电路原理(精选5篇)

  • 电路原理(精选5篇)已关闭评论
  • A+
所属分类:文学
摘要

周期流量可以用傅里叶级数展开,表示为无穷个正弦函数之和。 F(t)=A0+ΣAn Sin(nωt+αn) (n=1,2,3,4……ω) 将时间起点作一定的选择,使波形平移,可使αn=0 F(t)=A0+ΣAn Sin(nωt) (n=1,2,3,4……ω) A0为直流分量,电力系统一般无。由于电力设备制造上一般无接…

电路原理(精选5篇)

电路原理范文第1篇

近年来, 民用建筑用电设备的线性负荷越来越少了,而非线性负荷越来越普遍,谐波电流日趋严重,危害电路元件,减少设备寿命。为治理谐波,无源滤波器、有源滤波器等电路已被广泛采用, 但在使用中还有部分产品及工程设计存在着不太合理的地方, 其原因是技术人员对谐波电流的电路不十分理解, 针对此类问题, 笔者就谐波电流从《电工基础》上作一分析探讨供大家参考。

1、电路分析

周期流量可以用傅里叶级数展开,表示为无穷个正弦函数之和。

F(t)=A0+ΣAn Sin(nωt+αn) (n=1,2,3,4……ω)

将时间起点作一定的选择,使波形平移,可使αn=0

F(t)=A0+ΣAn Sin(nωt) (n=1,2,3,4……ω)

A0为直流分量,电力系统一般无。由于电力设备制造上一般无接线方向性,如灯泡、日光灯管两接线端无选择,而电流的大小、相位一致;再如电机对外接线在1、2、3或4、5、6,性能一致,电流相同。因此电力设备一般正、负半波电量镜对称,镜对称则无偶次谐波(二极管半波整流后的电流全部为偶次谐波,无奇次谐波)。则公式简化为:

F(t)=ΣAn Sin(nωt+αn) (n=1,3,5,7……ω)

供电系统中,要求三相电路基本一致,即三相基本平衡。在三相平衡电路中,各相同次谐波的相位角与基波差值相同,调整时间起点,可使谐波的相位角三相全为0,即:

A相αna = B相αnb = C相αnc=0

这样就有:

A相 Fa(t)=ΣAn Sin(nωt) (n=1,3,5,7……ω)

B相 Fb(t)=ΣBn Sin(nωt -120。×n)(n=1,3,5,7……ω)

C相 Fc(t)=ΣCn Sin(nωt -240。×n)(n=1,3,5,7……ω)

同时也有An = Bn = Cn(谐波分量值相等)

本文主要以3、5、7次谐波为例分析,其结果适用于以上各次谐波,6K-3、6K-1、6K+1(K =1,2,3,4……ω)次谐波分别对应于3、5、7次谐波。

在平衡的三相四线供电系统中,三次谐波的电流:

A相 Fa3(t)=A3 Sin(nωt)

B相 Fb3(t)=B3 Sin(nωt -120。×3)

=B3 Sin(nωt -360。)= A相 Fa3(t)

C相 Fc3(t)=C3 Sin(nωt -240。×3)

=C3 Sin(nωt -720。)= A相 Fa3(t)

谐波电流为零序,中性线 N上三次谐波的电流为各相三次谐波的电流和,其值为3倍的单相电流:

中性线 N上三次谐波的电流F3(t)=3×A相 Fa3 (t)

在平衡的三相四线供电系统中,五次谐波的电流:

A相 Fa5(t)=A5 Sin(nωt)

B相 Fb5(t)=B5 Sin(nωt -120。×5)

=B5 Sin(nωt -600。)= A5 Sin(nωt -240。)

C相 Fc5(t)=C5 Sin(nωt -240。×5)

=C5 Sin(nωt -1200。)= A5 Sin(nωt -120。)

谐波电流为负序,中性线 N上五次谐波的电流为零。即:

中性线 N上五次谐波的电流F5(t)= A5 Sin(nωt)+ B5 Sin(nωt -120。×5)+ C5 Sin(nωt -240。×5)=0

(负序电流在电动机中产生相反方向的转矩,危害更大。)

同理可得七次谐波电流为正序,中性线 N上谐波的电流和为零。

如某工程谐波电流计算结果如下:

相线谐波总电流

In=(2362+1542+1172+762+362+152+32) 1/2 =317A

中性线 N上谐波总电流

Inn=((3×236)2+(3×76)2+(3×3)2) 1/2 =744A

显然。中性线 N上谐波总电流要比相线上的大的多。如图一

在平衡的三相三线供电系统中, 不存在三次谐波电流。

第一,在星形接法中,如图一中去掉N线,三次谐波就无通路,各相负载上有三次谐波电压,无三次谐波电流,相当于三次谐波被开路。如星形接法的三相电机,三次谐波被开路,外部电源线路无三次谐波电流。

第二,在三角形接法的电路中,如图二,三角形内部三次谐波的电流值各相相同(包括相位角相同),形成内部通路,各相负载上无三次谐波电压,有三次谐波电流,相当于三次谐波被短路。如三角形接法的三相电机,三次谐波在电机内部流通,外部电源线路无三次谐波电流。再如常用的10KV D,Y11变压器,高压侧为三角形接法,三次谐波为短路电路,高压电源线路无三次谐波电流。

误区:“三次谐波主要由三相不平衡(单相负荷较多)的用电场合产生的。”用电负荷产生谐波电压是因为负荷非线性产生的,一般三次谐波电压最高(谐波频率越大,谐波电压越小。)。实际使用时,电路的接线不同,产生的影响也不同。假如A相负荷比另两相负荷大,大的部分产生的三次谐波的流向如下:三相四线有N线,三次谐波流向电源,形成回路;三相三线星形接法无N线,三次谐波通过另两相负荷流向电源,形成回路;三相三线三角形接法,三次谐波通过另两相负荷和电源的并联,形成回路。

若供电系统中, 电力设备多采用三角形接法,或单相的多采用线电压(电源接在两相线上),即可在用电设备上形成三次谐波的通路,三相平衡时,无需再补偿。

传统的无功补偿多采用电容器组三角形接法,如图三。

该补偿电路的特点是接线简单,制造价低,对平衡的三相供电系统能很好的补偿。缺点是不能补偿单相。对不平衡的三相供电系统,若某相负荷重,则该相电压降低数量多,而本相补偿反而少。

无源滤波器是在传统的电容补偿电路上串联电抗器,使得电容器与电抗器串联谐振在某个谐波频率上,为该谐波频率电流提供主要通路,减少流向变压器的谐波电流,已达到谐波治理,如图四。

电抗系数定义为XL/XC,其值为基波下计算而得。串联谐振频率为50/(XL/Xc) 1/2。当电抗系数为7%时,谐振频率为189Hz。 当电抗系数为5.5%时,谐振频率为213Hz, 5.5%一般用于防止5次及以上谐波。

图四电路用于防止5次及7次谐波是可行的,若要补偿3次谐波,电容器应为三相四线接线,改三角形接线为星形,N线是必须要的。

图五是按标幺(幺是1)值方法做的谐波源电路模型。各次负载的谐波分别等效为一个电源。滤波器阻抗为X=XL-Xc,当X大于0时为感性,当X小于0时为容性。变压器的励磁阻抗XL+RK较大,可视为开路;Z1=R1+jX1、Z2=R2+jX2分别为变压器高、低压侧的短路阻抗,Zb=Z1+Z2为变压器的短路阻抗,一般阻抗电压Uk=4%或6%。Z0=R0+jX0为高压电源等效电路,若高压系统为无限大,则Z0=0,实际上是无无限大的。图五便简化为图六。

从图六可以看出,滤波器的效果,取决于滤波器和变压器两支路对谐波电流的分配。流进变压器电流越小,滤波器的效果越好。

电源等效阻抗Z3=R3+jX3=Z0+Zb=Rb+R0+j(Xb+X0)

补偿电容等效阻抗jX=j(XL+Xc)

并联阻抗Z4

Z4=Z3//jX=(R3X2+j(X32X+X3X2+ R32X))/( R32+X32+2X3X+ X2)

因R3=Rb+R0不可能为0,也就是Z4不可能趋于无限大(分母不可能为0)。也就是电路不可能发生完全并联谐振,随着频率的变化,当Z4的分母R32+X32+2X3X+ X2为最小时,视为电路发生并联谐振,流进变压器谐波电流被放大。此种情况一般发生在无功补偿为纯电容型,即X=XL-Xc=-Xc。据资料介绍,一般变压器ST=315∽2000KVA,补偿纯电容为ST/3时,并联谐振频率为7∽15次(350∽750Hz)。

当滤波器阻抗为X=0,即XL=Xc时,发生串联谐振,流进变压器电流为0,虽然补偿效果最好,但容易烧毁电容器。

对于若三次谐波,若变压器高压侧为三角形接法,三次谐波在高压线圈内部流通,等效电路为连接节点1和N,Z0被短路。若滤波器电容器为三角形接法,或星形接法三相三线无N线。图五便简化为图七。

补偿电容串联电感后,可防止纯电容补偿时,电容与供电系统发生并联谐振,但却提高了电容器的工作电压,同时也加大了高次谐波流向补偿电容的阻抗,使补偿电路对高次谐波呈感抗。

计算时,分别计算各个谐波正弦量单独作用下产生的同频率正弦电流分量和电压分量,同时应注意各次谐波除参数受频率影响而变化外,其电路通道也可能不完全相同。然后把所得分量按时域形式叠加得到电路在非正弦周期激励下的稳态电流和电压。各次谐波可分别使用符号法即相量来计算。

有些厂家的补偿电容产品也利用图四电路,电抗系数为14%,并标明可以主要对三次谐波滤波。今对此电路进行分析。由于电路为三角形接线,在三相平衡负荷中,对三次谐波,因其电路不通,不能滤波。若系统中有单相用电设备负荷采用线电压(电源接在两相线上),此用电设备产生的三次谐波可以用这种电路滤波。显然,使用范围不大。

电路原理范文第2篇

实现倍频的原理有以下几种:

1、利用晶体管等非线性器件产生输入信号频率的各次谐波分量,然后用调谐于n次谐波的带通滤波器取出n倍频信号。

2、将输入信号同时输入模拟乘法器的两个输入端进行自身线性相乘,则乘法器输出交流分量就是输入的二倍频信号。

电路原理范文第3篇

关键词:自动应急电源,供电系统

 

1应急电源的概念

应急电源:是指突然失去市电情况下,能为照明灯、仪器设备、家用电器等负载立刻提供电力的一种装置,即可应急解决交流用电问题。

2 应急电源的工作原理

2.1 应急电源的组成及工作原理

2.1.1 应急电源的组成

一个完善的应急电源供电系统有两个供电通道向负载供电,市电电源直接经过旁路向负载供电;在市电中断或不正常时由应急电源向负载供电,这两个通道通过切换开关控制。应急电源主要由控制器、逆变器、断路器、切换开关、充电器和蓄电池组组成。

(1)控制器是控制逆变器、充电器、切换开关、断路器工作的装置,具有检测系统中各种信号、显示、保护及外部通信等功能。

(2)逆变器是的关键部件,逆变是把直流电变成交流电的过程,即变换,完成此功能的电路称为逆变电路,实现此过程的装置叫做逆变器。

(3)切换开关是切换市电电网的交流电与逆变器输出的应急交流电的装置,其切换时间小于,并具有电气和机械双重互锁功能。

(4)蓄电池组是用来储存直流电能的装置,一般采用铅酸免维护电池。

2.1.2 应急电源的工作原理

应急电源工作原理如图1所示。该电路的工作原理是:

(1)市电正常供电的情况下,交流电经过切换开关直接给负载供电,同时进行市电检测及通过充电器给蓄电池组充电。而逆变器停止工作处于自动关机状态,应急电源也是一直工作在睡眠状态,可以有效的达到节能的效果。

(2)当控制器检测到市电停止供电或市电电压超限( 15%或 20%额定输入电压)时,启动逆变器工作。逆变器此时接受蓄电池组的直流输入,将直流电转换为交流电,同时控制器控制切换开关切换至逆变器侧,为负载提供应急供电。

(3) 当市电电压恢复正常工作时,应急电源的控制系统发出信号对逆变器执行自动关机操作,同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切换操作。此后,应急电源在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时,还通过充电器向电池组充电。。两组切换开关之间互锁,保证市电与逆变器输出电源之间不会形成环流。

2.1.3 应急电源的电路实例分析

这是一种种小型应急电源,见图3,电路简单、制作成本低,具有软启动特点,适用于荧光灯、计算机等小功率负载。

该电路采用一个双刀三掷开关进行各种功能的切换。。当开关K置于中间 关 的位置时,电路同时与市电和蓄电池切断。当开关K置于 市电 位置时,输出插座与市电接通,负载通过直接由市电供电。同时变压器B的初级加上市电,次级经过全波整流后给蓄电池充电。为限流电阻,以实现小电流长时间充电,又不损害蓄电电池。当开关置于 逆变 位置时,由、、组成的推免逆变器与蓄电池接通而工作,给提供220V/50Hz的应急电源。发光二极管为市电指示灯。一般的逆变器电源采用220V电压直接点燃灯管时,灯丝未经预热活化,极易适成灯丝掉粉、蒸发,影响灯管使用寿命,本电源避免了这一缺点,并可实现软启动家用电器。。

结 论

当电网出现故障,发生停电事故时,应急电源作为独立于电网之外的备用电源是最有效解决停电事故和电力质量不稳定等问题的有效途径。其重要性是停电事故时有发生,确保提供所需的应急电力,以有效降低因为断电而造成的损失,为人们生产和生活安全提供保障。因此高效率、小型化、集成化、智能化、可靠性高、蓄电量大的应急电源是我们生活所要求的,因此该种电源应是发展的大势所趋

参 考 文 献

[[1]张惠,冯英; 电源大全; 西安交通大学出版社;

[2]广西 曾雪峰; 自制随身应急电源 [N];电子报; 2007年

[3] 郭春英,韩浩,任万强,田建华; EPS电源正弦脉宽调制逆变器的设计[J];实验室研究与探索; 2005年10期;

电路原理范文第4篇

关键词:计算机仿真技术;电路原理教学;Multisin应用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0176-02

在高校的电子信息类专业中,电路原理教学是一门基础课程,对学生专业知识和技能的掌握具有重要的意义[1]。然而由于抽象性较强、难度较大等原因教学的效果不理想。近年来随着社会经济的发展,计算机也逐渐普及开来,计算机仿真技术在高校教学中的比重越来越大,有利于提高教学的效果和质量[2]。

一、传统电路原理教学中存在的问题

电路原理教学需要作图进行授课,抽象性强。但是传统的教学模式难以满足教学的要求,教学的效果低下。

首先是理论性强、抽象。电路原理教学需要学生对电路、元件等等各个环节都要熟悉,比较注重原理概念性的教学。同时还需要学生进行大量的计算推导和联想,将抽象的东西转化为具体的事物,所以整个课堂气氛沉闷,学生感到枯燥乏味,教学效果不理想[3]。

其次是在电路原理的教学过程中,需要画大量的电路图,通过图形来进行讲解。在传统的黑板教学中,图形复杂导致画图不精确,另外也浪费了大量的课堂时间,整节课没有很好地利用,教学的效率不高。

最后,传统的课堂教学实验中,难免会出现仪器的故障、电子元件的损坏等情况,影响实验的正常开展,不仅浪费了上课的时间,也造成了资金的浪费,打击了学生的动手积极性和参与性,制约了教学工作的开展和完成。

在这种形势下,加强对传统教学模式的改革尤为重要。在目前的高校电子信息类专业教学中,计算机仿真技术的应用越来越广泛,教学的效果大幅度提高。

二、计算机仿真技术的特点

第一是更加生动直观,便于学生理解。传统的教学模式以黑板教学为主,图形复杂,注重理性的分析,学生很难接受。在电路原理教学中引入计算机仿真技术,可以将繁复的电路图等资料详细地绘制出来,具备直观、生动的界面,学生也更容易接受,有利于学生的理解和记忆。

第二是为电路原理教学提供了多重的手段。传统的教学理论型较强,需要经过严谨的推导和大量的计算,学习的难度较大。在教学中应用计算机仿真技术,可以把许多元件细致地描绘出来,而且更加的齐全,为学生的学习提供了便利。另外,计算机仿真技术功能强大,不但可以保存各种工作状态中的电路数据,还可以打印出来进行教学。最重要的就是当电路中出现短路或其他故障时,计算机仿真技术可以进行提前的预防和提醒。

第三是为课堂教学提供简单有效的实验方法。在电路原理教学活动中,实验是必不可少的一个环节,对巩固知识具有重要意义。在教学中引进计算机仿真技术,保证了成本的低投入,学生的实验过程避免受到其他不必要因素的影响,保证了实验过程的顺利开展和完成。另外,学生在实验过程中,不会造成原料和器材的损坏浪费,可进行长期的、反复的实验。计算机仿真技术帮助学生学习,激发学生学习的兴趣,提高教学的效果。

三、计算机仿真技术在电路原理教学中的应用

一方面计算机是一种智能化的工具,在电路原理教学中,能够自动建立电路运算方程,并且进行计算,将结果通过图形的方式表达出来。因此,在电路原理教学中,引用Multisin(电路仿真软件)软件进行教学活动,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的参与能力和动手操作的能力,有利于帮助学生直观地了解掌握知识,提高教学的效果。

另一方面Multisin软件具备齐全的电子元件,并且可以进行长期的实验而不必担心器材和原料的损坏,资金投入较少。另外,Multisin软件的功能齐全,可以进行各种类型的仿真电路实验活动,得到详细的数据报告和图形,并且可以将Multisin软件和多媒体技术相结合,在大屏幕上演示整个实验的过程,让学生更加直观地参与、了解电路的原理,掌握专业的知识和技能[4]。

再者,因为社会经济的发展和对人才的需求,Multisin软件应用于电路原理教学已经成为一种趋势,对于高校教学工作具有重要意义。Multisin软件是一款专门针对于电路设计和仿真的工具类软件,随着科学技术的进步和多媒体技术的发展,Multisin软件在国内和国外的电子行业应用的范围越来越广泛,已经成为高校电子信息类专业教师和学生进行授课和学习的教学工具。

四、Multisin软件在电路原理教学中的独特优势

第一是有助于帮助学生加强对基本概念和原理的理解和掌握。电路原理课程具有衔接性和实践性,因此在高校的教学活动中,通过将Multisin软件和PPT相结合的方式,制作一个教学用的多媒体课件,并在课件中标明重点和难点。在教学过程中,理论部分的学习通过PPT幻灯片制成文字进行授课;在实验部分,依赖于Multisin软件强大的仿真能力,利用图形、视频、现场操作等方式对学生进行演示,将抽象的、逻辑性较强的文字转变成生动的、具体的图像,实现理论和实践的良好配合。另外,在PPT幻灯片的制作过程中,可以将电路原理的仿真过程穿插到课件当中,使整个多媒体课件内容丰富,文字图形的协调搭配为课件增添了吸引力,同时能够让学生直观地接受知识,提高学生的学习积极性和动手操作能力,保证教学活动的正常开展和完成,促使电路原理教学实现改革和完善。

第二是有利于学生自己分析解决问题,提高自主能力。在“电路原理教学”中,运算量大,公式的运用和推导复杂,造成整个电路的工作原理十分的抽象和枯燥,难以集中学生的学习注意力。其次,教师在授课过程中进行纯理论知识的灌输,用文字对电路工作的原理进行分析和讲授,学生往往是难以接受,教师的“教”和学生的“学”之间脱节,抑制了学生的学习积极性,教学的效果不理想。只有将理论变得生动和具体,抽象变得形象化,学生对知识有充分的兴趣,主动地参与课堂,才能够更好地学习和掌握电路原理,完成教学的任务和进度。因此,在教学中引入Multisin软件,利用Multisin软件独特的电路分析的能力,例如运算放大器对数据的放大性能分析等等,学生可以自主地发现并解决出现的问题,并在实验的过程中通过多次反复的实验来验证结论,提高学生独自分析问题的能力,将对电路原理的学习从理性的认识上升到感性的认识。

第三是有利于帮助学生掌握电路的结构。在电路原理教学中,需要绘制复杂的电路图来进行授课和设计。但是在传统的教学活动中,电路原理是通过黑板教学完成的,用手绘图形保证不了电路绘制的准确性。另外,手绘图形的复杂导致学生难以辨认,无法集中学生的注意力,造成上课的效果低下。在教学中应用Multisin软件后,情况大大改善。因为在Multisin软件的元器件库中,具备数量齐全的各种电子元件,在进行电路原理教学中所需的电子元件都可以找到,而且元件的大小并不是固定的,可以根据实际教学和实验所需的参数和大小进行更换。因此在教学中绘制电路图的效率和速度大幅度的提高,并且还可以随时地增删。与黑板教学相比,Multisin软件仿真技术具有独特的优势,成为电子信息类专业教学中的主流工具。再者,利用Multisin软件绘制完电路图之后,可以直接将电路图进行课堂的演示,在教学中对电路图进行仿真分析,帮助学生更加了解电路的结构和各个元器件的作用,集中学生的注意力,激发学生的学习积极性和能动性,提高教学的效果。

结束语:

传统的教学模式和教学的手段已经难以适应时代的潮流,所以进行教学方式的改进和完善,应用先进的技术辅助教学是非常有必要的。电路原理这门课程的理论性和操作性强,学生在学习的过程中因为知识比较抽象而感到难度过大,因此在教学中运用Multisin仿真技术辅助教学是非常有作用的。Multisin软件将抽象的理论文字转换成直观的、具体的图形和图像,并且针对教学的重点和难点充分利用自身独特的优势和PPT软件相结合,制作内容丰富、生动的课件,帮助学生更好地进行学习,了解和掌握专业的知识。将传统的教学和先进技术相结合,激发了学生的学习积极性,提高了教学的效果,促进了电子类专业的长远发展。

参考文献:

[1]张立新,魏巍.计算机仿真软件在“电路原理”教学中的应用[J].吉林工程技术师范学院学报,2008,(07):28-29.

[2]左丽霞.Multisim在《电路原理》教学改革中的应用[J].科技信息,2008,(30):479+486.

电路原理范文第5篇

一、教学内容的整合

电路原理课程主要内容涵盖直流电阻电路、动态电路、正弦稳态电路、非线性电路等方面,其后续课程有模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电力电子技术等,随着电子技术的飞速发展,各类新型器件不断涌现,构成各种实际功能电路的要素发生了重大改变,多端元件和集成电路已经成为构建实际功能电路的主角,由此进行电路原理课程内容的整合势在必行。

第一,突出电路原理课程的基础地位。电路原理是电类专业学生学习的第一门专业基础课,其中所介绍的概念、定理和方法构成分析电路的重要基础。在教学中,应将重要知识点、重点、难点以及与工程联系紧密的内容讲深讲透;对于理论推导和与后续课程联系不大的内容,则少讲或布置为自学内容,鼓励有兴趣做理论研究的学生自行推导。例如:在讲授叠加定理时,将定理的内容、应用、注意事项、零值电源的处理方法仔细讲解,而定理的推导以及齐性定理等内容可布置给学生自学,这样既将基础部分进行了充分讲解,又使学生通过对推论扩展部分的自主学习对基础理论进行了应用,提高了学习质量。

第二,优化电路原理课程教学内容,与专业知识和应用紧密结合,使电路原理课程能充分发挥专业基础课导引专业的作用。例如,对于电气和自动化专业学生,结合其专业特点,增加正弦稳态电路部分的学时,减少偏理论的拉普拉斯变换部分的学时,并且在授课过程中,结合专业特点进行教学。例如,在讲授三相电路时,通过讲解对称三相电源是由三相同步发电机的三相绕组产生的,介绍三相同步发电机的结构特点, 把三相电机的等效电路引入教学中, 使学生把抽象的三相电源概念与实际电气器件联系起来,拓展了学生的视野,也为后续专业课程的学习打下了基础。根据电气信息学科最新发展和应用情况,介绍专业发展趋势,讲授最新的知识。例如,在讲授回转器时,结合现代电子技术集成电路的发展要求,讲授回转器的应用意义,给出回转器的内部电路,将运算放大器的应用与实际电路结合起来, 加深学生对电子器件的理解。而对于电子信息专业的学生,加强非正弦稳态电路的学习,将为其后续课程信号与系统、通信原理等课程的学习打下基础。

第三,结合实际电路进行教学,使学生建立起工程概念。传统的电路原理课程注重分析理想模型构成的电路,学生缺乏从实际元件到电路模型的建模观点,理论与实际脱节。我们在讲授电路分析问题时,应介绍现代电气工程领域中广泛使用的元器件, 让学生进行电磁过程分析,给出相应电路模型,建立工程概念。例如,在进行正弦稳态电路分析时, 引入常见的日光灯电路, 介绍电路特点,给出镇流器、灯管的电路模型,再进行电路的分析,将抽象的电阻电感电路模型与实际电路相结合, 教学内容丰富,学生在学完电路课程后,面对实际电路可以有效建立模型,进行电路分析。

二、理论教学方法的改革

第一,采用启发式教学,提高课堂互动效应。电路原理课程理论性强,涉及的计算和数学推导内容枯燥,易使学生产生厌学情绪。因此,在教学过程中,坚持启发式教学,采用设问环节,针对知识点提出问题,鼓励学生独立思考,以一个个环环相扣的问题来推动整个教学过程,学生自始至终都伴随疑问去听课, 并跟随教师的思路去寻找答案,逐渐使课程学习从讲授型向研讨型转变,从以教师为中心转变为以学生为主体的教学。例如,在讲授戴维宁定理时, 首先提出一个问题:无源两端网络的等效电路模型形式是什么? 学生根据之前学习的内容得出答案,再引导学生思考含源两端网络的等效电路模型会是什么形式,由此给出结论,进行推导,整个过程一直伴随问题进行,学生跟随老师引导进行学习,激发了学生的学习兴趣。

开展课堂讨论,活跃学习气氛。例如,在讲授并联电容提高电路功率因数问题时,提出是否并联电容越大,功率因数提高得越多的问题,让学生进行讨论,在互动过程中,老师发现学生学习所存在的问题,有针对性地进行讲解。既发挥了课堂教学中教师的主导作用,也培养了学生的自主学习能力。

联系实际,贴近生活,举出事例让学生进一步认识到学习本课程的实用性。例如,在讲授电阻电感电路的瞬态响应时,列举开关断开时产生电火花的现象,引导学生理解瞬态过程对电路的影响, 把难于理解的动态电路瞬态问题与生活实际联系起来,提高学生学习的积极性。

第二,教学方式和教学手段的改革。采用传统板书教学和现代多媒体教学结合的方式。对于理论教学,利用教学课件图文并茂、叙述形象生动的特点,采用多媒体教学;例题习题讲解采用板书的形式,步骤清晰,有利于学生接受和理解。网络教学与课堂教学互为补充,将教学大纲、授课计划、教学课件、备课笔记、课堂小结、习题解答、讲解视频等上传到教学网站上,并建立网上在线辅导系统,及时解答学生的问题,提高了教学质量。

采用案例教学,在卓越工程师班进行教学改革试点。针对卓越工程师班的教学需要,在电路课程的教学中,增加了电路设计内容,在讲授二阶电路响应时,布置二阶振荡电路设计内容,学生查阅资料,自己思考设计,并利用仿真软件Multisim10 将自己设计的电路进行仿真, 根据仿真结果进行电路的改进,直到满足设计要求,再到实验室进行实际电路的组装和测试, 使学生加深了对知识的理解,也将理论知识应用到实际电路设计中,取得很好的教学效果。

三、实验教学方法的改革

第一,注重理论和实际应用相结合。电路原理是实__践性很强的技术基础课, 结合现代电工电子领域发展现状和发展方向,有针对性地设置实验项目。例如,滤波电路在工程中的广泛应用, 将滤波电路的设计引入到实验中,既增强了学生对电感、电容元件在不同频率下的阻抗不同的理解, 又将电子电路的运算放大器内容加入实验中,增加了实验的先进性。在教学安排上将实验课作为课程内环节,理论课和实验课同步进行,使理论联系实际更加密切。学生在完成理论部分学习后,进行相关的实验操作,学然后知不足,知不足后能自省,再有针对地进行理论学习,形成理论与实践有机结合的正反馈效应。

第二,计算机仿真实验和实际电路实验相结合。我们在实验室使用Multisim10 电路仿真软件, 建立仿真教学平台和与之相对应的实验操作平台, 改革传统实验教学方法。指导学生拟定实验中要解决的问题, 利用虚拟元件、虚拟仪器做仿真实验。所有实验内容都采用学生先在仿真实验室对实验项目进行软件仿真, 然后到相关实验室进行实际电路操作的验证方法。另外,由于虚拟实验使用的元器件及仪表仪器齐全、功能多,便于开设复杂性、综合性实验,可打破实验设备缺乏带来的局限,又可解决课堂上未能解决的问题, 这对传统的实验教学起到了很好的互补作用。

将实验的电子讲义、教案、多媒体讲稿、动画演示和思考题等全部传上网,供学生学习和预习,方便学生在实验室之外进行学习和研究,提高实验教学效率。利用录制好的实验教学视频,在实验室进行播放,学生既掌握了实验步骤,又熟悉了要测量和运算的数据;既增加了学生完成实验任务的信心,也增强了动手能力,客观上又保证了实验教学的完美效果。

第三,增加综合设计性实验,减少验证性实验。将部分验证性实验内容穿插到课堂教学中,作为演示,让学生直观的建立相关概念。增加综合型、研究型实验内容,例如,在完成交流电路和回转器电路的学习后,要求学生设计一个电路,首先实现将电容元件转换为电感元件,然后在利用回转得到的电感与电容元件构成谐振电路, 找出谐振点,做出相应的频率特性曲线。通过实验,锻炼学生的研究开发能力。

实验室老师自主开发新的实验项目, 鼓励学生将自己的设计作品在实验室进行验证。实验过程中要提出问题,引导学生对实验数据进行分析,与理论课程相呼应。此外,可经常开展创新设计竞赛活动,训练学生的创新意识和工程能力,同时,将教师科研成果转化为综合型、研究型实验项目,面向全体学生开放。

四、结束语