电路原理课程中融入工程实例的教学实践探究

作者:欧阳宏志 陈文光 刊名:中国电力教育:下 上传者:沈文芳

【摘要】为了改变“电路原理”课程教学重理论轻实践的现状,使学生体验抽象的理论知识其实就在社会生活实际中,结合教学经验,给出若干个工程实例,包括人体的电阻模型、万用表的测量误差、延时开关、无线充电器、双音多频拨号键盘等.实践表明,此举提高了学生对理论学习的兴趣,同时也培养了其工程意识和工程能力.

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DOI编码:10.3969/j.issn.1007-0079.2014.06.022 电路原理课程中融入工程实例的教学实践探究 2014年第6期 欧阳宏志 陈文光 摘要:为了改变“电路原理”课程教学重理论轻实践的现状,使学生体验抽象的理论知识其实就在社会生活实际中,结合教学经验, 给出若干个工程实例,包括人体的电阻模型、万用表的测量误差、延时开关、无线充电器、双音多频拨号键盘等。实践表明,此举提高了 学生对理论学习的兴趣,同时也培养了其工程意识和工程能力。 关键词:电路原理;工程实例;教学改革 作者简介:欧阳宏志(1982-),男,湖南衡阳人,南华大学电气工程学院,讲师;陈文光(1968-),男,湖南株洲人,南华大学电气工 程学院,教授。(湖南 衡阳 421001) 中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0042-02 “电路原理”是一门理论性和技术性较强的电类基础课, 通过学习该课程掌握电路的基本理论知识、基本分析方法和初 步实验技能,为后续课程建立必要的理论基础,最终目的是作 为工程研究和应用设计的基础和指导,集中体现对学生工程意 识和工程能力的培养。教育部已经启动了“卓越工程师教育培 养计划”,旨在培养适用经济社会发展的工程技术人才,强调培 养大学生的创新精神和实践能力。“电路原理”作为一门重要的 专业基础课程,特别适合做改革试点的排头兵。在教学实践中, 教师如果一味去推导复杂的公式,演算抽象的习题,再加上国 内的教材普遍枯燥乏味,学生会逐渐失去学习的热情,更谈不上 应用和创新。电路课程的课堂讲授与工程实例相融合,是提高 教学效果,开阔视野,启迪思维的一种有效途径。 笔者尝试在课堂教学中融入工程实例,根据长期的教学和 科研实践,总结出电阻等效变换、戴维宁定理、动态电路、变压 器原理、谐振电路、无源滤波器、非正弦交流电路等电路理论在 工程实际中的应用,为电路基本理论的教与学提供一些鲜活的 例子。[1] 一、人体的电阻模型 人体是导体,人体阻抗是包括人体皮肤、血液、肌肉、细胞 组织及其结合部在内的含有电阻和电容的全阻抗。人体阻抗是 确定和限制人体电流的参数之一。它受皮肤状态、接触电压、电 流、接触面积、接触压力等多种因素的影响,在很大的范围内变 化。人体电容很小,工频条件下可忽略不计,于是可以得到图1所 示的简化人体电阻模型。R N 表 示头部的电阻,R A 表 示手 臂的电 阻,RT表示躯干的电阻,RL表示腿部的电阻。 这个案例可以让学生看到电路建模的过程,了解工程近似 的方法,也可以理解电阻星三角的联结关系以及安全用电等知 识点。可以提供给学生一些讲义,让他们分析:10mA以下的电流 流经人体哪一条路径相对是安全的?人在遭受生理刺激时,阻 抗会变化吗?国家规定的安全电压有哪几种?进而引起大家对 于安全用电的重视。 二、数字式万用表的测量误差 数字式万用表是将测量的电压、电流、电阻等电参数值直 接用数字显示出来的测试仪表,是一种常见的仪表。它灵敏度 高,准确度高,显示清晰,但是如果使用不当,也会带来较大的 误差。[2]图2所示为万用表测量电压的示意图。 图 2 用数字式万用表测量电压 已知在不同量程下万用表内阻RV的大小,求解电压的相对 测量误差,一般用电阻的混联等效的方法计算,比较麻烦。但 如果应用戴维宁定理,把被测电路看成有源二端网络,等效成 电压源和内阻的形式后,用分压公式计算会简单很多。通过这 个实例,可以进一步引发同学思考:数字式

参考文献

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