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电路分析基础

时间:2023-05-30 10:16:06

电路分析基础

电路分析基础范文1

关键词:嵌入;EWB;仿真电路;分析电路;教学

《电工基础》是电子电工专业学生必须掌握的一门专业基础课,它主要研究电路的组成及对电路的分析。本课程具有包含的内容广、理论性强,概念、原理、公式多又计算量大,实践性也强的特点。但中职一年级学生年龄小,生活经验少、抽象思维能力差,学习主动性差,学习这门课程时感觉很难。在以前的教学中,笔者采用过多媒体课件、演示实验、到实验室做实验等措施,但总觉得教学方法还是欠缺什么、实验还跟不上理论,教学也达不到较好效果。通过在教学中嵌入EWB分析电路,弥补了实验的不足,取得了较好的效果。

一、EWB介绍

电子工作平台Electronics Workbench(EWB)(现称为MultiSim)软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于20世纪80年代末、90年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,它具有这样一些特点:

(1)采用直观的图形界面创建电路:在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果;(3)EWB软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法;(4)作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据;(5)EWB还是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法。

二、教学中嵌入EWB分析电路案例

案例一,电阻的串联电路:电路中的总电阻与各电阻的关系

1.题目:如图1所示,求RAB

3.引导学生根据结果来分析串联电路中总电阻与各电阻阻值间的关系。这个过程是课堂上最热烈、最活跃的时候,大家通过各自的思路来猜测结果是如何得来的。

最后得出RAB=R1+R2+R3,应用EWB再仿真别的电阻串联电路,测量出结果。反复多次,从而得出串联电路的一般规律。

案例二,电阻的并联电路:电路中总电阻与各分支电阻的关系

1.题目:如图3所示,求RAB

3.引导学生分析结果的得来。作为中职一年级的学生,如果不看书,是不可能猜测到计算方法的,因此,笔者直接告诉他们方法是:,要求学生用该方法去验证。接着再应用EWB去仿真别的电阻并联电路(如图5示),并测量出并联总电阻,再引导学生用同样的方法去验证,从而得出并联电路计算总电阻的一般规律。

三、教学中嵌入EWB分析电路的体会

1.EWB软件界面简单,操作简单易学、易掌握,且关于该软件的学习资料易通过多种渠道获得。EWB软件中还有关于多种仪表的使用及参数设置,这些内容都是学生在后续课程中需要掌握的。因此,在教学中要注意以下几点:第一,对该软件界面进行介绍,元件库中元件进行认识。第二,对EWB软件的操作进行讲解,如元件间的连接方法。第三,常用仪表的参数设置及仪表与电路的串并联连接原则。当然,这些讲解可穿插在电路仿真分析中去。

通过嵌入EWB分析电路,可以使学生在仿真过程中随意改变感兴趣的参数,实时观察系统行为的变化,交互性好。同时,EWB的仿真环境更能使学生摆脱深奥数学推演的压力,容易激发学生对新知识产生浓厚的探索兴趣,也为后续电类相关课程的仿真学习作了很好的铺垫,很适合中职生学生特点。

2.教学中仅是嵌入EWB仿真教学,对于多媒体课件、动画的插入、必要的演示实验、到实验室做实验等措施也是不可缺少的。

第一,多媒体课件、动画可以表达出EWB仿真电路中无法看到的现象。电工基础的许多概念和原理是比较抽象的,有些现象在电路中是无法展示的,所以仅靠形象、表象和想象对初学者来说是不容易理解和掌握的。但是,利用多媒体课件可以较好地解决这一难点。

例如,在讲解电压这节内容时,其教学难点就是“电压是电路中形成电流的原因”。教材是把水流比作电流,水压比作电压,以抽水机比作电源进行描述的。这种比拟方法,可以说是符合职高生形象思维的特点,但有的学生缺乏想象力,有的学生还未见过实物抽水机,无法在头脑中把水流、水压、抽水机和电流、电压、电源相匹配联系,使其从形象思维上升到抽象思维。而利用多媒体课件可以在屏幕上观看模拟水流的形成过程的同时,看到正电荷从正极向负极运动,这样将电流转换成电荷的流动,将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画,遵循学生的思维由浅入深、由表及里,从具体到抽象、由现象到本质的循序渐进的思维过程,可以比较容易地解决这一教学难点。

第二,演示实验、到实验室做实验有EWB无法仿真的效果。例如,在进行“动磁生电”这节内容时,其所要呈现的是一种物理现象。因此,EWB是无法仿真出该物理现象的。因此,必须通过演示或到实验室实验来使学生“看见”这种现象。器材:螺线管、磁铁、导线若干、电流表就可。通过将磁铁来回插入螺线管这个过程,电流表指针的摇摆现象来解决这一教学难点。

EWB软件仿真分析电路嵌入电工基础课堂教学,为我们改进、完善、发展和创新教学方法创造了新的条件。它不但使教师的教学更加具有直观性、形象性和生动性,而且使学生的学习更加具有主动性和发展性。既克服了传统教学过于抽象和枯燥及教学内容难以扩展的缺点,又弥补了实验、实习环节的不足,能够开发学生的智力,激发学习兴趣,提高教学质量,是一种良好的辅助教学手段。

参考文献:

[1] 王庄英.EWB在电工电子专业教学中的应用[J].职业教育研究,2005,(11).

[2] 朱清智,袁铸,胡应占.EWB在电工电子教学中的应用[J].电气电子教学学报,2010,(S2).

电路分析基础范文2

关键词:案例库;教学效果;学习兴趣

Design and application of case database for circuit analysis fundamental

Liu Minhua, Jia Xianyu

Yangzhou university, Yangzhou, 225009, China

Abstract: Circuit analysis fundamental plays the role of preceding and the following all other major courses in majors about electric and information. Thus teaching effect of this course have a direct impact on the students in such majors. This essay proposes establishing case databases according to classifications and leading typical cases into the classes systematically. This helps students to establish systems of course structures and major structures, broaden their major horizons and increase their major quelities. So this method can efficiently improve the teaching effects.

Key words: case database; teaching effects; study interes

电路分析基础是电气信息类专业重要的专业基础课,在整个专业计划中起着承上启下的作用,其教学目的是通过学习使学生掌握所学专业的基本理论和基本技能,建立专业知识体系结构,培养专业素养,教学效果将直接影响学生的学习兴趣和学习效果,更重要的是影响后续专业课程的学习。为夯实基础,不断提高教学,笔者在电路分析基础教学过程中对传统的教学方法及教学手段进行创新,尝试分类质量建立案例库,将案例有规律有系统地引入课堂,教学效果明显提高。

1 案例库设计的目的

案例教学法是一种集启发、实践、理论联系实际于一体的教学方法,可以引导学生运用所学知识,对案例进行分析研究,培养学生对知识的应用意识和潜在的思维创新能力,养成科学分析问题、解决问题的习惯。现代高等教育中案例教学法已被广泛应用,同时也在电路分析基础教学中得到应用。但如何更系统、规律、有效地在课程教学中应用案例教学法一直是我们探索的问题。分类建立案例库,教学中的各个环节适时引用相应的案例库,可以更有效地解决这个问题。

案例库不是个体案例的堆积,而是将与课程相关的典型案例按一定规律分类归纳整理,建立各种不同的案例库。案例库可分为名人典故案例库、课程体系结构案例库、专业体系结构案例库、课堂引导案例库、课堂讨论案例库、课外思考案例库、问题型案例库等,针对教学中的不同环节,适时恰当地引用相关的案例库,可以使学生更系统地构建课程知识体系结构、专业知识体系结构,扩大学生的专业视野,提高专业素养和学习兴趣,有效地提高教学效果。

2 案例库的设计

针对电路分析基础教学的现状及特点,笔者尝试设计建立了名人典故案例库、课程体系结构案例库、专业体系结构案例库,通过建立使用这些案例库,教学效果明显提高。

(1)电路分析基础教材中一些原理、单位都是以人名定义的,如基尔霍夫定律、戴维宁定理、诺顿定理等,将这些典故设计成名人典故案例库,并且将电路分析基础课程中用到的相关内容(如安培、伏特、欧姆、瓦特、法拉第等)加入到该案例库中,使学生了解每个重要知识点的渊源,增加学生的专业知识底蕴,激发学生探究新知识的欲望。

(2)把握电路分析基础课程脉络,将主要知识点应用的典型案例归结到课程后续的知识点上,建立专门的案例库,设计并建立链接表。表1为电路分析基础课程体系结构案例库链接表。

表1 电路分析基础课程体系结构案例库链接表

注:代表案例链接

例如,输入电阻知识点在学习过程中看起来比较枯燥,但通过表1链接的戴维宁定理和一阶电路的典型案例,可以了解该知识点在整个课程中的重要性。又如,回路电流法、结点电压法是直流电路分析的系统方法,也是后面正弦交流电路、运算电路的分析方法,在学习过程中通过链接表1案例库中的典型应用案例,可以帮助学生将分析电路的思路从直流拓展到频域和复频域,从而可以解决正弦电路、运算电路的问题,同时学生也能构建课程体系结构。

电路分析基础范文3

关键词:高寒地区;输电线路;杆塔;基础设计;分析

高寒地区位于严寒地带,属于高纬度,冬季寒冷而漫长,夏季凉爽而短暂。整个地区气温相差较大,由于高寒地区独特的气候特点与地形地势特点,高寒地区的输电线路的施工和设计还应建立在对高寒地区气候特点的了解以及相应气候变化规律的掌握基础之上。相应人员通过对高寒地区地形地势特点的原因分析和规律的掌控实现了对相应输电线路的科学和具体考虑,并能在设计过程中充分结合工程项目设计的经济因素等多方面的要素,从而设计出最优化的工程项目的设计和施工管理。

一、高寒地区的气候特点

高寒地区处于严寒地带,冬短夏长,常年气温较低,受到低温的影响,高寒地区冻土常年不化。高寒地区也因其地势高而具有气压低、空气稀薄以及气候相对恶劣的气候特点。并且由于高寒地区的地形地势特点,高寒地区气候复杂多变,冬季的气候特点具有冬季持续时间长,春季寒潮大风较多,夏季的气候特点多雷雨天气,秋季较短,冬季寒潮并有暴风雪。

二、高寒地区的地质特点

由于高寒地区的地势和气候特点,高寒地区的冻土常年不化,从而在高寒地带形成了相应地区的独特地质特点。高寒地区的冻土实际上是一种特殊成分的土体结构,冻土具体的成分、结构以及其力学性质与一般的土体不同,具有以下几种类型:

1、冻土类型

经研究表明,冻土是一种成分特殊的土体,冻土的结构、成分、热物理及力学性能与一般土体不同。高寒地区的冻土类型分为多年冻土以及季节性冻土两种类型,高寒地区的输电线路的设计分析应通过对相应冻土进行有效分析,从而建立优化的电线杆塔的基础设计和分析

1)多年冻土。通常称为永冻层,多年冻土层呈岛状,高寒地区的多年冻土处于高纬度,整体及层状构造为非衔接性的多年冻土。多年冻土的局部属于衔接性多年冻土,并且是富冰以及多冰冻土。一般状况下,多年冻土的厚度为在3-9米之间,其上限距地表为3.5-11米,而下限距地表深度为7-20米。同时,冻土融沉的类别为弱融沉、融沉。多年冻土主要存在于河漫滩、河谷沼泽地以及阶地。

2)季节性冻土。主要分布在河漫滩、河谷、阶地及沼泽地地下水埋藏浅的地段。最大冻结深度范围内的粘性土、粉土、粉细砂及中砂具有冻胀性,冻胀类别为强冻胀与特强冻胀,然而砾石、砾砂和碎石的冻胀一般为不冻胀或弱冻胀。由此,在高寒地区的砂地低凹地土层、丘陵的含水量较高,冻结深度范围内的土层冻胀为弱冻胀和冻胀。

2、对杆塔基础的影响

1)高寒地区的输电线路的杆塔基础设计应建立在高寒地区的冻土地区的分析基础之上,形成有效的分析和管理模式,高寒地区的冻土区周围容易形成高寒杆塔基地冻胀现象,高寒地区应通过多难冻土以上季节融化层,以及深季节冻土层。然而,对于那些基本状况稳定以及低温稳定的多年冻土发展,深季节的冻土层融化层厚度相对较小,冻结速度较快,致使冻土地区的水分迁移较小,相对而言冻胀较轻。此外,对于那些高温不稳的多年冻土,由于其季节融化厚度比较大,同时冻结速度慢,因此如果有细颗粒土壤等补给水分时,就会出现较大的水分迁移现象,从而造成严重的冻胀现象不利于高寒地区输电线路的使用。

2)对于冻土区所埋藏的较浅的活动层,其一般每年都会发生季节性的融化或者冻结现象,尤其是在多年冻土上限附近存在厚层地下冰时,更加容易受到天然因素或人为活动的影响出现下沉。因此,这也是输电工程中解决多年冻土融沉和不良冻土现象对杆塔基础造成影响的重要依据。

三、高寒地区杆塔基础设计及施工措施

1、输电线路杆基础设计及处理措施

输电线路杆基础设计和建设具有施工周期短、造价低、加工方便以及占地少等特点,从而使得其广泛应用于110 kV及以下电压等级中,尤其是在66 kV及以下的电压等级输电体系中运用得更加普遍。电杆基础在高寒地区主要存在两个问题:首先高寒地区的天气恶劣,冻胀、融沉使得电杆倾斜;其次是电杆基础本身的冻胀问题,由于电杆一般呈现环形结构,若直接将电杆埋入低温敏感冻土区及富水区,电杆的基础则可能产生胀裂而导致电杆失效。高寒地区的输电线路的设计应通过相应施工建设确保电杆与土体的接触面积小,致使高寒地区的冻胀效果不明显。并为防止高寒地区的电杆胀裂,必须在下段特加工成实心段,防止受水分迁移及填充冻胀的影响。此外,对于基础稳定性较差的单杆,将电杆做四角拉线,最好杆体加装叉梁并且采用双向卡盘,保证电杆的四个方向受力均匀,同时还需在埋深范围内回填不敏感的砂卵石,从而有利于保持地基冻土状态及电杆的基础稳定,还要确保电杆的基础埋深要大于最大融化层。

2、高寒地区输电线路的杆塔基础设计及处理措施

1)联合沉井式基础

联合沉井式输电线路杆塔的主要通过采用水泥预制井筒作为沉管,然后在直柱部分进行配筋,最后灌注素混凝土而成。该设计形式适用于地质为亚砂土、砂土,切向冻胀力为5~20 kN并且冻胀力较小的地段,最大优点在于杆塔施工中的土方开挖量少,从而有效解决塌方问题。要根据配重较大配以连梁,从而实现了抗冻胀能力,但在井筒尺寸的选择中,应进行抗拔、抗压验算,以及对于计算上拔力验算时,直接将切向冻胀力加到上拔力中进行基础验算。

2)灌注桩式基础

灌注桩式的输电线路杆塔的基础设计通过深入季节冻土层之下的桩身与土壤的摩擦来抵消法向冻胀力和基础上拔力。从而能输电杆塔在多年冻土区可以保持原状土态不融化,并且通过通过杆塔基础防止地基下沉。如果仅是为了单纯地克服冻胀力的作用,如果冻胀力为60~120 kN,则可以采用浅桩基础,确保其桩深在10 米左右即可满足。但是,如果还要考虑到河网冲刷及上拔力、下压力的情况,则根据实际的地质参数和基础作用力进行计算来确定桩的深度。因此,对于进行桩式基础在上拔力和位移验算时,分别将冻胀力的切向分量及法向分量加到上拔力及水平力中进行验算,经验表明,桩式基础是抵抗冻胀变形及基础下沉最有效的方式。

3)梯形斜面基础

梯形斜面基础的主要特点是不需要配筋,同时基础采用素混凝土浇筑成梯形。因为高寒地区冻结及融化地深度通常为3.0 米左右,从而采用这种上小下大的坡面可以有效地抵消切向冻胀力。同时,为了能够更好地达到抗冻胀效果,施工时的工艺要求表面必须光滑。此外,该基础适用于地下水位在1.0 米以下,冻胀力为20~40 kN,坡面的锥度一般为1/6,并且施工排水较为方便的情况。因此,在抗拔验算时,将冻胀力加到上拔力进行验算,从而算出更合适的值。但是,对于地下水位较高的情况,必须采用浮容重进行上拔力的验算,如果上拔力大于600 kN时,由于梯形基础体积要求比较大,使得施工难度大增,这时可以考虑采用灌注桩基础,从而确保输电线路杆塔基础设计的过关。

参考文献

[1] 孙洪波; 王雪丽. 高寒地区输电线路杆塔基础设计[J]. 内蒙古电力技术, 2009, (06) .

[2] 江涛. 浅淡输电线路杆塔基础施工方案的优化[J]. 广东科技, 2009,(24) .

[3] 朱添明. 探讨有关输电线路结构设计平台的解决方案[J]. 广东科技, 2009,(24) .

[4] 陈广成. 寒冷地区在季节性冻土上基础的设计与施工[J]. 科技资讯, 2008,(19) .

电路分析基础范文4

随着现代社会不断发展,我国中等职业教育事业发展迅速,无论是规模还是教学质量均得到了长足的提升和发展。现代电子信息技术的发展和应用,在一定程度上改变了人们传统的思维习惯,就中等职业教育而言,则相应提供了全新的创新渠道。翻转课堂是一种基于现代互联网和计算机技术的教学模式,侧重于引导学生自主性学习探索,有助于提高学生学习兴趣和学习主动性,进而提高教学质量。笔者结合自身教学经验,从中职“电工基础”课程教学入手,就翻转教学有效教学模式,发表几点看法。

关键词:

翻转课堂;中职;电工基础;有效教学;思路分析

中职教育作为我国职业教育的重要组成,承载着培养应用型技术人才的重要教育职责。随着我国教育事业不断发展,中职教育得到快速发展的同时,相应提高了对于中职教育的实际要求。翻转课堂教学模式是素质教育背景下,结合现代信息技术开创的一种教学模式,由学生课前借助相应的教学软件进行自主学习,以及课堂上的师生互动和学习交流构成。与传统教学模式相比,翻转课堂模式更有利于激发学生的学习兴趣和积极性,进而提高教学效率和质量。

1翻转课堂基本概念及特点分析

1.1翻转课堂基本内涵概述

翻转课堂由英语“FlippedClassModel”直译得来,是一种颠覆传统教学的新型教学模式。传统教学模式中,课堂是教师授课、学生学习的主要场所,辅助相应的课后练习完成教学。翻转课堂教学模式下,课堂的作用和意义发生了的根本的变化,由授课学习场所转变为师生互动交流的主要场所,具体包括问题讨论、解答以及知识运用等,课程基础学习则由学生借助相应的教学视频自主完成。随着计算机技术的发展和互联网的普及,使得翻转课堂教学模式的实施变得现实且可行。在互联网技术的支持下,学生的学习行为不再局限于课堂内的有限内容,而是扩展至近乎无限的互联网资源学习,学生的教学主体地位得到了充分的尊重和认可,有利于激发学生的学习兴趣和有效思考,从而提高学生的课堂参与度,达到更好的教学效果。

1.2翻转课堂教学模式特点分析

1.2.1教学视频简短明确

与传统的45分钟课堂教学相比,翻转课堂教学视频的时间更短,同时内容更加具有针对性,通常每一个教学视频仅围绕某一特定教学问题展开,更便于学生学习和查找复习使用。短至几分钟、长至十几分钟的教学视频,可以保障学生在注意力相对集中的状态下完成学习,更加贴合学生的身心发展一般规律。此外,网络视频支持暂停、回退、重播等功能,学生可以自行控制,有助于提高学生自主学习能力。

1.2.2教学信息明确

与传统课堂教学相比,视频教学中的环境干扰因素更少,教学讲解内容更加突出,以萨尔曼•汗的教学视频为例,视频中唯一可见的因素就是他的手,随着课程的进行不断书写相应的教学内容。通过这种模式,有效拉近了教师和学生间的距离,不再是师生面对面授课,而是由学生主导的一同学习,进一步突出了教学内容,教学信息更加清晰明确。

1.2.3学习过程重建

传统课堂教学模式中,学生的学习分为两个过程,其一是信息传递过程,即在教师课堂授课过程中,由教师向学生输送学习知识的过程,其二是内化吸收过程,即学生接受学习知识后,自主消化吸收形成自身学习能力的过程。由于第二过程缺少教师的辅导,多数学生会感到困难和挫折,进而逐渐丧失学习兴趣,翻转课堂对这一过程进行了调整,将学生的信息获取提前,并将其吸收消化过程放在课堂上完成,教师可根据每个学生的实际情况,给予学生更加科学的指导,同时在师生、生生交流过程,促进学生知识的进一步消化吸收。

1.2.4复习简便

传统的课堂教学具有不可回退性,学生复习主要靠课本和笔记完成,课堂还原度较低、复习效果较差。翻转课堂教学模式下,学生可根据自身问题查询相应的教学视频进行复习,对于一些难以解决的问题,也可以通过网络获取同学及教师的帮助,从而提高学习效率和质量。

2中职“电工基础”应用翻转课堂教学模式的现实意义分析

中等职业教育作为我国职业教育的重要组成,承担着培养初、中级应用型技术人才的重要教育职责,在我国的教育体系中占据重要地位。就中等职业教育而言,侧重于书本理论知识到实践操作能力的转换,只有学生掌握相应的技术技能,才能实现中职教育的意义和价值。“电工基础”是一门电工专业基础课程,具有较高的实用性和职业性,应用翻转课堂教学模式的优势,主要在于以下几个方面:

2.1激发学生学习兴趣

中职院校学生的学习基础相对较差,普遍缺少学习兴趣,相应限制了学生的发展。互联网时代背景下,翻转课堂模式的信息获取形式更容易激发学生的学习兴趣,同时拉近学生与课堂教学的距离,提高学生课堂参与度,进而逐渐改变学生传统的学习观念,提高学生自主学习能力,促进学生综合能力和素质的提升。

2.2凸显学生教学主体地位

传统教学模式下,学生被动接受、理解教学知识,师生间缺少有效、良好的学习交流,教学效率低、效果差。翻转课堂教学模式下,学生的教学主体地位得到了充分的认可和尊重,教师可通过良好的交流深入了解学生的学习状态,从而给予学生更有效的学习帮助,解决学生实际困难,提高学生能力。

2.3扩展学生学习视野

随着现代电力事业不断发展,新技术、新设备更新频率不断加快,对于电力专业中职教育提出了更高的要求。在互联网资源基础上,可有效拓宽学生视野,使其明确电力专业的发展趋势,进而提高“电工基础”教学的前瞻性和科学性。

3“电工基础”翻转课堂教学有效性提高措施分析

3.1创新教学观念

教学理念是一切教学活动的基础,翻转课堂从根本上颠覆了传统的课堂教学模式,相应提高了对于教师的教学要求。首先,教师应积极创新自身教学理念,摆脱应试教育对于自身理念的影响,充分认可并尊重学生的教学主体地位,科学看待学生的个体化差异,深入了解学生学习状态的基础上,给予学生更加科学且有针对性的帮助,进而促进学生自主性学习能力的提升;其次,教师应充分认识到互联网教学的科学性和有效性,积极探索符合职业教学要求的互联网教学模式,结合学生学习特点制作教学视频,通过引导式、启发式的教学问题,引导学生学习思考,在提出问题、分析问题以及解决问题的过程中,激发学生学习兴趣、提高学生综合能力。

3.2创新课题教学模式

翻转课堂教学模式下,课堂是师生互动和学习交流的主要场所,教师应通过相应的教学方法创新,充分发挥出新型课堂教学的实际效用,帮助学生消化理解课程教学知识,完成由理论知识到实践能力的转化。首先,教师应通过探讨式的互动教学,引导学生间的学习讨论,以加深学生对于教学内容的理解,并相应解决学生的学习问题。学生在视频学习过程中,会对教学内容产生相应的问题和思考,在互动式学习讨论中,学生的思考和问题得到充分的表达,部分简单的问题可以在学生的讨论中得到解决,而相对困难的问题逐渐被汇集,由教师和学生共同讨论解决。在这一过程中,教师可以直观地观察学生的学习状态,从而科学调整教学进度,以达到突出学习重点,提高教学效果的目的。其次,教师应加强课堂实践教学内容,在实践教学过程中,促进学生的理论知识应用,以不断提高学生的动手实践能力,加速理论知识到实践能力的转化过程。“电工基础”是一门基础性课程,具有较强的职业性和应用性,实验性教学内容较多,适合开展实践性课堂教学。如某中职教师在完成学生问题解答后,围绕课堂教学内容,创建了四组不同的电工工作问题情境,并将学生分为四组对应四组问题情境开展实验和讨论,要求学生通过问题表象特征,结合课堂教学知识,逆向推理问题成因并修复电路。在实验过程中,学生不断对照已掌握的知识,分析电路问题并通过实验验证自身猜想,不论是对于知识的理解还是实践动手能力,均得到了锻炼和提高。在分组问题解决之后,教师又组织学生交换题目进行实验,通过类似问题的不同表现形式,扩展学生思维,锻炼、提高学生的问题分析能力和处理能力。

3.3优化学生教学评价

中职院校学生的学习基础普遍较差,由于缺乏学习自信,学生学习兴趣偏低、自主能动性较差,开展翻转课堂教学活动具有一定的困难。因此,教师应全面优化教学评价方式,积极发展学生的学习闪光点,通过肯定、鼓励的教学评价,帮助学生建立相应的学习自信,并在不断的问题解决过程中,锻炼提高学生的问题解决能力,使学生真正感受到学习的快乐,从而激发学生的学习兴趣、提高学生自主能动性,以达到提高课程教学质量的目的。

4结语

综上所述,在中职“电工基础”教学中应用翻转课堂教学模式,可有效弥补传统教育模式缺陷,突出学生教学主体地位,激发学生学习兴趣和自主能动性,提高教学质量。因此,教师应积极创新自身教学理念、教学方式以及教学评价方法,提高翻转课堂教学有效性,以促进学生综合素质的进一步发展。

参考文献

[1]袁桂芳.翻转课堂在“3+4”分段培养教学中的应用研究———以“电工技术”课程为例[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2016(5).

[2]阎群,李擎,崔家瑞,王常策.基于翻转课堂的电工技术实验教学模式探析[J].实验室科学,2016(4).

[3]丁海霞.基于翻转课堂理念的电工技术教学实践新探索[J].江苏科技信息,2016(11).

[4]梁桥锋.基于翻转课堂教学模式的中职“电工基础”有效教学探析[J].新课程研究(中旬刊),2015(5).

电路分析基础范文5

[关键词]Multisim;教学;电路;仿真

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712 2015 13-0075-03

[作者简介]陈少航 1981― ,男,广西桂林人,研究生,桂林航天工业学院自动化系讲师,研究方向:信号分析及处理。

“电路分析基础”课程是自动化、测控技术与仪器、电子信息工程技术等电类本科专业十分重要的基础课,该门课程理论性和抽象性都比较强,学习难度比较大,又由于课程教学条件的限制,学生的学习积极性及教学效果不是很理想,需进一步提升。因此,因系制宜改革教学方法及方式是一项重要的研究课题。近年来,随着软件技术特别是仿真软件技术的飞速发展,越来越多的高校将仿真技术引入到电类课程教学过程。下面结合我校相关专业特点及教学现状,详细介绍Multisim在“电路分析基础”课堂教学和实验教学中的应用。

一、Multisim简介

Multisim是美国国家仪器公司开发的以Windows为平台的仿真工具,是一款专业的电子仿真软件,可以模拟单片机应用系统、模拟电子线路、数字电子线路及混合电路的工作过程及结果,仿真界面人性化强,元器件模型、虚拟仪器仪表及MCU非常丰富,能够实时仿真“电路分析基础”课程的各种电路,并能实时观察不同元件参数对电路造成的影响。

二、Multisim在课堂教学中的实践

目前,“电路分析基础”课堂教学主要是PPT静态演示为主,也就是课程的讲授是以PPT为主,这样的讲授方式持续了很多年,但教学效果并没有获得质的突破,究其原因,主要是没有对本课程抽象的理论知识建立相应的教学模型,因此,学生对教师讲解的内容理解得不够深刻,有一种似懂非懂、知其然而不知所以然的感觉。

Multisim是一款很强的实物模型仿真软件,课堂PPT教学过程穿插对应的Multisim仿真电路模型,能建立起一种交互式、讨论式的教学模式,提升学生对空间实物电路的理解能力,下面介绍一下Multisim仿真技术在课堂教学中的具体应用:

一 一阶电路状态、响应的仿真

一阶电路的状态及响应分析是“电路分析基础”课程的重点内容,同时也是学生比较难掌握的内容,它主要是分析电路中的零状态、零输入以及全响应,图2是用于仿真一阶电路的RC电路,激励是一个幅值为1伏,频率为1000赫兹,占空比为50%的方波。设计电路的时间常数,当方波值为1伏时,用来模拟电容的充电过程;当方波值为0时,用来模拟电容的放电过程。电容充、放电过程的电路响应实际就是图1的零状态和零输入响应过程。

采用Multisim10.0里的Simulite/Analyses/Transient Analysis 瞬态分析 对图2进行仿真分析,利用软件自带的虚拟示波器,得到如图3所示的响应结果。图2中的粗线是方波信号,细线上升阶段是电容充电过程,细线下降阶段是电容放电过程,在图2中利用Multisim的坐标定位功能,可以得到电容的充、放电过程是符合一阶电路零状态储能和零输入衰减过程,在一个时间周期内,图1的响应结果也是电路全响应的结果。

另外,图1中的电阻的变化会引起时间常数的变化、引起电路响应的变化,利用Multisim的Simulite/Analyses/Parameter Sweep 参数扫描分析 功能,同时观察不同电阻值对电路引起的响应结果如图2所示,图2显示了R1分别为50Ω、100Ω、150Ω以及200Ω的电路响应。

图2、图3 在仿真过程中,融合了一阶电路的零输入、零状态、全响应对电路响应的影响,利用参数扫描功能同时观察不同电路参数对电路响应结果的影响,这有利于学生理解和掌握这一抽象的难点内容,同时,学生可以自行修改实验参数,进一步加深印象和理解。

二 谐振电路仿真

串、并联谐振是正弦稳态电路分析的重要内容,图4 由电感、电容以及电阻串联构成,用来仿真串联电路的谐振,图4阻抗为:

将电路元件参数代入①式,计算出①式中的虚部位为零,由串联谐振条件可知,图4发生谐振,并且信号源和电阻R1上的电压值相同,同时电容、电感的串联支路电压为零,通过仿真软件内嵌的虚拟交流电压表测量显示,仿真和理论分析结果相同。

三、Multisim在实验教学中的应用

“电路分析基础”课程实验内容较多、较难,而单次实验课时间又较短,以前,每次做电路实验都比较仓促,实验的效果也不是很好,需要进一步改进实验教学模式。Multisim的引入取得了传统实验教学模式达不到的效果。课外提前布置实验内容的仿真验证任务,要求学生提前用Multisim进行实验,而且学生可以在实验要求范围内自行修改Multisim仿真参数和仿真电路,仿真达到预定目标之后,再搭建具体的实物电路,经过一个学期的教学实践,证明这种实验模式能缩短实验时间、降低实验器材的损耗,学生反应更能适应这种新式的实验模式,而且实验效果获得显著提高。下面用图5验证戴维南定理为例,介绍Multisim仿真技术在实验教学中的具体应用,图中的A图有一个由流经R4电流控制的电流源, 断开RL1,计算 也可以用Multisim内嵌的虚拟仪器测量 得到A图的等效Uoc=1V;等效Req=5Ω;其戴维南定理等效电路如图B所示,同时相同改变A、B图负载参数,仿真结果显示A、B图的直流电流表读数始终保持相同。仿真结果表明对负载RL的戴维南等效电路是正确的。

四、结束语

经课堂和实验教学双重实践证明,将Multisim仿真技术引入“电路分析基础”教学过程,课堂教学中结合理论分析不断穿插仿真案例,实验教学前布置仿真任务,实验中加入电路的仿真环节,有利于提高学生的学习兴趣,利于激发、调动学生的学习积极性和主动性,有利于培养学生设计电路、分析电路、解决电路故障的能力,有利于培养学生探索和创新思维,有利于降低实验器材损耗,并能加强师生之间交流和合作,提高实验的安全性和可靠性,提升学生的学习效果和课程的教学质量,促进教学健康、快速、跨越式发展。

参考文献:

[1] 邱关源.电路[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2] 张新喜,许军,王新忠,等.Multisim 10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3] 王庭才.Multisim11电子电路仿真分析与设计[M].北京:机械工业出版社,2012.

电路分析基础范文6

关键词:偏加固;倾斜;输电线路铁塔

220Kv的输电线路要能可靠安全的送到用户端,支撑架空传输线路的铁塔对保证供电质量起着十分重要的作用。目前,由于受到各种人为因素及其外界地理条件等各种因素的影响,导致铁塔的地基会产生不同程度的位移和沉降,对输电线路的安全可靠运行造成了很大的威胁,也给供电企业的野外管理造成了很大的影响。到目前为止,国内外对于普通建筑物的地基纠偏加固具有比较丰富的经验,但是对于输电线路的铁塔地基加固纠偏的研究并不多,关于铁塔基础误差纠偏的研究报道也很少。由于输电线路的铁塔结构属于高耸结构,在很多方面,例如:铁塔的材料、铁塔的组成结构、铁塔的受力情况以及铁塔的基础形式等,和普通的建筑物存在着较大的区别,所以,对输电线路铁塔的基础误差进行纠偏研究是亟待解决的一个问题。本文以作者单位所辖的220kv输电线路的倾斜铁塔加固工程实例,深入探讨对于220KV输电线路铁塔基础误差纠偏的关键技术,并指出需要进一步研究的问题。

1、工程概况及倾斜原因分析

某工程已经建成的220KV输电线路铁塔,某端线塔形为KGU1-45,呼称高度是45m,全部高度为67.5m。地基基础共有4块混凝土支撑板,土层基地没有经过任何的加固处理。由于地基基础是由独立的4部分组成,由于受到各种外界环境的影响,四个脚的地基基础有三个脚产生了不同程度的位移和下沉,并具有进一步发展的趋势。变形观测结果如下表1:

根据工程所在处的地质条件分析,产生此种情况的主要原因是地基软弱下卧层分布不均匀而造成的。

2、对基础误差进行加固纠偏的指导思想和实施原则

2.1 基本指导思想

在对基础进行加固纠偏的全过程中,务必确保4个塔脚的底部处在同一平面;在进行纠偏的过程中,保证输送电尽量不受到任何的影响,铁塔也不用更换或者是改建;原来的4个塔脚在施工的过程中要尽量不受到任何程度的破坏,但是他们的受力情况要发生部分程度的改变;纠偏的主要技术措施以顶升调平为主。

2.2 基本设计原则

第一步,设置刚度和强度都比较大的桩顶平面框架梁,这个框架梁并非独立设置,必须和原来的基础连接在一起;第二步,在设置好的框架梁上设锚杆静压桩孔,并压入大小为250mm*250mm的方桩,以便能使上部的铁塔荷载发生转移,转移到框架梁和静压桩,实现静压桩的加固托换。为了保证能达到顶升调平的目的,要在各个静压桩的顶部加上设置维持压入荷载的装置,以便进行顶升作业;下降的三个脚在纠偏顶升的过程中,对于出现的空隙要使用水泥浆进行灌满;整个作业完成后,上部铁塔和导线荷载全部由平面框架梁和锚杆静压桩群承担。

3、实施加固纠偏的基本步骤

3.1 加固纠偏的方案设计

按照上述的指导思想和基本原则,设计出如下的加固纠偏方案,主要过程见下图1.

3.2 加固纠偏的方案设计计算

对于铁塔的加固纠偏方案进行设计时,必须进行计算,计算的内容主要包括以下几个部分:第一部分,原来基础铁塔的自身重量;第二部分,新增顶升机构的自身重量;第三部分,传输铁塔自身的重恒载和风载;第四部分,顶升时覆土可能产生的力。

3.3 加固纠偏的施工控制技术

加固纠偏的施工技术主要包括以下几个方面:

(1)原位设置平面框架梁,确保纠偏全过程中4个塔腿底部始终在一个平面上,减小塔脚次应力,框架梁尺寸为2 mX 1m;框架梁初始状态设置为非水平的,是南低北高的,纠偏复位后方使框架梁恢复到原来的水平位置。目前各独立小基础顶部1 mX 1m墩基顶南北两个端点间高差达20 mm,与整个塔身的倾斜率基本一致。因此,框架梁的初始顶面可设置为与现在有4个1 m×1m墩基顶面齐平。纠倾到位时,所有原有基础和新增框架梁全部处于水平位置。

(2)在新建基础预留锚杆静压桩孔,进行地基锚杆静压桩加固托换;锚杆静压桩的压桩力应以能满足刚性框架抬升、调平至完全水平位置的需要,同时不能大于500 kN(方桩的尺寸为250 mmX 250mm),以保证桩身强度不被破坏。因此,桩群的施工流程必须采取信息化施工原则,即轮流微调的操作形式,不能操之过急。若能考虑到桩数可能不足,难以纠偏到位这一非常规因素,则宜在框架梁南侧多留两个压桩孔,以供万一需补桩用。

(3)采用顶升法对II,III,I三个下沉基础进行纠偏,使塔脚回复在一个水平面上。

(4)为了使整个纠倾工程始终保持绝对安全的状态,原有基础必须与框架梁同步顶升移动,不受破坏或削弱。基底下产生的空隙必须用灌浆方法填补。

(5)顶升机构的设计可以用液压式千斤顶,置放在已压入的锚杆静压桩顶部中心位置,在框架梁顶面该桩桩位处设置带传感器的荷载维持装置,20个桩位静压桩必须先行压入孔内到位。然后在维持荷载阶段,用带传感器的荷载维持装置塞到反力架空挡内。抽出液压式千斤顶,荷载转移到荷载维持装置。纠偏到位后,直接将微膨胀细粒混凝土灌入桩孔的内腔。7~8 d凝固后,即可拆除加荷框架,材料回收,4根锚杆可交叉焊上钢筋,然后浇上高强混凝土。

(6)纠偏加固实施前,宜对电塔塔身先行加固,同时加固纠偏过程应采用信息化施工,以确保纠偏过程电塔塔身绝对安全。

4、结束语

对输电线路铁塔进行加固和纠偏,采取上述方式从最终的应用情况可知,具有较好的推广效果,也是具有较高的性价比的。主要的优点表现如下:(1)节省资金,和传统的纠偏加固方法相比能够节约50%左右;(2)施工过程的危险程度较低;(3)整个的纠偏过程不影响输电工作的正常进行;(4)施工结束后,具有较好的处理效果。尤其是对于那些地质基础不太好,并且停电时间要求较短的线路来说,具有更好的综合效益。

参考文献:

电路分析基础范文7

关键词:输配电线路;杆塔基础;抗倾覆能力;计算方法

杆塔基础的基本作用就是将杆塔的重力逐渐伸向地下土体,其主体作用力同导线向绝缘子传递力量大致相同。参照相似的原理,绝缘子应该按照线路的具体特征来选择规格、精心审计,以此来满足各个类型导线的张力。与此类似,杆塔基础的设计也要确保满足各类载荷,这样才能真正提高杆塔基础的牢固度。

1 输配电线路杆塔基础设计的依据

1.1 地质条件

输配电线路杆塔基础上设计首先要明确杆塔地基所处地理环境、地质条件、岩土特征、地下水位等,根据这些客观条件来设计杆塔基础。

1.2 载荷特点

输配线路杆塔基础需承受多种载荷条件,具体见图1所示。

Z方向存在竖方向的载荷,与此相对应的X/Y则存在水平载荷,其中Z-Y.Z-X面上也存在倾覆力矩,X-Y平面则存在扭矩。实际的输电线路杆塔基础设计要考虑到多种变化性因素,例如:不同载荷的变化、载荷频率、分布等。同时,也要考虑到杆塔基础的型号、大小、质量等因素。

1.3 地基与岩石的承载特征

地基自身是否达到标准的承重水平,能承受的载荷大小,重载荷是否将带来破坏面,破坏的深度、程度等。破坏面的类型不同对应的地基岩土载荷传递模式也有所差异。

1.4 土与岩石的承载特征

重点从土体、岩石等的强度、变形特点、空隙水应力等方面出发,以及土体的排水性能等来综合得出杆塔基础的承载特征。

1.5 施工方案

实际的杆塔地基施工中所采用的施工方法也至关重要,方法的选择将影响到地基系统的承载能力,所采取的方法不当或者未能正确履行施工程序,都可能影响地基承载力。

2 杆塔基础于土体的抗拔能力

2.1 地基受损的主要模式

杆塔基础包括多种类型,例如:直轴型基础、直埋式基础、底板型基础等。其中轴型基础有着自己的受破坏方式,具体为:在地基和土体连接位置出现土的剪切型破坏,其形状为圆柱状。此类基础,略微将其向上拔起,使其承受上拔力,其所处区域土体内可能有间条块剪切面层出现,此时的滑移运力相对有限,然而,在外力逐步施加的基础上,土体内部则会有较强的滑移剪切力,杆塔地基的滑移则将变大,最后可能逐步形成连续性剪切滑移,会形成一种破坏力,逐步朝着土体与杆塔地基连接的位置靠近,实际运行过程中,如果滑移剪切未出现,杆塔地基也可能会遭到间条状剪切面的不良影响,从而出现倒锥形面,根部也可能出现圆柱状的剪切面。底板型基础,其遭破坏的模式相对复杂,会受到实际的杆塔地基深度、土体条件、性质、施工技术等的影响。通常来说,地基底板的形状不会影响破坏面大小和破坏程度,如果底板形状是长方形,内部剪切面则将形成立方柱形,地表的破坏形状则可能为倒锥形、圆柱形等。

2.2 端部阻力

底板型杆塔地基,随着混凝土的浇筑,其一端会出现拉力,拉力大小主要受混凝土底部与土体配合度影响,如果杆塔地基向上拔起,那么于地基底部,土体的抗拉强度则可能出现一端阻力,具体用以下公式表示:

Qtu=AtipSt

遇到特殊的土体,例如:排水条件差,载荷作用下土体颗粒间则可能出现端部吸力,杆塔基础在向上拔起时,其顶部将接受向上的拔力,底部则将出现吸力,这两大力会施加于杆塔地基底部,具体的力量大小通常在一个大气压以内,具体用以下公式表示:Qtu=AtipSs

其中,Ss为吸应力,该力量会逐渐变小。

2.3 直轴型地基的侧面阻力

对于直轴型地基来说,其上拔与下压过程中都将产生一定的侧面阻力,它们的计算方法大致相当,也就是:Qsu=Qsc,然而二者之间也存在一定的差异,也就是所谓的泊松效应,具体体现为:土体的膨胀、收缩等可能导致土体的水平应力逐渐上升或降低,这样土体的抗剪强度、侧面阻力等将对应地上升或下降。土应力将会出现一定程度的变化,可用下面公式表示:

其中,6h≈Es/EmVm/1+Vstr/r6a

6h-土体水平应力变化;Es-土体弹性系数;Vs-土的泊松比;6a-地基所承受的轴向应力。

2.4 底板型地基的侧面阻力

其计算方式同于直轴型地基的计算,实际上拔过程中的侧面阻力计算用以下公式:

Qsu=侧表面?子(Z)dz

当剪切面形状为长方形时,此公式还可以写成:Qsu=2(B+L)BuDγzk(z)tgδdz

上式中,B和L分别代表基础底板的宽和长。

通常地基底板的形状、大小等将决定剪切面形状,因为剪切面处于土体内部,所以,δ的数值要特殊处理。

2.5 抗上拔能力的计算方法

(1)锥形法。该计算法的原理为:抗上拔阻力来源于土体、基础重量等,实际的方法应用和锥角大小有关。锥角=0,忽视土体水平应力、抗剪强度等,为最小抗拔力;锥角>0,土体重量作为计算依据,用来替代土应力与抗剪强度等。实际的锥形法计算过程中需要先明确锥角大小,再对应计算,实际的土质与地基形态都各不相同,锥角大小也有所差异,锥形法计算有条件限制。(2)曲面法。曲面法计算原理体现为:设抗上拔力为在一个曲面范围内土体、地基质量以及剪切力之和。曲面可以被看成为某一锥形,出现破坏作用,实际的计算过程中忽视土应力。曲面法的应用有一定条件限制,通常用在线路杆塔地基较浅,其所处土体固结度较弱的环境中。(3)剪切法。当圆柱剪切面中出现破坏现象,可以计算得出这一剪切面的剪切阻力大小,将其作为土应力函数。实际的输配电线路杆塔基础也可能受到地下水位高低的影响,从而使得杆塔地基的抗拔能力也受影响,对此实际的计算过程中,正确的方法就是考虑到地下水位达到极值的情况,来对应做出设计。

3 结束语

配网线路杆塔地基抗倾覆能力计算,要将抗拔能力纳入计算考虑范围内,这其中主要包括基础与土体的重,端部阻力大小等。实际的杆塔基础抗倾覆能力计算要深入考虑多方面影响性因素,采用正确的计算方法。

参考文献

[1]DL/T5219-2005.架空送电线路基础设计技术规定[S].2005.

[2]刘树堂.输电杆塔结构及其基础设计[M].中国水利水电出版社,2005.

[3]邓建良.浅谈10kV配电线路设计技术[J].科技与企业,2013(15).

[4]王文清.10kV配电线路标准设计图集[M].北京:中国电力出版社,2009.

[5]广东电网公司.广东省10kV配网工程典型设计架空线路部份[S].2005.

[6]SDJ206-87.架空配电线路设计技术规程[S].

[7]广东省10kV配网工程典型设计[S]..广东电网公司,2005.

电路分析基础范文8

关键词:电路分析基础 教学改革 应用型人才培养

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)03(c)-0170-02

电路分析基础是电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术及通信工程等相关面向电气信息类专业的一门重要专业基础课程,是学生在本科阶段学习的第一门专业课程,与后续如模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等课程关系紧密[1]。如何以电路分析基础课程为依托,全面提升面向电气信息类专业学生对专业学习的兴趣,提高学生的理性思维能力、分析能力和设计能力,为日后的专业课及专业方向课的学习打下坚实的基础,具有深远的意义。笔者结合几年讲授电路分析基础课程的经验,探索出以下几点提高该课程教学质量的方法,总结如下。

1 教学内容设计改革

1.1 设计符合工程应用型人才培养的课程内容

基于电子技术的深入发展,对于电气信息类学生来说,新知识、新技术下对新课程的需求也在不断增加,这势必会使电路分析基础等基础课程的学时数被不断压缩。依据独立院校对本科人才的要求,以及学院培养富于创新意识的应用型人才的办学宗旨,采取宽口径、厚基础、重能力、求个性的施教原则,对于不同专业的学生应采取不同的授课策略与授课内容[2]。结合学院以培养工程技术应用型人才为目标的战略理念,对电气信息类专业的电路分析基础课程的授课内容及授课方式进行了改革,挑选出经典、实用,与后续其他课程关系紧密的章节,精简陈旧、实用性差的章节。对于电气和自动化专业学生,以“直流电路基本定律”“直流电路的分析方法”“一阶电路”“正弦稳态电路的分析”“耦合电感电路”以及“三相电路”为主,将“运放电路”放到模拟电子技术课、“复频域分析”放到自动控制原理课讲解,避免了知识串联性差的困扰。同时,对于“非线性电路”等与考研相关章节以学生自学为主,教师课下指导的方式来保证授课内容的完整性;对于通信和计算机的学生,由于学时有限,主要讲授“直流电路部分”以及“放大电路”,为后续课程如模拟与数字电子技术、单片机原理打下良好基础[3]。

此外,针对学生参加电子设计大赛及毕业设计中电路设计能力薄弱的问题,在电路理论课及实验中加入Multisim计算机仿真的内容,使学生可以利用仿真软件来仿真、计算及分析电路模型,帮助学生更好地理解理论知识,提高理论与实践的结合度。

1.2 激发学生的学习热情

在实际教学中,应充分利用学生在高中及大学物理中所学习的知识去启发学生对新知识学习的热情。例如在讲解电阻的星-三角变换时,可以先回忆电路的串、并联知识,通过实际混联电路模型中采用简单串并联知识无法解决该类问题,引出星-三角变换的意义。

此外,对于三相电路等贴近实际生活的理论部分,也可结合工厂供电的相关知识,举出实例进行讲解,加深学生的理解。如工厂大型设备中电动机部分三相五线制的连接方式、教室墙壁三孔插座中零线、火线、地线的接线方式等。

2 教学方式改革

教学改革的精髓在于教学方式的革新。针对独立学院学生基础知识相对薄弱、理解能力不强的缺点,必须要对教学方式进行改革。可以从以下几点考虑。

2.1 采取科学的教学理念

电路分析基础课程普遍开在大一下学期或大二上学期,学生此时还没有真正地养成一个良好的学习习惯,还停留在高中阶段以教师为主导,学生为主体的灌输型教育模式下,学生并没有形成自己的思维模式,学生作为知识的接受方,是一个被动的过程。此时不宜继续采用以教师为主导的单一教授知识的模式,在设计教学过程时,可以采取提出案例―分析案例―解决案例的课堂探讨模式,这些案例既可以由教师提出,也可以是学生根据身边的电子物品随机选取,贴近生活实际,提高学生们学习电路的热情。从而使教师由授课者转变为助学者、导学者。

2.2 理论与实验相结合

不可否认电路配套实验是学生验证、理解理论知识的良好方法,但电路器件往往都封装在实验箱内,学生并不能实际观察电路器件、改动具体的电路,其具有单一、枯燥等局限性。因此除了经典的实验理论验证外,教师可以在实验室利用电子器件在面包板上搭建实际的典型电路模型,增强学生的电路设计能力,为大学生电子设计大赛打下良好基础。

2.3 以网络教学为辅,提高学生课后学习效果

由于面向应用型人才培养模式要求加大学生的实践学时比例,这势必会缩减理论教学的学时数,而电路分析基础课程内容又相对较多,教师在课堂上只能讲授经典的知识章节,对其公式推导过程,习题的讲解往往不能很好的兼顾,对于独立院校的学生,这必然会影响学习效果。随着网络上慕课(MOOC)的兴起,教师可以将课上没能讲到的相应章节及习题的视频传到校园网,相关学生可以自由下载,反复学习,教师在指定时间进行在线答疑,来解决课上时间不够的难题,同时也使学生作为期末考试复习的依据。

3 评价体系方式的改革

对于学生的考核方式也是重要的教学环节。学校的期末考核方式多为70%的期末卷面成绩加上30%的平时成绩,平时成绩以作业和考勤成绩为主,这部分灵活性较大。鉴于课后作业往往并不能代表学生的真实水平,建议此部分成绩可由上述的课堂探讨模式取代。具体方式可采取大班授课、小班讨论的模式[4],几个人一组探讨一个实际电路问题。如简单电感量测量装置、三位数字显示电容测试表、禁烟警示器等,这些工程项目贴近相应的电路知识点,也涉及到了一些简单的模拟与数字电子技术的知识,充分体现了面向应用型人才培养的理念。根据讨论的结果及个人陈述由教师给定小组及个人的相应分数,作为平时成绩的一部分,可反映出学生的真实水平。

对于实验课的考核方式除了给定题目的现场操作外,也可以由学生自由发挥,自主设计电路,教师根据设计结果提出问题,这样既考察了学生的实际动手能力,也可以发挥学生的主观能动性,提高学生科学严谨的实验态度。

通过上述考核方式的改革,可以培养学生独立思考问题的能力和团队合作的能力,为后续课程的学习奠定良好的基础。

4 结语

在科技迅猛发展的今天,自动化程度越来越高,许多电子设备及电路不断推陈出新,本科阶段的电路分析基础课程如何能更好地适应独立学院对面向应用型人才培养的实践教学需求,还是一个有待解决的问题。笔者对电路分析基础的教学内容、教学方式及考核方式等改革做了初步探讨,针对独立学院学生基础知识薄弱的特点,采取恰当的措施来提高学生的自学能力、对工程实践的分析问题和解决问题能力。

参考文献

[1] 窦建华,潘敏,郭铭铭.“电路分析基础”课程教学改革与实践[J].合肥工业大学学报,2007,21(6):131-133.

[2] 王喜魁.基于全方位工程教育的用型人才培养模式研究[J].辽宁高职学报,2015(12):45-49.

电路分析基础范文9

Abstract: With the design of talents cultivation in higher vocational colleges, it's the key to establish a overall design of course teaching in conformity with the design of talents cultivation. Taking fundamental theory of electrician course in higher vocational colleges as an example, this paper analyses the course orientation, teaching design, teaching objectives, teaching model, evaluation system and so on, realizes the overall design of fundamental theory of electrician course teaching, aims to provide a useful reference for the course reform in higher vocational colleges.

关键词: 高职教育;电工基础;整体设计

Key words: higher vocational education;fundamental theory of electrician;overall design

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)14-0217-02

1 课程的定位

《电工基础》是高职院校电气自动化技术专业的一门重要技术基础课程,是后续专业课程的基础平台。本课程的任务是使学生掌握从事本专业各职业岗位所必需的交直流电路的基本概念和基本知识,熟练掌握交直流电路常用的分析方法,理解电路的动态过程和磁路的有关知识,具备常用电工工具和电工仪器的使用能力,具备基本的电工作业能力,具备低压电器选用能力,以及使用有关技术标准、规范及手册的能力。

2 教学设计思路

2.1 突出高职教育理实一体的特点 根据“理论够用,技能强化,重在应用”的教学理念,构建《电工基础》课程教学的模块,设定各模块知识目标-能力目标-工作任务,提出相应的教学建议及学法指导,做好课程教学的总体设计。在课堂教学中,注重职业基础通用能力和职业岗位工作能力培养,强调知识与技能的结合,理论与实践的结合,同时根据职业岗位和电工考证要求等设置知识点、技能点及教学要求。从简单到复杂,基于学生认知过程安排课程教学内容,采用理实一体化的教学形式,通过讲解、练习、深化、归纳、训练等步骤,使学生真正掌握电工基础的知识与技能,进一步发展学生的认知、归纳分析、迁移的能力。

实践性教学设置为三个层次:常用电工工具和电工仪表的使用;基本电路实训;综合实训。在项目任务设定时,选用实用性和可操作性的项目,同时兼顾理论教学与实践教学的同步性。

2.2 正确处理知识、能力与素质三者之间的关系 知识是基础,能力是核心,素质是关键。知识职业发展的基础,要使学生掌握必需够用的电工基础理论知识,具有交直流电路的分析计算能力。能力培养是职业教育的核心,利用各模块的技能训练项目为线索,通过一系列的实验实训使学生具备电工作业的基本操作能力,包括电工工具使用能力,常用电工仪表的使用能力,电路及电路图的分析能力,电路安装测试能力,以及电工综合实训等能力。素质培养是学生职业发展的关键,教学中要树立安全用电意识,培养学生良好的职业素养。

知识、能力与素质三者息息相关,有着不可分割的关系,学生对知识理解得越深刻,掌握得越牢固,相应的技能越熟练,职业能力就越强。能力是理论知识的深化应用,是知识发挥作用的实践应用。素质是学生在学习活动过程中所表现的内在升华,是在实践活动过程中具体呈现。

3 课程教学目标

3.1 总体目标 通过《电工基础》的学习,使学生具备电气自动化专业的技术应用型人才所必需的电工基本知识和基本技能,掌握电路的基本理论知识,能灵活运用相关知识进行电路分析,做到理论联系实际,实现宽基础、强技能的基本目标。初步具备解决家庭照明电路安装和工厂供电中实际问题的能力,为学习其他专业技能、提高综合职业能力和终生学习打下良好的职业技能基础。同时通过案例分析,帮助学生建立职业道德意识。

3.2 具体目标

3.2.1 专业知识目标 通过本课程的学习,掌握电路的基本概念、基本定律及定理、基本理论;熟悉电路分析和计算的一般方法;熟悉基本电路的工作原理及电路的基本作用;能对较复杂的典型电路进行分析;掌握安全用电的基本常识;认识常用的低压电器;熟悉常用电工仪表和电工作业的操作规程;能够分析计算简单的应用电路。

3.2.2 专业能力目标 通过本课程的学习,具备计算电路基本物理量的能力;熟悉一般电路的分析测试方法;具备常用仪表和常用工具的操作能力;熟悉电路的连接方式;会设计安装家用照明电路;会操作常用电力供电系统,并能进行简单电路的检修;能应用电路理论解决生产和生活中的实际问题。

3.2.3 职业素质目标 通过学习,学生具有安全用电和规范操作的职业意识;养成严谨认真、精益求精的职业习惯;培养吃苦耐劳、团体协作的职业精神。

4 教学模块设计

根据课程教学的需要,将教学内容模块化,构建电工基础课程教学体系。以工作任务为驱动,组织安排教学内容及教学进度,构建理实一体化的课堂教学形式形式,结合课程特点,通过听课、思考、记忆、练习、应用等五个环节进行教学,解决学什么、怎么学、怎么记、怎么用的问题,全面实现课程教学目标。

课程的主要模块有:电路基础、直流电阻电路、动态电路、正弦交流稳态电路、互感电路。内容基础实用,重点突出,叙述简单明了,强调对知识的理解和应用。对于每个模块,知识目标能力目标明确,理论与实践融合,对课堂教学具有很强的指导性和针对性,最终达到学生能够独立完成相应的工作任务。

模块1 电路基础。工作任务:电压表、电流表量程扩大改装;导线连接;电阻的选用。知识目标:了解电路和电路模型以及电路的基本概念;掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路的特点以及两种电源等效变换的条件;掌握电阻的连接方式、欧姆定律、基尔霍夫定律及其运用;了解独立源、受控源的联系和区别;熟悉万用表的使用;验证基尔霍夫定律。能力目标:能根据要求正确连接电路;能使用万用表测量电阻、电流和电压;能识别和选用色环电阻;熟练应用欧姆定律、基尔霍夫定律分析计算电路;了解家用电路。

模块2 直流电路。工作任务:用万用表测试直流电路;有源二端网络等效参数测定。知识目标:理解等效概念,熟练掌握无源网络和有源网络的等效变换方法;掌握电路分析的基本方法,特别是节点电压法和回路电流法;熟练应用戴维南定理分析计算电路;加深理解含受控源电路分析方法。能力目标:能够分析计算直流电路;能够正确搭建直流电路;能够使用万用表对直流电路进行测试;能够对二端网络等效参数进行测定。

模块3 动态电路。工作任务:一阶动态电路的测量。知识目标:掌握电容和电感元件的伏安关系;理解换路定律;掌握RC电路的充放电过程;熟练掌握一阶动态电路的三要素法。能力目标:能熟练分析一阶电路的动态响应;怎样正确分析实际电路,实际操作时应注意些什么;换路定律在使用过程中应注意的事项。

模块4 正弦交流电路。工作任务:交流电的测量;功率因数提高与日光灯电路安装;三相电路的连接与设计。知识目标:了解正弦量的基本概念;掌握正弦量的相量表示法、单一元件在电路中的特性和RLC电路的特点;掌握阻抗的连接方式、欧姆定律、基尔霍夫定律及其运用;谐振电路;了解三相电源的基本概念;掌握三相电源和三相负载的连接方式;三相电路分析方法。能力目标:能够使用示波器测量交流电路;能根据要求正确设计和连接照明电路,熟悉家装;怎样正确分析实际电路,实际操作时应注意些什么;具备分析计算交流电路的能力;能根据要求正确设计、连接三相电路;怎样正确分析实际电路,实际操作时应注意些什么。

模块5互感耦合电路。工作任务:单相变压器测试。知识目标:了解互感和互感电压;掌握同名端及其判定;掌握理想变压器、空心变压器。能力目标:能正确判断同名端;应用理想变压器解题。

5 课程评价体系

建立课程评价体系,既要考查学生的知识和技能掌握情况,建立定性与定量相结合、过程评价与结果评价相结合的课程评价体系,同时还要关注学生的职业倾向和个性化发展。

5.1 课程考试大纲 考试大纲可以指导学生学习,检验课程学习效果,同时,也是测试学生的知识能力水平的依据,这就需要制定课程的理论考试大纲和实践考核大纲。理论考试全面考查学生对基本概念、基本知识、基本方法的掌握情况,考点分布广泛,提出了前后递进等级四个层次要求:“了解”―能知道有关的名词、概念、知识、定律、原理的意义,并能正确认识和表达;“理解”―在了解的基础上,能全面把握基本概念和原理的区别与联系;“应用”―在.理解的基础上,能用学过的一、二个知识点,分析和解决简单的问题;“综合应用”―在简单应用的基础上,能用学过的多个知识点综合分析和解决较复杂的问题。实践考核依托项目进程分别考查学生在安全用电、电工工具及仪表使用、电器元件选用、实践操作、检测调试等方面的能力,借鉴职业技能鉴定评分细则进行考核,要突出过程考核,做到定性与定量相结合。电工基础课程的综合成绩按照理论与实践各占50%合成。

5.2 建立习题库 利用网络学习平台,建立习题库。按模块划分,条目有:内容提要、基本要求和学习指导、典型例题解析、习题解答和自我检测题。通过对课程的主要内容简明扼要地分析总结,帮助学生把握课程的基本要求,突出重点,突破难点,并通过典型例题分析和习题解答,加深理解,提高分析和解决问题的能力。

6 结语

教学既是一门科学,又是一门艺术,这就要求我们要从实际出发,建立并完善具有高职特色的课程教学模式,不断提高教学质量。因此如何建立和完善课程教学的整体设计,做好课程教学工作,是一个值得我们长期探索的重要课题。

参考文献:

[1]陈玉华,李学锋,黄清源.富有高职教育特色课程建设的研究与实践[J].成都航空职业技术学院学报,2005(1).

[2]郭婺,周洪江.高职电气自动化技术专业人才培养模式探索与建立[J].职业教育研究,2010(9).

[3]武友德.产学结合,校企互动,创新人才培养模式[J].四川工程职业技术学院学报,2008(2).

电路分析基础范文10

【关键词】电网运行;经济分析;策略

在现代市场经济环境下,供电企业同样面临着成本控制与管理的需求。为了实现电网运行成本控制目标,电网运行活动中应进行经济分析及应对策略的制定与实施。通过对电网运行的经济分析,了解电网运行成本构成及要点。同时针对影响电网运行成本的各项因素,开展优化与管理工作,实现电网综合运行成本的降低。根据电网运行经济分析的内容,分析活动中应在保障电网供电质量及供电需求基础上、强化电网运行安全性,以此为基础对电网系统中的变压器、线路等损耗进行计算与分析。充分利用技术优化及设备选型等方式降低电网消耗。借助现代城市建设活动中电网改造需求的契机,科学分析及评价电网运行经济性,为提高电网供电经济效益、降低供电损耗奠定基础。

1、强化电网运行基础探讨,提高经济分析科学性

为了保障电网运行经济分析效果,在分析活动开展前应加强对电网运行基础的调研与探讨。针对电网运行特点,确定经济分析活动的重点与方向,以此保障电网运行经济分析的科学性与针对性。现代科技的发展加快了电网运行系统中各组成的科技水平,进而降低了供电网络的消耗。但是由于缺乏合理配置或参数设置不合理,不同设备的组合中存在着能耗高低问题。因此电网运行经济分析活动应对电网运行基础进行调研,针对不同设备的参数及实际运行情况进行评价与分析,以评价结论为基础制定相应策略,实现电网运行经济性。

2、电网运行的经济分析及策略

2.1建立经济分析评测机制,指导电网运行经济分析工作

为了保障电网运行的经济分析科学性,现代电网运行企业应采用科学的方法建立经济分析评测机制。以电网运行基础调研及运行设备的基础情况掌握,了解电网实际情况。以此为基础,确定经济分析工作重点,并引用评测机制完善经济分析体系,以此指导电网运行经济分析工作。在评测机制的建立与完善中,电网运行企业还应综合分析电力输送的实际情况。以此保障电网运行经济分析工作的针对性,确保经济分析体系与制度能够真正指导电网运行经济分析工作,避免管理体系及评测机制与实际情况不符造成的问题。

2.2完善经济分析管理体系,规范分析工作

完善的管理制度及岗位职责是保障经济分析活动有效性、科学性的基础,是现代电网运行经济分析活动的基础保障。根据现代电网运行的经济分析需求,建立健全的经济分析管理体系。由成本核算人员、电力技术人员组成科学的分析部门。借助技术基础及财务理论,保障经济分析科学性。同时,根据经济分析体系的组织架构,明确各岗位工作人员职责与内容。并以审核机制,强化分析工作及措施制定工作质量。针对电网运行特殊性及电力能源特殊性,确定分析工作内容与方法。综合分析并讨论影响电网运行经济性的因素,明确工作重点及改进要点,实现现代电网技术改进及成本控制目标。

2.3借助城市规划建设契机,加快电网改造脚步

在电网运行中,老旧电网系统是影响电网能耗的重要因素。针对我国现代城市规划及建设对电力供应的需求,供电企业应加快电网改造步伐。借助城市规划建设契机,对老城区改造及新城区建设中的电网系统进行设计与规划,以此实现电力供应能耗降低目标。

在电网系统改造中,电力企业还应注重变压器系统新技术的运用及变压器型号的选择。通过对供电区域用电情况的掌握,合理配置变压器,减少输送能力。例如:住宅区电力需求主要集中在下午5点至晚上9点,早上6点至8点。这段时间是住宅区用电高峰。因此在变压器的配置中应采用自动切换技术,实现低用电量时段单机供电、高用电量时段双机供电需求,减少变压器运行能耗,实现经济运行目的。而工业区供电高峰则为早8点至晚5点这一时段,其变压器的设置也应进行相应改变。

2.4完善电网供电线路检修体系,降低线路能耗对经济因素的影响

在现代电网运行过程中,线路损坏、老旧是影响线路能耗的重要因素。虽然在城市改造过程中加快了供电线路的更换与改进,但是不同用电环境及气候因素对线路的影响存在差异,进而造成了线路能耗及线路故障的增加。为了避免此类问题的发生、降低线路能耗对供电系统经济性的影响。针对供电线路损耗的不同,电力供应企业应完善电网供电线路的检修与管理。通过制度规范及有效执行,降低线路能耗对运行成本的影响,保障电网运行经济性。

2.5注重动力电经济分析及技术改进,提高电网运行经济性

在现代城市规划中,工业开发区的规划实现了动力电的集中供应。针对动力电需求及动力电运用技术要求,电网运行企业还应对动力电供应进行技术分析与改进。运用无功补偿等技术,提高供电经济性及电网供电的经济效益。

3、以全系统经济性分析为中心,制定应对措施

针对用电负荷及用电区域差异带来的经济分析问题,现代电网运行的经济分析活动应以全系统经济性为中心。以保障区域电网及地区电网安全运行为基础、以保障供电质量为重点,利用全网现有输变电设备及技术改进方式,实现系统有功负荷经济分配,确保社会主义现代化经济发展中对电力能源的需求,满足和谐社会构建对电网运行工作的需求。

结论

在现代市场经济体系下,电网运行经济性关系到电力企业的经济效益、关系到发电能源的有效利用。针对现代电网成本管理及控制要求,我国各级电力企业应建立完善的电网运行经济分析体系。通过对所辖供电区域电力需求、电力设施实际情况的掌握,科学分析并评价现有系统设备使用情况。以分析评测结论为基础,制定科学的应对措施及改进策略,满足电力供应经济性需求、满足现代社会主义电力供应需求。

参考文献

电路分析基础范文11

高职《电路》课程教学改革理论实践一体化一、引言

借鉴国内外职业技术教育的先进经验,结合高职教育的特点,力争做到把本课程的理论知识与生产实践、实训课项目相结合、相渗透,采取“强化基础、服务后续课程、注重应用和实践、融电路理论知识到电路实践操作技能之中”的教学理念。在教学体系、教学内容和手段、实践教学、教材建设等方面进行设计落实,并建立校内外实训基地。经过几年的探索与实践,形成高效、符合高职人才培养目标、较为成熟的课程教学模式,于2011年被评为省级精品课程。

二、课程性质与作用

《电路》是电气类、电子类、机电类等专业的重要基础课程,关联的后续课程多,与实训项目、考电工证、生产实践紧密相关,涉及面广,学科作用大。主要基础课程为《应用数学》《物理》,后续课程有《电机学》《电子技术》《电气设备》《继电保护》《电气检修实训》等。

主要培养学生掌握电路的基本理论知识,具备分析、解决电路问题的基础能力,掌握电工的技术通识和通用技能,为进一步学习专业知识和职业技能奠定坚实的基础。以学习理论知识与培养实践技能并重,并养成脚踏实地、一丝不苟、科学分析、安全第一等职业素养,所培养的目标人才为现场工程师、技师和高级技术工人。

三、培养目标

1.知识目标

(1)具备对直流电路、交流电路(包括非正弦交流电路和线性电路的过渡过程)进行定性分析和定量计算的能力。

(2)具备将实际电路抽象为电路模型的能力,以及电气识图和仪器、设备选型能力,能根据电气图连接实际电路并实现其功能的能力。

(3)具备对电气设备和实际电路进行测试的能力,并根据测试结果分析、判断、排故的能力。

2.能力目标

具备岗位所需的基本电路知识;具备岗位所需的电气安装、调试、运行及维护的电工基础操作技能;具有应用电路理论知识分析和解决实际问题的能力。

四、编写出版配套的教学改革教材

编写配套的《电路基础》教材,2010年7月由中国电力出版社出版。该教材在理论上以“适度、够用”为原则,不刻意追求学科的系统性和完整性,着重概念的阐述,把基本定律和定理、基本分析计算方法作为主要内容,同时加大电路理论与工程实际的联系,力求做到内容精炼、重点突出、建立概念、掌握方法、联系实际。每章由学习目标、教学内容、小结和习题构成;每节教学内容设置相应的自测题,让学生及时思考、巩固和考核,达到讲、练紧密结合。经过3年的教学实践,该教材对教学起到很大的促进作用。

五、构建理论实践一体化的课程教学体系

以培养学生职业能力作为根本目标。邀请电力企业的技术专家参与课程的建设与改革,构建并实施理论与实践一体化的课程教学体系,即企业的认识实习《电路基础》理论课电工工艺实训电能计量、电力拖动、电气设备控制实训“维修电工”“进网电工”考证。

利用学校的仿真设备,尤其是利用校企合作平台,安排学生到企业认识实习,教师结合设备、现场进行教学,学生在这种现场讲解、工学交替的教学中,认识到所学的理论知识与生产实践是如何相结合的,并能够运用理论知识理解各仪器、生产设备的工作原理,感受到学以致用的乐趣,更加促进了学习热情。

改进、完善电工实验室,除开设验证性实验外,还增加开设综合性、创新性实验;将“电工工艺”“电力拖动”“电气设备控制”等实训项目纳入本课程的实践教学范畴,将“维修电工”“进网电工”鉴定项目引入实训课程体系,提高了学习的积极性和考证的通过率。

六、教学内容和方法

1.教学理念

侧重基本概念、基本定律定理和基本分析计算方法的理解及应用,略去过深、过严谨内容,淡化抽象的逻辑推理、数学推导和理论演绎,重点放在对结论的理解和方法的应用上。

尽量结合工程实际来讲解电路知识,如讲授功率因数概念时,介绍相应的在工程上的应用,并带学生参观无功补偿的实际装置;学习三相电路时,结合校内各教学楼、实验楼和实训中心的用电情况,介绍三相电源及负载的连接方法。

合理选择实验、实训和实习内容,既考虑基础知识的巩固和基本技能的培养和训练,又考虑相关知识向课外延伸及拓展,开拓视野,为今后的职业岗位打下基础。

2.教学内容

(1)理论部分。掌握电流、电压、功率的物理概念,熟练掌握基尔霍夫定律,掌握直流电路的分析计算方法。掌握电磁感应原理及储能元件电感、电容的特点、电路描述,掌握三种功率的意义及计算,掌握分析正弦交流电路的相量法及相量图,并对电路进行分析计算;掌握三相正弦交流电路的基本特征,并能分析计算简单的三相电路。

了解谐波分析法,理解非正弦周期电流和电压有效值、平均值及平均功率的意义和求解。掌握简单的非正弦周期电流电路的分析计算方法。

了解线性电路过渡过程的基本概念、基本定律和定理、基本分析计算方法作为主要内容,再针对具体专业选取后续课程所需的知识进行教学,掌握与实践、实训、考证相关的理论知识。

(2)电工实验,自编《电工基础实验指导书》教材,精选基础验证性实验和综合探索性实验,指导学生在电工实验室设计、操作,进一步巩固理论知识,培养操作技能和创新精神。

电路分析基础范文12

【关键词】直流电路;典型分析方法;一题多解

1.引言

直流电路是电路学中最基本的内容,学好直流电路这一章节对《电路基础》这门课程的学习有着极大的意义。而对于入学前基础薄弱的专科学生来说,学好直流电路显得尤为重要。

对于如我院的专科学生来说,由于他们的基础比较差,所以在学习直流电路的一些理论或概念时不太容易理解,因为其中很多理论或概念都是看不见摸不着的,如电压、电流、功率等。这里笔者准备就直流电路的一些典型电路的分析方法来讲解如何更好的帮助学生学习直流电路,通过比较各种不同的分析方法和一题多解的方式来记住各种分析方法的特点和适用情况,从而让学生学会如何选择最合理、最简捷的思路,培养思维的灵活性。

2.例题分析

例题:电路参数如图1所示,试求Ix的值

2.1 支路电流法

支路电流法是以支路电流为求解对象,是一种最基本的电路分析方法。特点:适用于任何电路分析,但当支路过多时求解和计算的过程会过于繁琐,此时应避免用它解题。适用情况:多用于分析支路少,求各个支路电流的电路。

解:首先标出各支路电流参考方向,如图2所示,对节点b列KCL方程有:I+12+Ix=0,对大回路列KLV方程有:48+3I=5Ix+4Ix,由上述两式可解得Ix=1A。

2.2 叠加定理

叠加定理是把一个复杂的多电源电路分解为若干个单电源的简单电路来分析计算。特点:将复杂电路转换为若干简单的单电源电路,在独立源不多的情况下,可以减少繁琐的联立方程式,从而简化计算。适用情况:多用于分析电源少的线性电路。

解:根据叠加定理,图1可转换为图3(a)和图3(b),48V电压源和12A电流源分别单独作用,对图3(a)运用KVL得(5+3)I'x+4I’x=48,解得I’x=4A;对图3(b)运用KVL得5I''x+3(I''x+12)=-4I''x,解得I''x=-3A;由叠加定理得Ix=I'x+I''x=4-3=1A。

2.3 戴维南定理

戴维南定理是指任一含源线性时不变二端网络,都可以用一个电压源UOC和一个电阻RO的串联电路来等效。特点:可以将任何复杂的二端口电路转化为简单的电压源与电阻串联的形式,简化计算步骤。适用情况:适用于分析电路中某一支路电压电流而无需计算其他支路的电压或电流的情况,因为运用此定理转化电路后,除所求支路没变化外,其他支路的电路连接情况都有所改变。

解:根据戴维南定理,首先求两端的开路电压UOC,断开待求支路,得图4(a),因为开路,所以Ix=0,UOC=12*3=36V(控制支路Ix=0,所以受控源的响应为0);然后求内阻R,由于电路中包含受控源,所以我们需要在端口加上电压U,用加压求流法求内阻R,对图4(b)运用全欧姆定律有:(5+3)Ix+4Ix=U,由R=U/Ix=12Ω;最后将所断开支路接到等效电路(如图4(c))中运用全欧姆定律进行求解,有36+12Ix=48,解得Ix=1A。

3.总结

通过上面三种方法的学习和比较,我们发现电路分析的方法相当灵活,只要分析的正确,都能得到最终的答案,但是其中解题的过程和复杂程度却不尽相同。那么我们怎样才能从各种各样类型的题目中找到合适的解题办法呢,要学会这个技巧首先要熟悉各种分析方法的特点和适用范围,他们既互相联系,又互相补充。通过对以上三种方法的比较和学习,再配以适当的练习和实验,可使学生较为牢固的掌握直流电路的基本内容,为后面几章的内容打下坚实的基础。

参考文献:

[1]电路基础典型电路分析方法研究.《科技与企业》杂志 2011年11月(上).

[2] 邱关源主编:《电路》,高等教育出版社.