时间:2022-07-28 08:22:41
电路原理论文范文第1篇
论文摘要:在RC电路中,当电容两端有电压时,关闭开关,通过计算机观察电流通过电阻,在RC电路中电压随时间的变化规律与理论情况比较。实验以RC电路为基础,通过声卡使计算机与实验结合,用CoolEdit软件进行录音,最后通过数学软件MATLAB对图形进行分析,将理论计算值与实际测量值进行比较,结果证实了RC放电的电压随时间的变化趋势。
1引言
本论文主要证明在RC电路放电时电压随时间的变化关系实验.
在RC电路中,当电容两端有电压时,关闭开关,电流通过电阻,此时电路中电压随时间的变化成何种规律。作者在一本教科书中发现前人已经得出结论,电压与时间的关系式是.作者通过实验测量出5个时间点的电压值与在相同时间点的理论值相比较,看两者是否接近或相等。
2设计原理及方法:
2.1RC电路放电原理:
电路的过渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程,其变化十分短暂而且是单次变化过程。对时间常数τ较大的电路,可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路,必须使这种单次变化的过程重复出现。为此,我们利用NE555方波发生电路输出的方波来模拟阶跃激励信号,即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号;方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号,选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ,就可以观测电路的过渡过程.
在阶跃信号下,RC-阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长,其变化的快慢决定于电路的时间常数τ.
2.2时间常数τ的测定方法:
⑴根据-阶微分方程的求解得知
(1)
方程⑴为电容放电过程方程,其中U是放电前电容两端的电压.
当t=τ时,U0=0.368U.此时所对应的时间就等于τ。其零输入响应的波形如图1测试电路如图2⑴所示.
⑵由零状态响应波形增长到0.632U所对应的时间就等于τ。其测试电路及波形如图2⑵和图3所示.
⑶微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的应用电路,它对电路时间常数τ和输入信号的周期T有着特定的要求.
RC串联电路,如果满足τ=RC<<T/2(T为方波脉冲中的重复周期),且由R端作为响应输出,这就成了一个微分电路.
(2)
由式(2)可知:电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比,电路如图4⑴.
将图4⑴中的R与C位置调换一下,即由C端作为响应输出,且当电路参数的选择满足τ=RC>>T/2条件时,则称为积分电路.
(3)
由式(3)可知:电路的输出电压与输入电压的积分成正比,电路如图4⑵.
2.3实验仪器与软件介绍
声卡是多媒体技术中最基本的组成部分,是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件.在一块声卡上有晶振,AD/DA转换芯片和数字处理芯片及其他辅助电路.因此,它可以作为数据采集卡使用,不过被采集号的频率被限制在音频范围之内.设定了采集频率,采样位数,缓冲区大小之后,再利用声卡的DMA方式进行数据采集工作。利用LabWindows/CVI环境下,借助硬件驱动程序对声卡的采集频率,采样位数,缓冲区大小等分别进行控制,根据用户的需要调整波形显示,进行波形分析,从而构成功能强大的虚拟存储示波器.
CoolEdit软件与外电路是通过声卡的连接,当外电路的开关关闭再打开,在CoolEdit软件的界面会显示出电压与时间的关系图形.将图形剪切下来,与.mav的文件形式储存起来.
MATLAB是数学软件,主要用于对图象的研究,精确度较高.
2.4实验设计方法
(1)设置声卡
①打开声音高级控制.
图5
②选择录音属性,打开录音音量控制面板,将输入方式选成Line。
③关闭不必要的声音特效,以免左右声道互相干扰。
④如果无信号时背景噪声较大,可以尝试将一些选项静音,特别是CD音频。
⑤调整输入和输出的平衡,可借助示波器部分和信号发生器部分实现。
这时信号是从LineIn口输入的.在输出音频信号时,输入口是没有信号的.
如果使用其他声卡,可参照以上步骤设置.注意使用万能声卡驱动程序或自带驱动程序,不要使用Windows带的驱动程序.如果仍无法正确工作,可换一个驱动程序试试.可能出现的情况:
a声卡上没有LineIn口,只有MIC口,在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况,因为MIC口通常是声道,也就是示波器只能单踪工作.
b打开信号发生器,示波器上同时显示波形,这是输出反馈到输入端造成的,可修改各项设置.
(2)在实验线路板上选取R=5kΩ,C=10μF组成如图2所示的RC充放电电路.NE555信号发生器输出的方波信号电压U=1.5V,频率f=1kHz,将自制电缆线Φ3.5立体声插头插入声卡的LineIn,另一边接到实验线路板上的激励端口所在位置.
(3)在虚拟示波器上观察激励与响应的变化规律,来测时间常数τ,通过调整虚拟示波器界面上的增益、时基和网格按钮,可清晰地观测RC的响应曲线,并可计算出时间常数τ.对于R=5kΩ,C=10μF的RC响应曲线如图6所示.
图6
(4)适当地改变电容或电阻值,观察波形变化情况,记录观察到的现象.
①选取R=10kΩ,C=10μF,观察并绘制响应的波形,继续增大C之值,定性地观察响应的影响.
②选取R=15kΩ,C=20μF,组成如图4(1)所示的微分电路,在同样的方波激励信号作用下,观测并绘制激励与响应的波形.
3数据分析电压时间
实验所测得电压随时间变化曲线如图7
4实验结果分析
①通过计算在相同时间点电压理论计算值与电压实际测量的结果的比例进行比较,我们可以发现相同时间的电压比值几乎相等,作者在通过改变R与C的值发现相似的结论,由此可以证实前人研究.
②本实验精确度较高,但难免有误差的出现,首先在截图时,很难从电压最大值开始截取;其次在用MATLAB对图形进行处理时,很难在特定时间内找到所对应的电压值点,作者因此选取在此附近的点,由此产生的误差可达到万分之一.而且用声卡测试仪器时,难免有噪音的的影响.
③声卡测试仪器的优点:可以将电路与计算机连接在一起,并截取录音,传送给计算机处理.
声卡测试仪器的局限性:容易受外界环境及本身其他的功能影响.
5结束语
本实验室属于计算机应用实验,难度较高。实验要求会使用CoolEditPro2.0,MATLAB6.1等软件,熟悉声卡的原理,计算机基本知识及物理原理等等.在此应该特别感谢鲁晓东老师,胡依杰同学及费芬同学对我的帮助,他们帮助我找到很多关于这方面的资料.在此次实验中证实前人已经得出的RC电路放电电压变化规律,即电压与时间的关系式结论.
参考文献
电路原理论文范文第2篇
论文摘要:在武警初级指挥院校《电子技术基础》的教学中引入网络课程,并利用网络课程的资源及技术优势提高该课程的教学质量。
《电子技术基础》是武警初级指挥院校武警指挥本科专业开设的一门重要必修课。通过本课程的学习,使学员较系统地掌握电路和电子技术的基础理论、主要电路和电子器件的技术特性与应用,具有对一般电路进行分析和应用的能力,具有严谨科学的思维方式和分析方法,为相关课程的学习以及新装备的正确使用与维护奠定必要的技术基础。我院于2003年在本科学员队首次开设《电子技术基础》课程,并于2007年完成了《电子技术基础》网络课程的建设。该网络课程主要由网络教材、仿真实验、在线测验三部分组成。通过近年来在教学中引入网络课程的实践经验,我们总结出一些运用网络课程提高《电子技术基础》教学质量的做法。
一、发挥网络课程资源优势,促进相关课程知识前后连接
《电子技术基础》在武警指挥专业的教学体系中并不是一门孤立的课程,它需要《高等数学》和《大学物理》的相关内容作为预备知识,并为《军事高科技》和《武警基层常用技术装备器材》等后续课程提供理论支持。为了提高《电子技术基础》及其后续课程的教学质量,可利用网络课程教学资源共享方便、配置灵活的优势,加强前后相关课程的知识连接。
二、利用网络课程加强教学内容与实际的结合,调动学员的学习兴趣
武警指挥专业开设《电子技术基础》这门课程,要求学员除了掌握各种电路与器件工作原理以及简单的定量分析外,还应具有将理论知识与部队装备中典型电路相结合的能力,这与地方工科院校开设该课程主要强调理论知识和定量计算有一定差别。学员在学习中也普遍表现出对电路实际应用更感兴趣的现象。为了使学员学有所用,教员平时可以注意收集与教学内容有关联的部队装备的相关案例,然后将它们融入网络课程中,增强课堂讲授与部队实际的联系。电子技术在部队的应用日益广泛,教员应随时注意对教学内容进行增删修补,吐故纳新。
三、运用多媒体制作软件将抽象的理论转化成学员易于接受的具体现象
网络课程区别于其他教学方式的最大特点是可以将教学信息通过多种媒体进行加载。其中常用的媒体有:文本、图形/图像、声音、视频、动画)。相对于传统教材的文字与静止图像,网络课程拓宽了教师对教学素材的选择,能有效加大教学过程中的信息量。特别是针对一些比较抽象的授课内容,多媒体网络教学的优势十分明显。例如第5章《半导体器件》中的二极管及三极管工作原理这个知识点,学员若只通过书本上的文字和几幅简单的原理图进行学习,要深刻理解和掌握其原理就显得比较困难。而网络教材内容如果只做书本的翻版,这也将丧失网络课程在技术上的先天优势。因此在这个知识点网络教材的设计中,我们利用动画制作软件Flash制作了相关演示动画,详细地描绘出电子器件内部载流子的运动过程。通过动画的演示,学员普遍反映比书本教材理解更为直观形象。
四、使用电路仿真软件进行实验演示
实验作为理论知识的实践过程,可以使学员加深对课堂理论讲授的印象,提高学习效果。由于学时限制,我们只选取了6个实验内容:常用电子仪器的使用、动态电路RC充放电、单管放大电路分析、集成运算放大器的应用、组合逻辑电路的测试与设计、集成触发器逻辑功能测试。传统实验所需器材的价格较为昂贵,并且部分实验效果也不直观明显。基于这两个缺点,我们改革了实验课教学方式,通过利用电子设计自动化软件ElectronicsWorkbench在计算机上进行仿真实验替代了传统实物实验。EWB软件界面形象直观、操作方便。运用图形界面可以很方便创建电路,并且还提供了多种虚拟仪器。使用该软件进行电路仿真,既解决了购置高档仪器以及大量元器件之难,又避免了仪器被损坏等不利因数,还使得实验结果形象直观,学员易于接受。超级秘书网
五、运用在线测验适时反馈教学效果
电路原理论文范文第3篇
教师指导和学生设计制作
每一届的毕业设计环节中,指导教师和学生之间的搭配都是一个双向选择的过程。一个优秀的毕业设计成果是需要师生通力合作的,而其中的重点仍然是以学生为主。毕竟毕业设计的最终目的是让学生学会运用所学知识,提升职业素质,达到学生能够适应社会工作的竞争环境的目的。“材料自动分拣系统”的指导过程大概分为三部分:一是硬件设备的选择;二是简单控制系统的安装和调试,三是整个系统的综合调试。
1.硬件设备的选择
在选择硬件设备时,往往要面临的问题是,系统中哪些功能是可以设计的,哪些功能是可以直接应用成品的。笔者指导学生选择硬件的原则是优先选择工程中实际应用的设备或元器件,如果我们能够选择到合适的成品元器件,就可以节省一部分时间。以电源设计为例,电源设计是一个复杂而又简单的问题,如果学生毕业以后想从事微电子行业,设计一个电源是很好的选择。一个好的电源设计是很复杂的问题,主电路设计并不难,难点是相关保护电路、稳压电路的设计。本设计中直接采用了模块化电源。再如传感器,现代工业中成型的传感器产品很多,应用也很广泛,本设计中部分传感器采用了欧姆龙产品。在这个选择的过程中,学生需要对整个系统进行认真甄别,想办法利用现有的一些资源,如实验室现有设备,选择最合适的一些元器件。对于实验室没有的,就需要查找相关资料,这个过程也是学生学习的过程,尤其是学生进入各种专业网站和论坛,对学生的知识面的扩展和专业知识的自主更新有很大的促进作用。
2.简单控制系统的安装和调试
实际上,一个最简系统的工作过程是将一个控制信号输入给控制器,然后控制器输出一个信号实现一个动作。如果一名学生能够对最简系统完全理解掌握,就可以对其进行有效扩展。如本设计中检测环节的传感器,最简单的可以采用一个红外接近开关,复杂一些的可以采用光纤传感器,如想再扩展,可以引入扫码器等。控制器可以采用PLC或单片机等,若三菱的PLC会用了,西门子的PLC也就基本没有问题了;执行器可以控制一个简单的继电器,复杂一些的就可以控制电动阀。调试过程一定是基于对简单系统的完整理解进行的,很多时候学生迈不开理论进入实践的步伐,原因就是都卡在了这里。在学生完美地掌握了系统的原理后,根据每条线路、每条程序应该对现实系统产生的影响状态,用相关仪器仪表进行调试,只有这样才能保证系统的硬件成功。在简单系统的设计与调试过程中,我们看见了很多的方向,这就给学生对所掌握的专业知识提供了很多的可能,对学生整体专业知识和基础知识的自主更新提供了充足的引导作用和吸引作用,在主观上引起学生对自身知识技能进行自主更新。
3.整个系统的综合调试
整个系统的综合调试是建立在系统的硬件全部选择完毕并正确安装之后进行的。在调试过程中,要充分利用上位计算机的监控功能,做到明白一步、编程一步、写入一步、执行一步、观察输出,利用相关仪器仪表检测电压信号、气压信号,对电路进行调整,直到输出正确,然后再进行下一步的调试。综观整个调试过程,由于学生对系统的基本原理和运行情况已经深入了解,所以侧重点实际上是仪器仪表的使用。通过安装、调试的过程,让学生立足于常见仪器仪表的使用,并对一些先进仪器仪表,如压力变送器、3型电动调节阀、3型控制器等,进行适当的引导性扩充,引导学生学习阅读产品说明书,消除对陌生设备的恐惧感,从而适应对陌生领域知识的自主更新。
形成论文,进行答辩及竞赛
学生毕业以后,除应具有优秀的专业素质以外,还应具有向其它行业扩展知识技能的能力。通过调查往届毕业生得知,很多学生毕业以后,由于各种各样的原因,从事了不同行业的工作,所以在毕业设计环节的最后阶段,应该指导学生学会对其它陌生知识领域的探索精神,并利用自主更新的能力去适应新知识、新环境。
首先在形成论文方面。所有的毕业生均学过计算机基础课程,也熟悉基础办公软件Word及Excel,但综合几年来学生的论文情况来看,大部分的学生对论文的画图和排版都很头疼。在这个熟悉的陌生环境下,如果学生能够独立完成论文的文本工作,那么该学生毕业后从事需要文本技能方面的工作时就会得心应手。这类知识的自主更新一般很容易,一是技术比较熟悉,二是查找资料方便,三是可以互相探讨。所以形成论文的文本制作过程,是一个很好的向陌生知识领域扩展的过渡过程。
其次是答辩和竞赛方面。我系每年学生的毕业设计答辩的时候要求必须制作幻灯片。这样要求的主要原因是由于一些电路图等无法用语言直接描述。而学院组织的院级毕业设计竞赛对幻灯片的要求就更高了,所以若想在竞赛中取得好成绩,除了毕业设计产品自身需要好以外,还必须配备有足够优秀的幻灯片去展示和包装毕业设计产品。对于幻灯片的制作,对学生的基本要求:一是要少文字、多表格、多图片;二是要对硬件调试过程制作一个电子像册,以此来展示整个调试的过程;三是若有条件对硬件演示进行摄像,可以制作视频短片,以方便竞赛的时候,在做毕业设计硬件演示时提供给距离较远的评委观看;四是若还有时间和精力,可以考虑制作一个简单的三维动画展示。在该课题最终参加竞赛的8分钟幻灯片里面,有视频短片11部、三维动画20秒、高清晰图片27张、像册36秒,非常完美地展现了整个设计过程,再配合学生的现场表现和硬件的现场演示,获得了第一名的好成绩。
电路原理论文范文第4篇
1仿真教学引入与创新思维拓展
1.1引入仿真实验教学的必要性
电力电子技术课程理论教学中,十分注重对电路的波形与相位分析,电力电子系统中出现的电压、电流等波形分析,以方便理解电力电子器件在电路中导通与截止的开关过程,从而加深对整流、逆变、交流变换、PWM控制技术等知识的理解。大量的波形分析内容,如果在黑板上手工画,是一个比较困难的事情,并且学生不易理解。通过在仿真实验教学环节中完成,同时回馈到多媒体教学,会取得更好的教学效果,所以,引入仿真教学是对理论课教学的必要补充[7]。另外,一些较为复杂的电力电子电路创新和综合性实验,无法通过模拟实验完成实践课教学,通过引入仿真教学,扩大实验教学的维度,扩大了实践教学的可操作性。电力电子技术是电力技术、电子技术和控制技术交叉学科,学生仅通过理论教学很难理解学科交叉性,对电力电子技术的认识也不够全面,通过引入仿真教学,既能加强学生对主电路的认识,也能加强学生对控制电路的认识,为后续课程,如“现代电力电子技术”、“电力拖动自动控制系统”等课程打下坚实的基础[8]。在结合当今产业发展的重点研究领域,如新能源发电、电动汽车、变频调速、柔性交流输电、高压直流输电等,具有一定的前瞻性和创新性,然而受到实验设备的局限性无法完成,引入仿真教学,可以进行对新技术的研究,拓展学生的工程意识[9]。仿真实验教学的引入,很好地解决了上述问题,同时提高了调试和设计的灵活性,可以最大限度地实现创新思维的发挥,开阔学生视野。
1.2创新思维培养与拓展
创新思维就是带有创见性的思维,更具体地说,是指学生在学习过程中善于独立思索和分析,不因循守旧,能主动探索、积极创新的思维因素[10]。从创新思维的角度来看,创新教育就是要培养学生的辩证思维能力、隐喻联想思维能力、发散思维能力以及有助于创新思维的非智力因素。对知识的“开垦性”越高,知识的系统性越强,减缩性越大,迁移性越灵活,则创造性就越突出[11]。创新人才培养是教育者及全社会共同关注的热点话题,更是推动我国尽快走上创新驱动发展轨道的现实的迫切需要。电力电子技术实验教学的目的是培养宽口径、厚基础、强能力的创新型人才,实验教学作为培养大学生基本技能、实践能力、创新意识的关键教学环节,应该把培养人才的综合素质和能力作为出发点和归宿,学生在校期间创新思维的培养显得尤为重要[12]。电力电子技术实践教学中,虽然有一些产学研结合和科技创新方面的课题,学生也有参与热情,但对于这种创新的课题,学生感觉高不可攀,遥不可及,然而,软件仿真实验调试和设计灵活,可最大限度地实现创新思维的发挥,同时也能解决人才缺乏和行业需求的矛盾,开阔学生视野,增强就业竞争力[13]。
2仿真教学开展实例分析
直流—直流变换(斩波电路)是电力电子技术教学的重点内容,其中,升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路及Zeta斩波电路结构不同,但其输入输出关系完全相同,此处通过应用PLECS软件,加强学生对电力电子控制技术的分析,通过开展仿真教学,提高学生创新能力。
2.1理论教学与电路工作原理分析
升降压斩波电路、Cuk斩波电路和Sepic斩波电路如图1(a)、(b)、(c)所示,可见电路拓扑结构不同,升降压斩波电路的工作原理为:当V处于通态时,电源E经过开关管V向电感供电储能;V处于断态时,电感中储存的能量向负载释放[14]。Cuk斩波电路当V处于通态时,E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分别流过电流。V处于断态时,E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分别流过电流,负载电压极性与电源电压极性相反,为反极性斩波电路。Sepic斩波当V处于通态时,E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导通,L1和L2同时储能。V处于断态时,E—L1—C1—VD—负载回路及L2—VD—负载回路同时导通,此阶段E和L1既向负载充电,同时也向C1充电,C1储存的能量在V处于通态时向L2转移。
2.2电路的PLECS仿真分析
在传统升降压斩波电路分析中,只注重主电路分析,而关于全控器件如何控制以及系统开闭环形式等内容,往往忽略了讲解和分析,此外,导出电路的输入输出关系后,对不同电路结构下,为什么具有相同的输入输出关系不作明确解释,各个电路的特点和利弊不作分析,从而使得学生在开关电源设计等方面具有很大的困惑,同时,学生的学习过程变为被动的知识传教,也无法引起学生的学习兴趣,更谈不上创新思维的开发[15]。此处,引入PLECS仿真软件,构建3种电路的仿真系统,分别如图2(a)、(b)、(c)所示,系统中电路仿真参数按图示进行选取,此处输入电压选为10V,占空比设为α=0.6,进行系统的仿真,仿真结果分别如图3(a)、(b)、(c)所示。通过PLECS仿真软件引入,辅助了对斩波电路的分析,学生可以充分理解在主电路背后,由于电路拓扑结构不同,其电路的运行效果不同,如:Cuk斩波电路与升降压斩波电路相比,其输入电源电流和负载电路都连续,脉动小,有利于输入、输出进行滤波。Sepic斩波电路为正极性斩波电路,而其他2种为反极性斩波电路。如此,结论和总结都可以通过仿真结果得到更清晰的认识。另外,学生可以借助仿真手段,灵活地修改参数,分析不同参数下电路的输入、输出关系,还可借助于其他的控制方式,研究在不同的控制方式下对系统的控制效果,从而为以后设计开关电源构造闭环系统打下基础,对电力电子技术是电力学、电子学和控制理论交叉学科有更清晰的认识。
3结束语
电路原理论文范文第5篇
1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flash动画的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。
6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。
二、结束语
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