的方法,指導(dǎo)學(xué)生順利入門,才有可能進(jìn)一步深造?!耙讋t易知,簡則易從”。
二是加強(qiáng)職業(yè)素養(yǎng)教育,培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度和創(chuàng)新意識。在實(shí)踐技能的訓(xùn)練中把企業(yè)文化、職業(yè)素養(yǎng)整合進(jìn)教學(xué)設(shè)計,適當(dāng)擴(kuò)展相關(guān)知識和最新科學(xué)動態(tài),作為“擴(kuò)展和思考”的內(nèi)容,以開闊袖野,打開思路。這些內(nèi)容不屬于基本要求,但對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維能力的培養(yǎng)是有益的。
三是注重應(yīng)用。電路理論源于實(shí)踐。我在講述基本理論的同時,注重理論聯(lián)系實(shí)際,在案例和習(xí)題的設(shè)計中,安排大量工程實(shí)用的電路問題,學(xué)生將理論和實(shí)際聯(lián)系起來學(xué)習(xí),興趣濃厚,掌握起來容易且扎實(shí)。
2、靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法,采用多種教學(xué)模式相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生愛學(xué)、會學(xué)、學(xué)會。
在教學(xué)中,逐步建設(shè)課程的教學(xué)資源庫,如多媒體課件、制作案例、工程實(shí)踐、學(xué)習(xí)指南、校企合作開發(fā)教材、網(wǎng)絡(luò)課程等,豐富教學(xué)手段,方便學(xué)生自學(xué),有助于課程改革的長期發(fā)展。教師運(yùn)用比較、類推、啟發(fā)、實(shí)例等方法講清講透基本概念、基本技能以及它們的作用、聯(lián)系、學(xué)習(xí)方法、記憶和運(yùn)用的規(guī)律;同時進(jìn)行有指導(dǎo)的學(xué)生自學(xué)、課堂指導(dǎo)、常見錯誤辯析等;運(yùn)用計算機(jī)分析軟件同步觀測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加深理解。加強(qiáng)考核和互評,檢查了解學(xué)生掌握情況,糾正誤區(qū),引導(dǎo)學(xué)生主動思考,學(xué)會總結(jié)規(guī)律,教師針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,隨時調(diào)整教學(xué)方法,這樣的師生互動,能夠使學(xué)生成為教學(xué)活動中的主體,從而自主學(xué)習(xí)。
3、提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和水平。
電路實(shí)驗(yàn)是電路基礎(chǔ)課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力,獨(dú)立分析解決問題的能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度的重要教學(xué)手段。
為了使實(shí)驗(yàn)取得良好的效果。一定要做好實(shí)驗(yàn)的三步驟:
一實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。包括實(shí)驗(yàn)原理的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的估算等;
二實(shí)驗(yàn)操作。其間教師要嚴(yán)把幾個原則:學(xué)生有積極、主動的學(xué)習(xí)態(tài)度;操作時科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、安全;學(xué)生實(shí)踐操作中的誤區(qū)糾正和指導(dǎo)。
三實(shí)驗(yàn)總結(jié)。包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計的合理性、可實(shí)施性總結(jié);實(shí)驗(yàn)結(jié)果成功或者失敗的原因;動手實(shí)踐后的心得體會。
綜上所述,電路基礎(chǔ)課程的教育、教學(xué)質(zhì)量的提高,必須通過教師的不斷探索和鉆研,結(jié)合多種教育、教學(xué)手段和方法,才能達(dá)到教學(xué)目的。培養(yǎng)出適應(yīng)時展需要的高技能人才。(作者單位:吉林省四平職業(yè)大學(xué))
參考文獻(xiàn):
篇4
關(guān)鍵詞:模擬電路基礎(chǔ) 電子設(shè)計 教學(xué)改革
模擬電路是我校電氣信息類專業(yè)的專業(yè)主干基礎(chǔ)課,是整個信息技術(shù)的基礎(chǔ),對實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)有著十分關(guān)鍵的作用。正如教學(xué)基本要求中所指出的:“本課程在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)著重基本知識、基本理論和基本方法,在培養(yǎng)實(shí)踐能力方面應(yīng)著重設(shè)計構(gòu)思和設(shè)計技能的基本訓(xùn)練?!?/p>
通過該課程的教學(xué),學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地掌握模擬電路的基本知識、基礎(chǔ)理論和基本方法,能夠以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)對一般性的、常用的電子電路進(jìn)行分析和計算,具有較強(qiáng)的讀圖能力和簡單電子電路的設(shè)計能力。學(xué)習(xí)和應(yīng)用EDA工具進(jìn)行電子電路的分析、設(shè)計和仿真,能夠?yàn)閷W(xué)生以后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)某些領(lǐng)域中的內(nèi)容,以及在上述專業(yè)中的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
一、教改內(nèi)容設(shè)計
(一)改革傳統(tǒng)的教學(xué)形式
為了加強(qiáng)對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),也為了適應(yīng)課程學(xué)時壓縮的現(xiàn)狀,應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的“講全、講細(xì)、講透”的教學(xué)觀念,側(cè)重于對重點(diǎn)問題與難點(diǎn)問題的充分講解,重視對分析與解決問題方法的講授。選擇一部分學(xué)生通過自學(xué)就能夠理解與掌握的次要教學(xué)內(nèi)容,通過采用引導(dǎo)性學(xué)習(xí)結(jié)合答疑的方式達(dá)到教學(xué)目的。
課堂教學(xué)是傳授知識的主要陣地和渠道。模擬電路基礎(chǔ)是一門工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,因此,模擬電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個十分重要的環(huán)節(jié)。同時傳統(tǒng)的教學(xué)形式相對單一,課程中有許多內(nèi)容過程復(fù)雜、抽象,難以口頭表述,學(xué)生理解費(fèi)力,傳統(tǒng)教學(xué)方法難以奏效。
(二)課程的教改理念
當(dāng)前,知識要更新,學(xué)時要縮短,教學(xué)手段必須先進(jìn)。針對傳統(tǒng)教學(xué)的不足,我們對該課程的建設(shè)開展了長時間、廣泛深入的研究,在加強(qiáng)立體化教材建設(shè)的思想與理念的指導(dǎo)下,科學(xué)地構(gòu)建課程內(nèi)容與體系,恰當(dāng)?shù)夭捎眯滦徒虒W(xué)手段與方法。課程的重點(diǎn)講課內(nèi)容在基本電路的原理分析的基礎(chǔ)上,更多地注重基本電路的組成原則、電路結(jié)構(gòu)的構(gòu)思方法以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路等方面;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為三個層次的實(shí)驗(yàn)課,分為驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。這些都更有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用、系統(tǒng)集成和創(chuàng)新的能力。
二、教改實(shí)踐
模擬電子電路實(shí)驗(yàn)課通過試驗(yàn)手段,使學(xué)生獲得模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本知識和基本技能,并運(yùn)用所學(xué)理論來分析和解決實(shí)際問題,提高分析解決實(shí)際問題的能力和實(shí)際工作能力。培養(yǎng)學(xué)生正確使用常用電子儀器是模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求,因此在內(nèi)容安排上,除安排基礎(chǔ)性單元電路試驗(yàn)外,還要把常用電子儀器的使用貫穿于每個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中。在實(shí)驗(yàn)所使用的元器件的選用方面,要適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求,應(yīng)以分立元件的實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo),突出集成電路的實(shí)驗(yàn)。在具體實(shí)施時,重點(diǎn)放在使用方法和功能上,對內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理不去詳細(xì)分析。
根據(jù)不同專業(yè)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同,筆者針對不同專業(yè),設(shè)定了兩套實(shí)驗(yàn)方案,以適應(yīng)不同的需要:
(一)模擬電子電路課件
模擬電子電路實(shí)驗(yàn)分三個層次進(jìn)行:
(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。它主要是以電子元器件特性參數(shù)和基本單元電路為主。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)電路、儀器設(shè)備和較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,通過試驗(yàn)來驗(yàn)證模擬電子技術(shù)的有關(guān)理論,從而進(jìn)一步鞏固學(xué)生的基本知識和基本理論。
(2)提高性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)自行選擇測試儀器,擬定實(shí)驗(yàn)步驟,完成規(guī)定的電路性能指標(biāo)測試任務(wù),從而進(jìn)一步掌握電路的工作原理。
(3)綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、內(nèi)容和要求,自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)電路,選擇合適的電子元器件來組裝實(shí)驗(yàn)電路,擬定出調(diào)整測試方案,最后達(dá)到設(shè)計要求。通過這個過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。
1.解決傳統(tǒng)教學(xué)中的講授難點(diǎn)
例如,在講述一個基本放大的電路中的瞬時電流與電壓隨著輸入信號變化而變化的情況時既費(fèi)時又費(fèi)力。采用多媒體技術(shù),通過動畫就能動態(tài)地演示這些瞬時信號變化的情況,使學(xué)生對這部分的內(nèi)容形成一個完整、清晰的概念。
科學(xué)有效地使用多媒體進(jìn)行教學(xué)還成為解決教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時之間矛盾的有效途徑。多媒體技術(shù)能夠靈活、動態(tài)地進(jìn)行圖形、圖像的演示,使教學(xué)內(nèi)容化難為易、化繁為簡。大量的圖形、圖像、文字等預(yù)先存儲在計算機(jī)內(nèi),使得多媒體教學(xué)能夠很大程度上節(jié)約教師在課堂上的簡單勞動時間,從而使教師能夠?qū)⒏嗟木εc時間集中在重點(diǎn)與難點(diǎn)問題的講解上。
課件發(fā)揮了多媒體的綜合優(yōu)勢,重點(diǎn)解決傳統(tǒng)教學(xué)中的講授難點(diǎn),將一些黑板教學(xué)不易描述講清、學(xué)生難以理解、實(shí)驗(yàn)中又看不到的現(xiàn)象直觀而形象地展示出來。用了該課件,教師講解省力,學(xué)生感到形象生動、理解輕松,使學(xué)習(xí)由難為易。
2.變枯燥的結(jié)構(gòu)內(nèi)容為形象的內(nèi)容
加強(qiáng)設(shè)疑、激疑、適時釋疑,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是求知的源泉和動力,濃厚的學(xué)習(xí)興趣可以使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。教師應(yīng)抓住學(xué)生對新鮮事物有強(qiáng)烈的好奇心、求知欲等心理特征,加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。“學(xué)起于思,思源于疑”,教學(xué)過程實(shí)際上也是設(shè)疑、激疑、適時釋疑的過程。陶行知先生說:“發(fā)明千千萬,起點(diǎn)在一問?!苯虒W(xué)過程中,要善于精心設(shè)疑,創(chuàng)造問題情景,激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲;適時靈活釋疑,增強(qiáng)創(chuàng)新意識。設(shè)疑、激疑,并在適當(dāng)?shù)臅r候結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行解答的教學(xué)方法,一方面,表面上看不符合常理的答案會引起學(xué)生的好奇心和探索欲;另一方面,也給學(xué)生留下了足夠多的時間去探究原因,這對愛動腦筋鉆研的學(xué)生來講是一次很好的鍛煉機(jī)會;再一方面,將工程中的實(shí)際問題與原理性計算準(zhǔn)則聯(lián)系起來,增強(qiáng)了理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系,加強(qiáng)了課程之間的聯(lián)系,形成了前后呼應(yīng)統(tǒng)一的效果。實(shí)踐證明,《模擬電子電路》課程教學(xué)方法的改革,緩解了課程內(nèi)容多課時少的矛盾,可以在較短的課堂教學(xué)時間內(nèi)向?qū)W生傳授更多、更新的模擬電子電路知識,使學(xué)生盡快地適應(yīng)專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)興趣,鞏固所學(xué)知識,更好地培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力及工程意識和創(chuàng)新設(shè)計能力,從而取得更好的教學(xué)效果。
(二)電子設(shè)計EDA課件
電子設(shè)計是模擬電子電路基礎(chǔ)課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。在設(shè)計中將所學(xué)內(nèi)容綜合用于設(shè)計實(shí)踐中,對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力起重要作用。
1.具有新穎的教學(xué)創(chuàng)意
電子設(shè)計EDA課件從整體設(shè)計到各模塊的構(gòu)思都使人耳目一新,每個模塊下都有二級子菜單可供選擇。如在“多級低頻阻容耦合放大器”結(jié)構(gòu)中點(diǎn)擊一圖片,可觀看“多級低頻阻容耦合放大器”教學(xué)片;又如,針對學(xué)生第一次面對“自動水龍頭”這類較為復(fù)雜的電路圖感到無從下手的畏難情緒,我們按照電路設(shè)計原則,制作了設(shè)計順序動畫,引導(dǎo)學(xué)生一步一步地完成電路草圖的繪制,學(xué)生既節(jié)省了時間,又掌握了設(shè)計技巧,當(dāng)設(shè)計結(jié)束看著自己的第一個作品時學(xué)生們感到收獲很大。課件將以往設(shè)計中出現(xiàn)的問題用EDA來解決,體現(xiàn)了多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化教學(xué)手段的完美結(jié)合。
2.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用制作的電子教學(xué)片
為了突出理論知識與實(shí)際應(yīng)用的辯證關(guān)系,我們制作了電子電路教學(xué)片,從現(xiàn)場拍攝、錄制到編輯,反映了電子產(chǎn)品的發(fā)展變化路程以及最新產(chǎn)品。通過播放,學(xué)生不僅了解到各種電子電路、電子元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用場合,還擴(kuò)大了視野,感受到電子產(chǎn)品的豐富多彩與應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性,從而激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。
3.仿真裝配
復(fù)雜的電路分析時比較復(fù)雜,使用仿真裝配,可真實(shí)地再現(xiàn)電路中各電子元件的相對位置、裝配關(guān)系及安裝順序,可反復(fù)觀看,以幫助學(xué)生了解其結(jié)構(gòu)工藝。
4.開發(fā)了具有選題、正誤判斷和最新記分系統(tǒng)的答辯模塊
電子設(shè)計由于時間緊、學(xué)生人數(shù)多,學(xué)生很難考慮和回答較多的問題,教師也不能全面了解每個學(xué)生掌握知識面的情況,以便合理地給出成績。為此可開發(fā)制作具有選題、正誤判斷和記分系統(tǒng)的答辯模塊,并將選題按不同的知識點(diǎn)劃分為理論計算部分、結(jié)構(gòu)設(shè)計部分等五類。教師在各部分中點(diǎn)選題目,學(xué)生選擇答題后,立即給出正確或錯誤的判斷,當(dāng)選擇交卷時,即給出答對和答錯的題數(shù)及所得分?jǐn)?shù)。該課件的使用不僅改變了答辯時間緊、提問不全面的狀況,還調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性。
總之,模擬電子電路基礎(chǔ)課件和設(shè)計課件綜合運(yùn)用了計算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)、音頻處理技術(shù)、影像編輯技術(shù)、仿真技術(shù)和美學(xué)、文學(xué)等人文學(xué)科知識,充分利用各種軟件制作整合,組成了具有集成環(huán)境的多媒體EAD課件,為模擬電子電路基礎(chǔ)課程的整個教學(xué)過程提供了現(xiàn)代化功能較為齊全的多媒體教學(xué)環(huán)境。
結(jié)束語
上述兩個課件融入了我們多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會,利用了現(xiàn)代化立體化的教學(xué)手段,真正實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜問題簡單化、抽象問題直觀具體化、靜態(tài)問題動態(tài)化、間接問題直接化,在模擬電子電路基礎(chǔ)課程的整個教學(xué)中發(fā)揮了積極作用。不僅提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,而且通過多媒體的教學(xué)環(huán)境,給學(xué)生以親切自然的感覺,真正做到了寓教于樂,受到學(xué)生的普遍歡迎。隨著教學(xué)改革的深入、學(xué)科建設(shè)的進(jìn)行和課程體系的調(diào)整,我們及時轉(zhuǎn)變教育觀念,緊密圍繞機(jī)械設(shè)計人才的培養(yǎng)目標(biāo),提出了對學(xué)生進(jìn)行設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、工程意識培養(yǎng)。
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篇5
論文摘要:本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排、實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的方法等幾個方面,針對應(yīng)用型本科電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行了分析和研究,力求通過電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革,提高學(xué)生的專業(yè)技能、實(shí)驗(yàn)技能與動手能力。
前言:電路基礎(chǔ)是電氣自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)類課程,是本專業(yè)同學(xué)學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ),因此,電路基礎(chǔ)的教學(xué)效果好壞,直接影響到學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)。而作為電路基礎(chǔ)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法就很值得我們?nèi)シ治龊脱芯?。筆者通過自身的教學(xué),將從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排的合理性及實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)方法的先進(jìn)性等三個方面談?wù)剛€人的淺見。
一、電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
作為應(yīng)用型本科的學(xué)生,除了掌握好理論知識之外,專業(yè)技能和動手能力的提高也是很重要的一個課題。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)對電路基礎(chǔ)的教學(xué)而言是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)課不僅僅幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的理論知識,更重要的是訓(xùn)練他們的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)他們敢于實(shí)際操作善于實(shí)際操作的能力。因此,電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動腦動手相結(jié)合搭建了一個平臺。
二、電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排的合理性
以前的實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)是一體的,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照電路基礎(chǔ)課程設(shè)置實(shí)驗(yàn),每講一章或幾章電路課,穿插一個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,所以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多。但對于應(yīng)用型本科學(xué)生而言,專業(yè)技能要求更高,因此目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)置已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在的教學(xué)需要。故此,建議使用自編教材。在編寫教材時,根據(jù)應(yīng)用型本科學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力的特點(diǎn),重點(diǎn)突出實(shí)用性、直觀性,體現(xiàn)對學(xué)生基本技能的訓(xùn)練。減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加了綜合性、設(shè)計性、培養(yǎng)動手能力的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)該安排適當(dāng)?shù)臏y試,測試性實(shí)驗(yàn)可以真實(shí)的反應(yīng)出學(xué)生對實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度,教師可以通過測試及時對程度稍差的同學(xué)提供幫助,以提高實(shí)驗(yàn)效果。
三、實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)方法的先進(jìn)性
由于電路屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程,而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又多以驗(yàn)證性為主,因此,在以往教學(xué)中,灌輸式實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思路占據(jù)了主導(dǎo)地位。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、所用儀器完全一致的情況下,學(xué)生在整個實(shí)驗(yàn)過程中始終處于被動灌輸?shù)臓顟B(tài),沒有主動思維的過程。學(xué)生只要按照教師的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),基本都能得出正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法非常不利于培養(yǎng)學(xué)生的分析設(shè)計能力和實(shí)驗(yàn)技能。因此,為發(fā)揮學(xué)生的主動性,可以在驗(yàn)證一些定理時加入電路的設(shè)計,做實(shí)驗(yàn)前提前告知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生自己設(shè)計電路,經(jīng)過教師的批改后,利用自己設(shè)計的電路完成實(shí)驗(yàn)。如此一來,既達(dá)到驗(yàn)證定理的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,同時經(jīng)過電路的設(shè)計,學(xué)生對所學(xué)理論也能更好的應(yīng)用。
結(jié)束語:電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是電氣自動化專業(yè)學(xué)生在所有電氣類課程實(shí)驗(yàn)中的第一步,走好了第一步,就等于為今后的學(xué)習(xí)道路打好了基礎(chǔ)。因此,我們要注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)多做一些努力,讓學(xué)生能更好的將理論與實(shí)踐相結(jié)合,成為一名擁有較強(qiáng)動手能力的應(yīng)用型本科學(xué)生。
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篇6
摘要:針對電路基礎(chǔ)課程理論性強(qiáng)、抽象難懂和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn),本文將Multisim10 引入電路基礎(chǔ)教學(xué)過程,詳細(xì)分析了Multisim10在電路基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用,取得了良好的教學(xué)效果,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升了學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì),是提高電路基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的有效方法。
關(guān)鍵詞 :電路基礎(chǔ)Multisim10 電路仿真
1 概述
電路基礎(chǔ)課程是高職電氣自動化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)及電子信息技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課,是一系列后續(xù)課程的前導(dǎo)課程。學(xué)好本課程對于其他課程有著極其重要的作用。但本課程特點(diǎn)是定理、概念眾多,理論內(nèi)容抽象難懂,分析計算量大,要求學(xué)生有較高的抽象思維能力和邏輯思維能力。而當(dāng)前由于擴(kuò)招和單招的實(shí)施,使得高職學(xué)生整體生源質(zhì)量大幅下滑,再加上高職學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)積極性差,接受新知識的能力弱,這些無疑使得電路基礎(chǔ)課程的教學(xué)更加雪上加霜。如何讓高職學(xué)生掌握電路基礎(chǔ)相關(guān)知識并加以應(yīng)用,是擺在每一個講授電路基礎(chǔ)老師面前的一個新課題。
Multisim10 是美國國家儀器公司推出的一款原理電路設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。Multisim10 具有操作界面直觀、仿真能力強(qiáng)大、虛擬測試儀器種類豐富以及數(shù)據(jù)分析手段完善等特點(diǎn)。故利用Multisim10 仿真軟件構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室,克服理論內(nèi)容枯燥難懂、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一無趣等缺點(diǎn),讓學(xué)生在教中學(xué),在學(xué)中做,做到“教學(xué)做一體”,使學(xué)生不再感到電路基礎(chǔ)課程的抽象難學(xué)。
2 Multisim10 在電路基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用
2.1 加深相關(guān)基本定理定律內(nèi)容的理解在講授相關(guān)基本定理定律如基爾霍夫定律、疊加定理等時,為加深對理論內(nèi)容的理解,一般會進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)受實(shí)際實(shí)驗(yàn)臺條件的限制,不利于高職學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)揮?,F(xiàn)以基爾霍夫定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為例,將Multisim10 軟件引入后,老師和學(xué)生一起分工合作,根據(jù)定理內(nèi)容,制定設(shè)計任務(wù),學(xué)生自己根據(jù)設(shè)計任務(wù)動手設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,在仿真環(huán)境下構(gòu)建虛擬電路模型。圖1 為基爾霍夫定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)仿真電路,每條支路上的電流值和每個元件上的電壓值都一目了然。這時引導(dǎo)學(xué)生來分析電路圖,先分析電流,如果按照流入電流為正,流出電流為負(fù),電流的代數(shù)和為零;然后再分析左右回路各元器件的電壓代數(shù)和也為零,所以可以得出結(jié)論:在任意時刻,流入流出某一個節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和等于零;在電路中任意閉合回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和恒等于零。為了證實(shí)結(jié)論的可靠性,可以讓學(xué)生修改電阻和電壓源的數(shù)值,讓學(xué)生自行分析。
如果學(xué)生已基本掌握相關(guān)定理定律的內(nèi)容,老師可以在原驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定延伸,設(shè)置若干故障點(diǎn),例如設(shè)置短路、開路;阻值增大或減小等等,讓學(xué)生通過仿真測量的數(shù)據(jù)去分析計算,從而找出故障點(diǎn)的位置和原因。這樣做既可以讓學(xué)生對所學(xué)知識有進(jìn)一步的理解,更加發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性、積極性和創(chuàng)造性;又不用擔(dān)心對實(shí)訓(xùn)設(shè)備造成損壞。
2.2 輔助理論教學(xué)在某些抽象難懂的知識點(diǎn)的講解過程中,以往的板書加多媒體課件的教學(xué)效果較差,學(xué)生無法直觀地看到電路的物理過程。例如,在講授一階RC動態(tài)電路的過渡過程這部分內(nèi)容時,需要分析輸入信號為方波時電容C 兩端電壓的變化過程,以往只能用板書加PPT 課件來描述其物理過程,等到做實(shí)驗(yàn)時才能用示波器觀察其電壓波形。這無疑不能很好地滿足教學(xué)需要。使用Multisim10,就可以當(dāng)即取得相應(yīng)波形圖,并且通過圖形使學(xué)生可以非常直觀地看到它的變化規(guī)律及各個關(guān)鍵點(diǎn)的函數(shù)值。如圖2 所示。
2.3 拓展實(shí)訓(xùn)內(nèi)容“功率因數(shù)的提高———單相交流日光燈電路實(shí)驗(yàn)”是電路基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)中一個典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,它既具有基礎(chǔ)性又具有現(xiàn)實(shí)的廣泛應(yīng)用性,對學(xué)生理
解基本理論和培養(yǎng)實(shí)踐操作能力都是極為重要的。但是交流電路實(shí)驗(yàn)要求電壓較高,存在一定安全隱患,同時在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作時也容易造成器材損壞。因此,通過Multisim10軟件來完成相應(yīng)交流電路的仿真分析就成為一個相對較好的實(shí)驗(yàn)方法。
圖3 為Multisim10 仿真環(huán)境下提高功率因數(shù)的實(shí)驗(yàn)電路。圖中用一個電感線圈與一個電阻并聯(lián)的電路模型等效代替實(shí)際的日光燈模型。通過圖4 可知,日光燈是一個感性負(fù)載,此時電路功率因數(shù)較低,在未進(jìn)行功率補(bǔ)償?shù)那闆r下,功率因數(shù)為0.6 左右。當(dāng)在日光燈兩端并聯(lián)一個可調(diào)電容后,改變電容C 的值,電路的功率因數(shù)也隨之發(fā)生變化。但需要強(qiáng)調(diào)的是,這種變化并不是線性變化。當(dāng)電容C 增大到3μf 時,功率因數(shù)達(dá)到最大值0.99,但隨著電容C 的繼續(xù)增大,功率因數(shù)非增反減,當(dāng)電容C 增至9μf時,功率因數(shù)減小至0.4 左右。這是因?yàn)橐坏╇娙軨 過大,發(fā)生過補(bǔ)償,無功功率增加,所以在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況分析,選擇一個大小合適的電容。
2.4 仿真作業(yè)習(xí)題傳統(tǒng)教學(xué)方法下,每學(xué)習(xí)完一章節(jié)內(nèi)容后,為了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度,會留下典型的習(xí)題。學(xué)生大都是被動地完成作業(yè)或是上交老師,或等老師課堂講解。而現(xiàn)在完全可以要求學(xué)生以Multisim10仿真的形式完成相關(guān)習(xí)題。這樣做一方面有利于學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固,也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;另一方面有利于學(xué)生從工程實(shí)際角度來分析問題,同時也利于學(xué)生動手能力的提升。
3 結(jié)束語
實(shí)踐證明,將Multisim10 引入電路基礎(chǔ)教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生利用Multisim10,把自己變?yōu)榻虒W(xué)過程的主體,在教中學(xué),學(xué)中做,將理論知識通過仿真實(shí)驗(yàn)生動形象地展現(xiàn)在面前,縮短了理論到實(shí)踐的過程;同時啟發(fā)和擴(kuò)寬了學(xué)生的思路,還鍛煉了學(xué)生解決實(shí)踐問題的動手能力,對提升學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)起到了積極的作用。
參考文獻(xiàn):
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篇7
關(guān)鍵詞:Multisim10;教學(xué);仿真;電路基礎(chǔ)
中圖分類號:G642.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)09-0064-03
一、電路基礎(chǔ)課程的教與學(xué)現(xiàn)狀分析
電路基礎(chǔ)課程是我系電子類專業(yè)的必修課程,傳統(tǒng)的教學(xué)方法是:先學(xué)習(xí)理論知識,待理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累到一定程度后,學(xué)生自己動手畫電路原理圖并搭接電路來驗(yàn)證所學(xué)的理論知識。由于該門課程理論性較強(qiáng),學(xué)生接受困難,在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中如果沒有達(dá)到預(yù)期效果,則需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)、重新測量,直到電路參數(shù)達(dá)到預(yù)期效果為止。
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,將計算機(jī)仿真引入電路的學(xué)習(xí)和設(shè)計,已取得較好的效果。在學(xué)習(xí)和設(shè)計中加入仿真,能夠更好地理解和預(yù)測電路的動作,對電路的Y構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,對假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方便地進(jìn)行驗(yàn)證,對難以測量的電路參數(shù)進(jìn)一步探索和研究,從而減少了電路課程的學(xué)習(xí)時間,也避免了設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤。
二、Multisim10簡介
Multisim10是美國NI公司最新推出的仿真軟件,它的界面直觀、操作方便,為用戶提供了創(chuàng)建電路所需要的元器件庫及電路仿真需要的虛擬測試儀器儀表,可對各種電路進(jìn)行仿真分析和設(shè)計,并且在操作中不消耗任何元器件,不受元器件種類和數(shù)量的限制。在教學(xué)中引入仿真技術(shù),不僅改進(jìn)了電路的學(xué)習(xí)方法,降低了成本,還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。因此,許多國內(nèi)大學(xué)都將其作為電子類課程的輔助教學(xué)使用。
三、Multisim10在課堂教學(xué)中的實(shí)踐
Multisim10是一款很強(qiáng)的實(shí)物模型仿真軟件,課堂教學(xué)過程中結(jié)合理論分析不斷穿插對應(yīng)的Multisim10仿真電路模型,實(shí)驗(yàn)教學(xué)前布置仿真任務(wù),實(shí)驗(yàn)中加入電路的仿真環(huán)節(jié),能建立起一種交互式、討論式的教學(xué)模式,提升學(xué)生對空間實(shí)物電路的理解能力,下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際,詳細(xì)介紹Multisim10仿真技術(shù)在疊加定理、網(wǎng)孔電流分析法、直流工作點(diǎn)分析和交流分析、功率因數(shù)及其提高方法中的具體應(yīng)用。
(一)利用Multisim10驗(yàn)證疊加定理
疊加定理是電路基礎(chǔ)中一個很重要的定理,其定義為:在任何含有多個獨(dú)立的線性電路中,每一個支路中的電流值或電壓值等于各個電源單獨(dú)作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流值或電壓值的代數(shù)和。以1.1所示電路圖為例,通過理論計算和利用Multisim10仿真來驗(yàn)證此定理求解電壓源、電流源共同作用時通過電阻R3中的電流、電壓及功率。
1.理論計算驗(yàn)證疊加定理。電流源Is開路,電壓源Us單獨(dú)作用時,求得:I″■=■I■=0.5(A);
U″■=I″■R■=20(V);P″■=I″■R■=10(W)
電壓源Us短路,電流源Is單獨(dú)作用時,計算得:I■=I′■+I″■=0.8(A);U■=U′■+U″■=32(V);P■=I■■R■=25.6(W);P■≠P′■+P″■
應(yīng)用疊加定理,計算求出:I′■=■=0.3(A);U′■=I′■R■=12(V);P′■=I′■R■=3.6(W)
2.仿真軟件驗(yàn)證疊加定理。①打開Multisim10,從Source庫中選取電壓源、電流源、接地端,從Basic元器件庫中分別選取三個電阻R1、R2和R3,再從Indicators Components庫中選取電壓表、電流表、瓦特表并設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù),按圖1.2所示連線電路。電壓源US、電流源IS共同作用時,激活仿真軟件后,電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別是0.8A,32.000V,25.6W。②將電流源IS,電壓源US單獨(dú)作用時,運(yùn)行仿真開關(guān)后,電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別為1.3(a,b)圖所示。
即疊加定理不能用于功率的計算,只能用來求解電路中的電流或電壓。講授該定理時,要求學(xué)生不僅要記住它的內(nèi)容,更重要的是能夠靈活地應(yīng)用該定理。在教學(xué)過程中,通過理論計算和利用Multisim10仿真軟件來驗(yàn)證此定理。因此,采用合適的教學(xué)方法,創(chuàng)建直觀的教學(xué)情境,讓學(xué)生更容易理解疊加定理,進(jìn)而熟練應(yīng)用該定理。
(二)網(wǎng)孔電流分析法仿真實(shí)驗(yàn)
仿真電路如圖2.1所示。
理論計算
有網(wǎng)孔電流分析法,可列KVL方程:
80I1-20I2=40
-20I1+60I2-40I3=10
-40I2+80I3=40
聯(lián)立上述方程,解得:
I1=0.786A,I2=1.143A,I3=1.071A
比較仿真分析與理論計算結(jié)果相同。
(三)直流工作點(diǎn)分析和交流分析
直流工作點(diǎn)分析(DC)用于電路靜態(tài)工作點(diǎn)的確定,是其他分析方法的基礎(chǔ),在仿真分析中,交流電壓源和電感被視為短路;交流電流源和電容被視為開路;交流(AC)電源輸出為零,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。利用Multisim10進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析的步驟:A.在電路工作窗口建立待分析的電路原理圖如圖3.1所示電路。B.執(zhí)行OptionSheet Properties命令,在Circuit選項(xiàng)卡下,選定Net Names中的Show All,把電路中的節(jié)點(diǎn)標(biāo)志顯示到電路圖上。C.執(zhí)行Simulate\Analysis\DC Operating Point命令,即打開直流工作點(diǎn)分析對話框,該對話框包括Output、Analysis Option及Summary共三個選項(xiàng)卡。在Output選項(xiàng)卡上,從左側(cè)備選欄已羅列的電路結(jié)點(diǎn)和變量中,選擇需要分析的結(jié)點(diǎn)或變量,通過“Add”按鈕添加到右側(cè)的分析欄中即可,當(dāng)系統(tǒng)自動選中的電路變量不能滿足用戶要求時,可通過“Output”選項(xiàng)卡中的其他選項(xiàng)添加或刪除需要的變量。完成相關(guān)分析設(shè)置后,點(diǎn)擊Simulate按鈕即可進(jìn)行仿真分析,分析結(jié)果由圖形窗口輸出。如圖3.2所示。
交流分析(AC)是一種頻域分析,是對幅頻特性和相頻特性進(jìn)行分析。進(jìn)行交流分析時程序自動將所有直流電源置零,交流信號源、電容及電感等元件用交流模型代替,非線性元器件使用交流小信號模型。無論用戶在電路的輸入端輸入哪一種信號,交流分析時都將自動以正弦波替換,并且以設(shè)定的頻率范圍掃描。
建立如圖3.3所示的RLC串聯(lián)電路,執(zhí)行Simulate/Analyses/AC Analysis命令,設(shè)置交流分析的初始頻率、終止頻率、掃描方式、采樣數(shù)量、選擇輸出波形的縱坐標(biāo)刻度,點(diǎn)擊Reset to default 按鈕,可把所有設(shè)置恢復(fù)為程序默認(rèn)值,用戶也可以自己重新設(shè)置。在Output輸出窗口中,選擇I(l1)為輸出量,點(diǎn)擊Simulate仿真按鈕,可得到如圖3.4所示的交流分析結(jié)果。
(四)提高功率因數(shù)的方法
應(yīng)用Multisim10仿真軟件,對日光燈電路進(jìn)行測試。在電路窗口中放置萬用表、瓦特表,并設(shè)置相應(yīng)參數(shù),執(zhí)行仿真開關(guān)后測得該電路的電流為415.623mA,功率為34.563W,功率因數(shù)為0.378。如果想得到功率因數(shù)為0.82左右的日光燈電路,通過理論計算的方法可以得到并聯(lián)電容值的大小。
C=■(tgφ-tgφ′)
=■■-■
=■×■-■
=4.04μF
為得到日光燈電路的功率因數(shù)為0.82,在Multisim10窗口中搭建圖4.1所示的仿真實(shí)驗(yàn)連線圖,執(zhí)行仿真開關(guān)后,不斷調(diào)節(jié)可變電容的容量,將功率表指示的功率因數(shù)值達(dá)到0.82左右,測得并聯(lián)電容后,通過觀察萬用表、瓦特表的讀數(shù)得到為190.806mA,功率為34.54W,功率因數(shù)為0.823,如圖4.2所示,觀察可變電阻的容量仿真結(jié)果與理論計算值一致。
四、結(jié)論
1.借助于Multisim10仿真軟件可實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐同步進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時加深了理解力,也提高了分析問題的能力。
2.Multisim10仿真軟中擁有一個元器件齊全、設(shè)備精良的實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以根據(jù)需要任意搭接各種電路,接上虛擬實(shí)驗(yàn)儀器和儀表,運(yùn)行仿真就可以測試到精確的數(shù)據(jù)和直觀的波形,使實(shí)驗(yàn)做得既快又準(zhǔn),從而提高實(shí)驗(yàn)效率。
3.利用Multisim10仿真軟件對電路課程進(jìn)行仿真,并將仿真結(jié)果直接顯示出來,具有形象又直觀的特點(diǎn),使學(xué)生直觀感受、理解課程知識,并且操作中不消耗實(shí)際的元器件,所需元器件的種類和數(shù)量不受限制。
4.學(xué)生可以利用Multisim10仿真軟件,課前先在計算機(jī)上做仿真實(shí)驗(yàn),觀察“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。這樣能夠很好地調(diào)動學(xué)生的思維,帶著問題聽老師講解電路原理課程。
5.采用“學(xué)中做,做中學(xué),教學(xué)做一體化”模式,將虛擬仿真技術(shù)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合,在動手操作實(shí)踐過程中,全面掌握知識,形成技能。同時,仿真軟件借助計算機(jī),不受時間地點(diǎn)的限制,特別適合學(xué)生自主學(xué)習(xí),使學(xué)習(xí)過程從被動變?yōu)橹鲃印?/p>
雖然電路仿真軟件有它的種種優(yōu)勢,但從培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識和實(shí)際操作能力角度出發(fā),仿真件并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法,應(yīng)將仿真教學(xué)和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合起來,取長補(bǔ)短,充分發(fā)揮各種教學(xué)的優(yōu)勢,讓學(xué)生從中更多地受益。
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Multisim10 Simulation Technology in the Application of "Circuit Basis" Teaching and Practice
WU Ling-min,WANG Wei-na
(Department of Electrical and Mechanical Engineering,Hetao College,Bayannur,Inner Mongolia 015000)
篇8
關(guān)鍵詞:電路分析;教學(xué)內(nèi)容整合與優(yōu)化
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)26-0213-03
一、引言
專業(yè)基礎(chǔ)課程在課程體系中占據(jù)著非常重要的地位,它不僅僅是后續(xù)專業(yè)課程體系的基石,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),也使學(xué)生在所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)有一定的基礎(chǔ)知識儲備、合理的知識結(jié)構(gòu),使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課前,對所學(xué)學(xué)科和內(nèi)容有一個基本的掌握和認(rèn)知。同時在專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)過程中,能夠提高學(xué)生的獨(dú)立思考能力和基本的邏輯分析能力。因此,專業(yè)基礎(chǔ)課程在整個教育教學(xué)體系中起到了不可忽視的作用。而電路分析基礎(chǔ)就是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
電路分析基礎(chǔ)主要研究電路中的基本概念、基本定律和基本分析方法,學(xué)科內(nèi)容包括理論和實(shí)驗(yàn)兩個部分。它以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)為先導(dǎo)學(xué)科,同時也是后續(xù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基石,不僅能夠?yàn)閷W(xué)生的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),也能夠?yàn)閷W(xué)生工作后從事相關(guān)工作提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ),對培養(yǎng)學(xué)生的分析、計算能力、邏輯思維能力和實(shí)踐動手能力都起到非常重要的作用。
但是在??茖W(xué)生的教育教學(xué)工作中,我們發(fā)現(xiàn),這門課程的學(xué)習(xí)效果并不是那么的理想,學(xué)生學(xué)起來費(fèi)勁,教師教學(xué)也缺乏動力。糾其主要原因,我認(rèn)為有以下幾點(diǎn):(1)學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué),在大一學(xué)習(xí)這門專業(yè)基礎(chǔ)課程,在思維模式和思維角度上與教師不同。(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)模式上還沒有完全轉(zhuǎn)變,在學(xué)習(xí)過程中對教師過于依賴,缺乏自主學(xué)習(xí)能力。(3)學(xué)生的基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)興趣缺乏。(4)教師的教學(xué)方法與課堂管理模式與學(xué)生不相適應(yīng)。(5)教師對于專科學(xué)生在教學(xué)重點(diǎn)上沒有明確的定位。本文針對以上問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面對電路分析基礎(chǔ)這門課程提出改革方法和措施。
二、教學(xué)內(nèi)容的整合和優(yōu)化
現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異,新的科學(xué)技術(shù)、科學(xué)成果不斷更新和涌現(xiàn),社會對大學(xué)生的素質(zhì)要求也越來越高,不僅要求大學(xué)生具有一定的知識深度,也要求大學(xué)生對所學(xué)學(xué)科領(lǐng)域有一定的知識廣度。因此,大學(xué)所設(shè)置的學(xué)科不斷增多,但是總的學(xué)時是不變的,這就要求對學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,在保證學(xué)生掌握電路分析基礎(chǔ)課程大綱要求的前提下,不斷加大課堂知識量,提高理論與實(shí)際工程應(yīng)用的聯(lián)系,提高教學(xué)質(zhì)量,在有限的學(xué)時里,獲取更多的有用的學(xué)科知識。
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在電路分析基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)中,主要要求學(xué)生掌握基本概念、基本定理以及基本的電路分析方法這三大基本內(nèi)容。在課時有限的前提下,以這三大內(nèi)容為主,圍繞著三大基本內(nèi)容擴(kuò)展學(xué)生的知識面,可以適當(dāng)引入一些工程應(yīng)用和相關(guān)的前沿知識,使學(xué)生了解所學(xué)知識與將來所從事行業(yè)的相關(guān)性,提高學(xué)習(xí)的目的性。同時,為了避免知識的重復(fù)講述,可以考慮其與后續(xù)課程的銜接性,減少一些重復(fù)知識的出現(xiàn),比如,電路分析基礎(chǔ)中的一階電路的沖擊響應(yīng)在信號與系統(tǒng)中也會介紹,因此,在電路分析基礎(chǔ)中可以不再講述。有一些知識點(diǎn)在后續(xù)學(xué)科的學(xué)習(xí)當(dāng)中比較重要,在電路分析基礎(chǔ)中也有介紹的,我們可以引入后續(xù)學(xué)科的相關(guān)知識,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠加深認(rèn)識,并且了解該學(xué)科內(nèi)容與后續(xù)學(xué)科相關(guān)內(nèi)容的銜接性。比如在電路分析基礎(chǔ)中提到過“網(wǎng)絡(luò)函數(shù)”,它其實(shí)與信號與系統(tǒng)學(xué)科中的“系統(tǒng)函數(shù)”概念相同,那么在電路分析當(dāng)中,我們可以結(jié)合信號與系統(tǒng)中的內(nèi)容對其進(jìn)行分析和介紹。
2.合理安排不同內(nèi)容的講述方式。課程內(nèi)容的講述方式應(yīng)根據(jù)大綱當(dāng)中的重難點(diǎn)而定。在電路分析中,重點(diǎn)應(yīng)該放在對基本概念、基本定律、基本分析方法的介紹上,對于定理或公式的推導(dǎo),應(yīng)該化繁為簡,盡量少介紹。特別是對于??频膶W(xué)生來說,理論基礎(chǔ)比較薄弱,更應(yīng)該突出重點(diǎn),減少數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),否則,可能會造成焦點(diǎn)模糊,學(xué)生重點(diǎn)把握不清,更甚者引起學(xué)生對所學(xué)學(xué)科的畏難情緒,不利于課程的進(jìn)行。
3.合理地引入工程實(shí)踐知識,將理論與工程應(yīng)用相聯(lián)系。電路分析基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的工程背景,在學(xué)習(xí)這門課程當(dāng)中,要適當(dāng)?shù)匾胍恍┕こ虒?shí)踐實(shí)例以及學(xué)科的前沿知識,使學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中能夠?qū)⒗碚撀?lián)系實(shí)際,知道課程的目標(biāo)指向,以及實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域,以此激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。比如,在電路分析基礎(chǔ)中,通過介紹導(dǎo)線和電容所組成的RC電路,產(chǎn)生一定傳輸延時,從而介紹如何選擇系統(tǒng)的最大時鐘頻率等。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
學(xué)生在知識的學(xué)習(xí)當(dāng)中,往往缺乏學(xué)習(xí)的主動性,對教師的課堂教學(xué)有較強(qiáng)的依賴性,缺乏自主思考能力,教師上課比較累,課堂效果也不明顯。這是由于學(xué)生對所學(xué)學(xué)科缺乏興趣,學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng),在感覺學(xué)習(xí)內(nèi)容有一定難度時,存在畏難情緒,有挫敗感,學(xué)習(xí)積極性不高。其次,教師過于強(qiáng)調(diào)在課堂中的主導(dǎo)地位,學(xué)生缺少自主學(xué)習(xí)意識。因此,為了培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才,就必須改革現(xiàn)有的教學(xué)方法和教學(xué)手段。
1.注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和主觀能動性。學(xué)生在剛接觸電路分析基礎(chǔ)這門專業(yè)基礎(chǔ)課之前,并沒有接觸過其他的專業(yè)課程,之前僅學(xué)習(xí)過高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)學(xué)科,對于工科課程的學(xué)習(xí)處于剛剛開始的階段,思維方式還不能很快地轉(zhuǎn)變,相關(guān)知識儲備不多,抽象思維能力也有所欠缺。因此,這門課程的學(xué)習(xí)對于學(xué)生來說有一定的難度。教師應(yīng)該循序漸進(jìn),由淺及深,化難為簡,慢慢地引導(dǎo)學(xué)生對知識的掌握。同時,應(yīng)注重對這門學(xué)科學(xué)習(xí)方法、思維方式的教育,在每一節(jié)課之前,要首先介紹該章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn),使學(xué)生把握學(xué)習(xí)的方向。教師還應(yīng)該經(jīng)常關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)心理和學(xué)習(xí)情況,及時糾正學(xué)生的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣,多鼓勵和表揚(yáng)學(xué)生,使學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的樂趣,化被動為主動。
2.變“填鴨式”教育為啟發(fā)式教育。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中,教師往往習(xí)慣于對學(xué)生進(jìn)行知識的灌輸。將需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容一股腦地灌輸給學(xué)生,忽略學(xué)生的知識的接受度,這種教學(xué)方式教學(xué)效果往往不理想,學(xué)生學(xué)習(xí)被動,課堂配合度低,與教師互動少。應(yīng)將這種“填鴨式”的教育轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式教學(xué),注重課堂環(huán)節(jié)的設(shè)計,準(zhǔn)備一些啟發(fā)式的思考題,以提問的方式,使學(xué)生積極思考,尋求答案。鼓勵學(xué)生在課堂上或課下提出疑問,并通過多渠道,比如去圖書館或上網(wǎng)查閱資料、同學(xué)間討論、與教師進(jìn)行討論等方式積極尋求答案和問題解決方式。以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性,也能夠增進(jìn)教師與學(xué)生的溝通,促進(jìn)師生間感情的培養(yǎng)。
3.在課堂上采用討論式教學(xué)。在學(xué)習(xí)完某一階段的內(nèi)容后,可以采用分組的方式進(jìn)行討論。將學(xué)生分成幾個討論組,討論完成課堂上提出的指定題目,或布置課后思考題,分小組完成。在討論的過程當(dāng)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一題多解,采用多種思維模式進(jìn)行解題,并由其他小組成員進(jìn)行點(diǎn)評。這種教學(xué)模式,有助于促進(jìn)良好的教學(xué)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、分析能力以及解決問題的能力等。
4.促進(jìn)課堂內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動手能力。電路分析基礎(chǔ)是一門包含理論與實(shí)驗(yàn)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)與理論相輔相成,通過理論學(xué)習(xí)來理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證相關(guān)理論的正確性。現(xiàn)在有一些學(xué)校專門開設(shè)了實(shí)驗(yàn)中心,將實(shí)驗(yàn)作為單獨(dú)的內(nèi)容進(jìn)行課程進(jìn)度表的編寫,這樣往往會造成實(shí)驗(yàn)與理論相脫節(jié),實(shí)驗(yàn)跟不上理論的學(xué)習(xí),或超前于理論的學(xué)習(xí),這樣非常不利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解,以及通過實(shí)驗(yàn)對理論知識的鞏固。應(yīng)將實(shí)驗(yàn)與理論的學(xué)習(xí)安排進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,合理安排二者的時間。再者,教師也可以根據(jù)即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在課堂中以圖片的形式,提前進(jìn)行演示,使學(xué)生對理論知識更容易理解,加深印象,也為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作提前“預(yù)習(xí)”,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中更好地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
四、結(jié)論
本文研究了電路分析基礎(chǔ)這門課程的教學(xué)改革方式,旨在如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,提高課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)內(nèi)容方面,主要討論了如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,合理安排教學(xué)內(nèi)容的講述方式,提出將工程應(yīng)用引入教學(xué)內(nèi)容等方法措施。在教學(xué)方法與教學(xué)手段上,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和主觀能夠性,采用將“填鴨式”教學(xué)方式改為啟發(fā)式教育,在課堂上采用討論式的教學(xué)方法等手段,有效地提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和分析問題的能力,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合。實(shí)踐表明,學(xué)生對動手操作的部分很感興趣,通過將它與理論緊密結(jié)合,能有效提高學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性。
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關(guān)鍵詞 電路分析基礎(chǔ);教學(xué)改革;探討
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)04-0122-04
1 電路分析基礎(chǔ)課程的重要地位及教學(xué)現(xiàn)狀
電路分析基礎(chǔ)課程是自動化、電子信息工程、測控技術(shù)等理工科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個人才培養(yǎng)中占有重要的地位,具體分析如下。
1)該課程是整個大學(xué)教學(xué)中開設(shè)最早的專業(yè)基礎(chǔ)課程,兼具理論性、實(shí)踐性,是學(xué)生第一個接觸到的實(shí)踐課程;
2)該課程所學(xué)知識在后續(xù)開設(shè)的電機(jī)拖動、電力電子技術(shù)、自動控制原理、單片機(jī)等專業(yè)課程中都有所應(yīng)用,是其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程。
由以上分析可知,電路分析基礎(chǔ)課程在整個人才培養(yǎng)中屬于基礎(chǔ)性專業(yè)課程和實(shí)踐課程[1],和后續(xù)專業(yè)課程聯(lián)系緊密。通過該課程的學(xué)習(xí),不僅使學(xué)生掌握電路分析的基本概念、基本定律和電路的分析方法,而且要獲得必需的電工基礎(chǔ)理論知識,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的理論基礎(chǔ)。同時,注重工程意識培養(yǎng)、自學(xué)能力培養(yǎng),使學(xué)生具有分析、解決問題和實(shí)踐應(yīng)用技能,樹立理論聯(lián)系實(shí)際觀點(diǎn),為培養(yǎng)高技能人才打下必要的基礎(chǔ)。
該課程教學(xué)內(nèi)容主要包括電路元件介紹、電路分析方法、定理等。目前該課程教學(xué)主要存在以下問題:
一是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)含于理論教學(xué)中,受制于總學(xué)時限制,無法開展綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用實(shí)驗(yàn)箱來完成,學(xué)生只需依照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書通過實(shí)驗(yàn)箱連接電路即可完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不能將自身想法付諸實(shí)踐,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng);
二是課程知識點(diǎn)抽象,元器件在電路中工作特性難以理解,電路分析方法、定理眾多,難以深入理解;
三是課程教學(xué)內(nèi)容獨(dú)立于其他專業(yè)課程之外,沒有和相關(guān)其他專業(yè)課程有所聯(lián)系。
2 電路分析基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方法
鑒于該課程在人才培養(yǎng)中的重要基礎(chǔ)性地位以及目前教學(xué)存在的諸多問題,進(jìn)行教學(xué)改革,具體分析如下。
修訂培養(yǎng)方案,剝離實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) 為充分體現(xiàn)課程在人才培養(yǎng)中基礎(chǔ)性地位[2],以夯實(shí)理論基礎(chǔ)為前提,以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為導(dǎo)向,通過梳理江漢大學(xué)文理學(xué)院自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案后發(fā)現(xiàn),原有課程學(xué)時包含理論課和實(shí)踐課學(xué)時,即實(shí)踐課屬于課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)。由于受制于總課時的約束,實(shí)踐教學(xué)只能利用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)箱開展一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。鑒于此,將課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)[1]從原有的理論教學(xué)中剝離出來,單獨(dú)開設(shè)電路分析基礎(chǔ)實(shí)踐課程,并對實(shí)踐課程采取獨(dú)立的考核方式[2]。單獨(dú)開設(shè)實(shí)踐課程后,學(xué)生在完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上有充足時間來完成設(shè)計性實(shí)驗(yàn),通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)加深對理論知識的理解,進(jìn)一步通過設(shè)計性實(shí)驗(yàn)達(dá)到感性認(rèn)識,培養(yǎng)獨(dú)立思考、創(chuàng)新能力。
整合理論教學(xué)知識體系,瞄準(zhǔn)一個方向、一個定律 在該課程眾多定律、定理中,基爾霍夫定律[3]是基本定律,課程后續(xù)介紹的電阻電路分析方法、動態(tài)電路分析都是基于此定律得到的。掌握了基爾霍夫定律,就掌握了電路分析方法,由此可見它在整個課程中的重要性。它包括電流定律和電壓定律,這里只介紹電流定律。
基爾霍夫電流定律[3](KCL)定義:在集總電路中任何時刻,對任一結(jié)點(diǎn),所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。定義中有幾個重要的問題需要清晰。
一是電流的“代數(shù)和”。既然涉及代數(shù)和,那必然和電流的正負(fù)有關(guān)。電流的正負(fù)是根據(jù)電流是流出結(jié)點(diǎn)還是流入結(jié)點(diǎn)判斷的,若流出結(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號,則流入結(jié)點(diǎn)的電流前面取“-”號;反之相同。
二是怎樣判斷電流是流出還是流入結(jié)點(diǎn)?電流是流出結(jié)點(diǎn)還是流入結(jié)點(diǎn),均根據(jù)電流的參考方向判斷。因此在理解基爾霍夫電流定律之前需要瞄準(zhǔn)一個方向,即參考方向。
實(shí)際電路中電流或電壓的實(shí)際方向可能是未知的,也可能是隨時間變動的。為了對電路進(jìn)行分析,當(dāng)涉及某個元件電流或電壓時,要指定電流或電壓的參考方向。指定參考方向的用意在于把電流或電壓看成代數(shù)量,若電流或電壓的實(shí)際方向和參考方向相同,則認(rèn)為其為正值;若電流或電壓的實(shí)際方向和參考方向相反,則認(rèn)為其為負(fù)值。下面以圖1(a)的電路來分析參考方向的選取。
圖1(a)中,流過電阻電流實(shí)際方向未知的情況下,分析電路時到底選擇哪種參考方向?為說明問題,仿真圖中根據(jù)不同參考方向連接兩個電流表,如圖1(b)、1(c)所示,仿真結(jié)果如圖2所示。
仿真后實(shí)際電流方向如圖2箭頭流動方向(即順時針方向)。在圖2(a)中選擇參考方向?yàn)槟鏁r針,即和電流實(shí)際方向相反,電流表示數(shù)為-0.01 A;圖2(b)中選擇參考方向?yàn)轫槙r針,即和電流實(shí)際方向相同,電流表示數(shù)為+0.01 A。對于同一個電路選擇不同參考方向后得到電流大小是相同的,只是有正負(fù)的區(qū)別,若得到電流為正值,則說明選擇的參考方向和實(shí)際方向相同;反之相反。
因此,分析電路時參考方向可以任意指定,并不影響電路的實(shí)際情況。由此,在使用基爾霍夫電流定律時可簡化處理,即:流入結(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和等于流出結(jié)點(diǎn)代數(shù)和。
互動、提問式教學(xué),透過現(xiàn)象看本質(zhì) 電容和電感元件是交流電路里常用元件,這兩種元件的電壓和電流的約束關(guān)系和電阻元件的不同,它是通過導(dǎo)數(shù)(或積分)表達(dá)的,所以稱為動態(tài)元件,又稱為儲能元件。對動態(tài)元件的理解、掌握將關(guān)系到一階、二階動態(tài)電路的分析。
通過互動、提問引出電容、電感元件的特性。給出如圖3所示電路,首先提出問題:分別將開關(guān)切換到電阻、電容和電感元件所在電路時,電路中燈泡會有什么現(xiàn)象?讓學(xué)生討論問題。然后利用仿真軟件[4]仿真,會觀察到開關(guān)切換到電阻電路時,燈泡立刻點(diǎn)亮,亮度始終不變化;開關(guān)切換到電容電路時,燈泡點(diǎn)亮,但亮度逐漸變暗,最后熄滅;開關(guān)切換到電感電路時,燈泡不亮,然后逐漸變亮,最后亮度穩(wěn)定下來。為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?
對結(jié)果詳細(xì)分析:由仿真圖4可以看出,電阻電路電壓U1始終不變,所以燈泡開始就點(diǎn)亮而且亮度不變;由仿真圖5可以看出,電容電路開始時電壓U2為零,電源電壓都加在燈泡上,所以燈泡點(diǎn)亮,隨著時間的變化,電容兩端電壓逐漸增大,燈泡的電壓則逐漸減小,亮度逐漸變暗,最后電源電壓完全給電容充電,燈泡則熄滅;由仿真圖6可以看出,電感電路開始時電流為零,燈泡不亮,隨著時間逐漸變化,電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮。
最后引導(dǎo)學(xué)生通過觀察各電路中燈泡呈現(xiàn)的不同現(xiàn)象結(jié)合仿真圖進(jìn)行分析,電容電壓由零到最大是一個動態(tài)過程,電感電流由零到最大也有一個動態(tài)過程,所以兩個電路中燈泡會出現(xiàn)上述現(xiàn)象,即它們是儲能元件。
進(jìn)一步引申問題:有電容元件存在的電路,當(dāng)通電時間足夠長后,電容兩端相當(dāng)于斷路;有電感元件存在的電路,當(dāng)通電時間足夠長后,電感相當(dāng)于短路。
通過以上提問、互動的過程,學(xué)生會容易理解有電容、電感元件的電路是動態(tài)電路,通過圖表分析可以清晰、直觀地對動態(tài)電路元件性能進(jìn)行分析,明白在動態(tài)電路中電容電壓、電感電流是如何變化的。
由點(diǎn)及面,由淺入深,理論向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化 二極管是電路設(shè)計中常用的電子元件,具有單向?qū)щ娦?,即在二極管兩端加正向電壓時二極管導(dǎo)通,加反向電壓時二極管截止。針對這一特性,考慮在實(shí)際電路設(shè)計時,二極管的這個性質(zhì)有什么用處?給出圖7所示電路和電路輸入電壓波形圖,如圖8所示,讓學(xué)生分析電壓探針U2處電壓波形。
分析可知,當(dāng)輸入信號處于正半周期時,二極管導(dǎo)通;當(dāng)輸入信號處于負(fù)半周期時,二極管截止。圖7是利用二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)工程上常用的半波整流電路。電壓探針U2處電壓波形如圖9所示。
通過以上對實(shí)際電路的分析,逐漸建立學(xué)生的工程意識,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
3 結(jié)論
通過對課程進(jìn)行教學(xué)改革,給予學(xué)生充分實(shí)踐、創(chuàng)新的時間,發(fā)揮學(xué)生主動思考能動性;以參考方向和基爾霍夫定律為主線展開理論教學(xué),降低課程學(xué)習(xí)難度,使學(xué)生容易理解、掌握電路分析的基本方法;由電路現(xiàn)象來分析電路本質(zhì),以及通過由點(diǎn)及面將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生工程思維,鍛煉學(xué)生工程意識。
參考文獻(xiàn)
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篇10
關(guān)鍵詞:電氣控制;線路;基礎(chǔ)設(shè)計;研究
Abstract: the design of electrical control circuit is the key part of the design of electrical control, electrical control circuit design, electrical equipment for production and operation and other sectors have important influence. So we say that the electrical control circuit design is the key link in the important work of electrical control. This paper is based on the design of electrical control circuit based on some related research.
Keywords: electric control line; foundation design; research;
中圖分類號:TM571.2
伴隨著我國的工業(yè)化飛速發(fā)展,電氣化設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣闊。由于電氣設(shè)備的使用效能和設(shè)備的電氣化程度以及有效性有著緊密的關(guān)系,所以,在工業(yè)高度發(fā)展的今天,機(jī)電一體化逐漸深入發(fā)展,能夠熟練掌握電氣控制線路的設(shè)計是實(shí)現(xiàn)較高效率機(jī)電工作的最基本的工作。但是,要想做好電氣控制線路的基礎(chǔ)設(shè)計的最基本問題在于線路控制基礎(chǔ)設(shè)計的思想以及原則的正確性,只有掌握正確的設(shè)計思想和原則,才能設(shè)計出具有科學(xué)合理性的產(chǎn)品。而有關(guān)電氣控制線路的設(shè)計的主要內(nèi)容包含以下五個方面:電力拖動方案的確定、生產(chǎn)機(jī)械電力拖動的自動控制線路的設(shè)計、拖動電機(jī)以及電器元件的選擇,電器元件的明細(xì)表的確定、生產(chǎn)機(jī)械電力裝備的施工的設(shè)計、生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路的說明書和設(shè)計文件的編寫。
電力拖動方案的確定的一些原則
在進(jìn)行生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路基礎(chǔ)設(shè)計時的最關(guān)鍵的問題是要選擇以及確定合理的拖動方案。要確定一個方案,通常需要三個方面:第一是通過機(jī)電設(shè)備的工藝要求以及結(jié)構(gòu)對電動機(jī)的數(shù)量進(jìn)行選擇;第二是電動機(jī)的調(diào)速是按照各個生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求來進(jìn)行選擇;第三是為了實(shí)現(xiàn)電動機(jī)能夠合理充分使用,應(yīng)當(dāng)考慮使電動機(jī)的調(diào)速特性和電動機(jī)的負(fù)載特性能夠相適應(yīng)。關(guān)于電力拖動方案的確定的原則具體見下面:
1,不具備電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械
通常來說,假如電動機(jī)氣動不是很頻繁以及對電氣調(diào)速沒有要求,那么第一應(yīng)該考慮的電動機(jī)是鼠籠式異步電動機(jī);但是,對于那些要求在帶負(fù)載下轉(zhuǎn)矩不小的拖動裝置中,所選用的電動機(jī)最好是繞線式異步電動機(jī);對于那些負(fù)載比較平穩(wěn)以及容量不小的和電動機(jī)啟動次數(shù)不是 很多時,我們就要考慮機(jī)械效率比較高以及功率因數(shù)比較高的同步電動機(jī)。之所以選擇同步電動機(jī)不僅是因?yàn)槠淇茖W(xué)合理,還可以實(shí)現(xiàn)在通過對其實(shí)施調(diào)節(jié)勵磁來達(dá)到電網(wǎng)的功率因數(shù)的提高。
2,對電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械
應(yīng)該對機(jī)械的調(diào)速范圍、平滑性、機(jī)械特性硬度以及轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)級數(shù)和工作的可靠性等對調(diào)速有要求的生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行選擇的拖動方案。對于這樣的拖動方案是基于一些合理的技術(shù)指標(biāo)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較后確定的。按照經(jīng)驗(yàn),一般情況下是,在調(diào)速范圍是D=2至3時,調(diào)速級數(shù)介于2和4時,通常是采取通過對磁極對數(shù)的雙速或者多速籠式異步電動機(jī)拖動的改變。在調(diào)速范圍D小于3時,并且對于平滑調(diào)速沒有要求時,通常選用繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)拖動,然而,這種電動機(jī)只適合于時間不長的負(fù)載以及重復(fù)短時的負(fù)載場合;在調(diào)速范圍D結(jié)語3和10之間時,并且對于平滑調(diào)速有要求時,此外其容量也不是很大時,我們就可以應(yīng)用帶滑差離合器的異步電動機(jī)進(jìn)行拖動。毋庸置疑,假如實(shí)際應(yīng)用中,要求電動機(jī)較長時間低速運(yùn)轉(zhuǎn)時,就應(yīng)該考慮使用晶閘管拖動系統(tǒng);當(dāng)調(diào)速的范圍介于10和100時,應(yīng)該考慮使用直流拖動系統(tǒng)或者交流調(diào)速系統(tǒng)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)最近幾年,在我國變頻調(diào)速以及串級調(diào)速得到了很大的推廣。
3,有關(guān)電動機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定
通過實(shí)際使用可以得出這樣的結(jié)論,電動機(jī)的調(diào)速性質(zhì)必須和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)荷特性有一定的相適應(yīng)性。對于雙速籠型異步電動機(jī),假如定子繞組由連接改變成YY接法,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由低俗改變?yōu)楦咚?,但是由于電動機(jī)的功率不會有太大的改變,因此這種電動機(jī)適用于恒功率傳動;但是,當(dāng)定子繞組從Y接法改變成YY接法,由于電動機(jī)的輸出的轉(zhuǎn)矩不會發(fā)生變化,因此其適合于恒轉(zhuǎn)矩傳動。對于那些直流他勵電動機(jī),改變電樞電壓調(diào)速就是恒轉(zhuǎn)矩輸出;但是改變勵磁調(diào)速就是恒功率調(diào)速。
電氣控制方案的確定原則
盡管電氣設(shè)備的控制方案具有很多種類,但是電氣控制設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時通常是遵循簡潔、可靠以及經(jīng)濟(jì)適用的基本原則進(jìn)行設(shè)計的,具體原則見下面:
1,要遵循電氣控制的方式和拖動相適應(yīng)的原則
控制方式的合理與否的直接評價標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)效益。假如電氣控制邏輯相對簡單,并且該電氣控制的加工程序也是比較穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備,那么比較合理的是該電氣控制就比較適合應(yīng)用于繼電接觸控制方式。否則的話,如果電氣控制的加工程序復(fù)雜,那么就要考慮使用編輯程序的控制器。
2,電氣控制方式要和通用化程度相適應(yīng)
所謂的通用化就是指生產(chǎn)機(jī)械加工不同的對象的通用化程度。雖然對于一些設(shè)備其加工的零件只有一件或者幾件,其通用化程度就比較低,但是,它可以實(shí)現(xiàn)較高的自動化,因此,對于這類通用化程度較低的設(shè)備往往是是應(yīng)用于固定的控制電路;與此相反是那些批量生產(chǎn)單件或者小零件的通用程度較高的機(jī)床,對于其往往是采用數(shù)字程序或者編程控制器進(jìn)行控制。
3,電氣控制電路的電源應(yīng)該具有可靠性
對于那些電氣控制電路相對不復(fù)雜的線路,通常是采用電網(wǎng)電源;假如元件較多并且電路也相對復(fù)雜,那么通常是采用電網(wǎng)電壓隔離降壓,以此達(dá)到降低故障發(fā)生的可能性。然而對于那些自動化程度比較高的生產(chǎn)設(shè)備,應(yīng)該考慮使用直流電源,因?yàn)檫@樣不但可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省電氣安裝的空間,還使得電氣控制的操作以及維修得到比較方便。
電氣控制線路的設(shè)計方法
3.1電氣控制線路的設(shè)計要求
雖然電氣種類較多,其電氣控制線路不同,但是綜合其規(guī)律,要遵守以下設(shè)計要求:1)設(shè)計要滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求以及按照合理的工藝順序進(jìn)行工作;2)設(shè)計的電氣控制線路應(yīng)該盡力簡潔并要盡量可靠;3)控制的操作以及調(diào)整檢修都要遵循方便的原則;4)控制線路在工作時要安全可靠、穩(wěn)定工作,能夠適合環(huán)境。
3.2控制線路的設(shè)計方法
實(shí)際上,電氣控制線路的設(shè)計方法主要?dú)w納:(1)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法,(2)邏輯設(shè)計法。所謂經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法意思就是,按照生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)工藝的基本要求,依據(jù)電動機(jī)的控制方法,并且使用典型的環(huán)節(jié)線路,對電氣控制線路直接進(jìn)行設(shè)計,第一設(shè)計出各個互不相關(guān)聯(lián)的控制電路,然后結(jié)合電氣設(shè)備的工藝要求來決定各部分電路的聯(lián)鎖或聯(lián)系。這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn):簡單。但是,這種方法也存在不足之處。也就是說這不是很容易的控制電路,它要求設(shè)計者具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn),但你需要繪制了大量的布線圖,并可能被修改了好幾次,得到符合要求的控制線。所謂的邏輯設(shè)計方法,是利用代數(shù)的邏輯設(shè)計,電路設(shè)計,此方法合理的結(jié)構(gòu)可以節(jié)省使用的元件數(shù)量。
結(jié)論
總之,通過上文我們可以知道電氣線路的電氣控制系統(tǒng)的基本設(shè)計是一個重要組成部分的操作,以及電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況等,有直接的影響。因此,電氣控制設(shè)計師設(shè)計的電路進(jìn)行了深入研究,從實(shí)際的工程需要,結(jié)合其工作經(jīng)驗(yàn),利用合理的設(shè)計方法,以確保準(zhǔn)確和有效的電力線路設(shè)計。
參考文獻(xiàn)
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