УМКД_студентам_Схемотехника_2023. Учебнометодический комплекс дисциплины (сокращенная версия) Электротехника, электроника и схемотехника Часть 3 схемотехника комплект материалов для студентов для специальностей
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
а) открыть соответствующую панель инструментов (рисунок 2); б) «перетянуть» нужные элементы из панели инструментов на рабочий стол (рисунок 3); ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 21 - Рисунок 2 – Панели инструментов Рисунок 3 – Создание исследуемой схемы Примечания: 1. выбрав какой либо элемент и нажав клавишу F1 модно вызвать справку об элементе, где указано предназначение, а так изменяемые свойства данного элемента (см. рисунок 4) ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 22 - 2. выбрав какой либо элемент и нажав на правую кнопку мыши можно вызвать ниспадающее меню и повернуть элемент в нужном направлении, а так же задать его особые свойства (см. рисунок 5) 3. окно свойств элемента можно так же вызвать, два раза щелкнув на элементе мышью, при этом выбираются ряд нужных параметров, таких как количество входов-выходов, кнопка переключения (для ключа) и т.п. Рисунок 4 Рисунок 5 в) соединить соответствующие точки, создаваемой электрической схемы; для этого необходимо подвести курсор мыши к первому соединяемому элементу до появления черной точки, затем, нажав левую кнопку, подвести курсор ко второму соединяемому элементу до появления черной точки, и отпустить левую кнопку; (см. рисунок 6). Рисунок 6 – Соединение элементов После сбора схемы можно приступать к ее изучению, включив ее в работу тумблером, находящимся в правом верхнем углу экрана. ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 23 - Общие замечания: 1. Пояснения по местонахождению основных элементов, способам задания специальных свойств приведены непосредственно в каждой лабораторной работе по мере использования соответствующих элементов; 2. В ходе выполнения работы необходимо следить за тем, чтобы при исследовании схема находилась в работе, так как после изменения каких либо ее составных частей, а так же по истечению времени моделирования EWB принудительно прекращает режим моделирования. 5.3. ТРЕБОВАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ Вне зависимости от того какой вариант методического пособия используется (взятый с библиотеки, отксерокопированный или скачанный с сайта) на каждом занятии каждому студенту необходимо иметь бумажную версию по соответствующей работе целиком, включая упражнения. Для выполнения лабораторных работ студентам предварительно предлагается самостоятельно ознакомиться с краткой теорией к каждой выполняемой работе. Это даст необходимую теоретическую основу и облегчит выполнение работ, позволив на занятии уделить большее внимание вопросам, обычно вызывающим наибольшее затруднение. Сами задания в лабораторном практикуме расположены в возрастающем порядке сложности. По мере того как вырастает объем работ, которые студенты выполняют в аудитории, уменьшается количество заданий для самостоятельного решения (упражнений). Все занятия делятся на два цикла: выполнение работы, защита работы. Циклы повторяются для каждой работы, в порядке следования, без нарушения очередности. Для улучшения качества усваиваемого материала не рекомендуется: совмещать в рамках проведения одного цикла разные темы исследования; проводить одновременное снятие и защиту работы. Допускается после выполнения очередного цикла всеми студентами группы в случае оставшегося времени уделить время на ликвидацию образовавшихся задолжностей, если таковые имеются. На вводном занятии: студенты группы делятся на бригады по два – три человека, им присваиваются варианты, номера которых сохраняются за ними на протяжении всего курса. Каждый из студентов имеет два варианта: первый – личный (для заданий, требующих самостоятельного решения), второй – вариант на бригаду (для заданий, допускающих групповое выполнение). На первом этапе цикла (снятия работы): - преподавателем осуществляется допуск к работе, на котором проверяется: знание студентов краткой теории по выполняемой работе; наличие заготовки отчета; - выясняются вопросы, вызвавшие у студентов затруднения, даются необходимые пояснения по ним; ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 24 - - даются комментарии по методике проведения экспериментов; - контролируется выполнение работы каждой бригады и всеми студентами в целом. Работа считается снятой, если: студенты одной бригады, и каждый в отдельности, выполнили все задания работы, согласно вариантам; зафиксировали снятые данные в заготовку отчета. На втором этапе цикла (защита работы): - преподавателем, каждому из студентов, выдается произвольный вариант необходимый для выполнения упражнений (для лабораторных работ 1, 2, 3); - каждый из студентов лично выполняет упражнения, согласно выданному на данной работе варианту (в случае если работа не защищается на одном занятии, варианты на упражнения изменяются); - преподавателем проверяется личный отчет каждого из студентов, задаются вопросы по ходу выполнения работы; задаются контрольные вопросы (список вопросов приведен в лабораторном практикуме к каждой работе). Работа считается защищенной, если: правильно выполнен отчет по работе; даны корректные ответы на вопросы преподавателя; правильно выполнены упражнения. Представляемый отчет (после успешной защиты работы отчет сдается преподавателю и сохраняется до успешной сдачи студентом экзамена) должен удовлетворять следующим требованиям: - отчет выполняется на одной стороне белого листа формата А4 в рукописной или печатной форме, в варианте возможном для прочтения (почерк, шрифт, размер, интервал); - титульный лист должен содержать следующие сведения: название предмета; тему работы, с ее порядковым номером; фамилию студента выполнившего работу с указанием номера группы и вариантов (личного и на бригаду); фамилию преподавателя, осуществляющего прием работы; дату снятия и защиты (дата защиты заполняется преподавателем лично). - основная часть работы должна содержать следующие сведения: краткую теорию; цель работы; элементы, приборы и инструменты, используемые в работе; ход работы с необходимыми рисунками, схемами, таблицами и формулами (необходимый перечень приведен в лабораторном практикуме по каждой работе). В случае если студент не снял или не защитил работу, он может приступать к следующей работе. Ликвидировать возникшую задолжность можно на оставшемся времени после проведения очередной лабораторной работы или на дополнительных занятиях. Если ликвидировать задолжность по лабораторным работам в течение семестра не удается, студент является на экзамен с отчетами по несданным работам, где ему до ответа на экзаменационные вопросы дается возможность защитить каждую работу. Примечание: Для оптимизации образовательного процесса и увеличения времени на защиту работ цикл 1 «снятие работы» проводится самостоятельно студентами в рамках домашней работы. ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 25 - 6. ОСВОЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 6.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Изучение дисциплины студентами должно начинаться со знакомства с рабочей программой и выдаваемыми материалами: методическими пособиями и литературой в электронном формате, а также учебно- методическим комплексом для студентов (далее УМКД, формируемого на основе сборника учебно-методических материалов по дисциплине), в случае необходимости. УМКД это отдельно сформированный документ в электронном варианте содержащий абсолютно все необходимое, включая рабочую программу, методическое рекомендации, пояснения по работе с программным обеспечением и специальными средствами и стендами, задания для самостоятельного выполнения и пр. Весь материал предварительно размещается на сайте и постоянной доступен, в том числе и в твердой копии на кафедре. На первом занятии студенты обзорно знакомятся с планом проведения и методикой занятий, узнают конкретные требования к изучению дисциплины, им даются рекомендации, представленные в настоящей программе и УМКД. Студентам необходимо помнить, что качественна текущая подготовка и проработка материала является залогом успешного освоения предмета. Студентам рекомендуется за один день до проведения соответствующих занятий познакомиться с планом работ, изучить рассматриваемые вопросы по рекомендуемой литературе и выполнить пункты самостоятельной работы (см. ниже). После проведения занятий, в этот же день, требуется повторить изученные теоретические положения, выполнить необходимые расчеты и примеры домашних заданий (по факту выдачи). При повторении материала желательно охватывать ранее рассмотренные вопросы; сначала более детально, затем ближе к концу семестра – обзорно. Такая методика позволяет глубоко проработать все вопросы и не оставляет пробелы в знаниях. В итоге, к окончанию семестра, имеющиеся комплексные знания потребуется лишь освежить в памяти за 2-3 дня до итогового контроля (зачета или экзамена). Для подготовки к занятиям следует пользоваться литературой, указанной в разделе 3, в том числе и электронным комплектном материалов. Для общей теоретической подготовки рекомендуется использовать источники п.3.1; при этом вспомогательными источниками п.3.2 необходимо пользоваться по мере необходимости. Для подготовки к практическим, самостоятельным и лабораторным работам рекомендуется использовать пособия, указанные в соответствующих разделах. Привила проведения аттестации по результатам освоения дисциплины представлены в п.7. Необходимо помнить при этом, что основой аттестационной оценки является результаты выполнения индивидуальных ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 26 - работ: лабораторных, домашних заданий, РГР и двух контрольных – самостоятельно и с полным осознанием выполненных процедур и их результатов. 6.1. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ (РГР) Самостоятельная работа студентов предполагает проработку вопросов указанных в п. 1.3. Необходимый материал для этих целей содержится в методическом пособии к лабораторным работам. Основная форма контроля – защита лабораторных работ, контрольные работы и экзамен. Помимо самостоятельной работы, в рамках учебной программы, предусмотрено самостоятельное выполнение домашних заданий (РГР). Задания РГР формируются аналогично упражнениям, представленным в методическом пособии. Каждый студент самостоятельно согласно варианту (номер варианта идентичен номеру варианта, который выдается преподавателем на лабораторных работах) выполняет соответствующие упражнения. Расчетно-графическая работа оформляется в виде завершенного документа (согласно требованиям стандарта университета), снабженного необходимыми решениями, построениями и пояснениями. Защита РГР персонально каждым студентом происходит по завершению курса, перед экзаменом на назначенной консультации. Темы соответствующих заданий представлены ниже (конкретную формулировку для каждого из вариантов – см. п. 8.1): Задание 1.Получение логических функций. По заданной таблице истинности (см. п. 8.1, табл. 8.1.а): 1.1. получить логическую функцию в виде СДНФ; 1.2. получить логическую функцию в виде СКНФ; 1.3. упростить логическую функцию, полученную в виде СДНФ; 1.4. упростить логическую функцию, полученную в виде СКНФ. Задание 2.Построение структурных схем. По заданной логической функции (ЛФ) необходимо: 2.1. построить структурную схему в произвольном базисе (ЛФ из 1.1 и 1.2); 2.2. упростить заданную логическую функцию и простроить схему в произвольном базисе (ЛФ из 1.3 или 1.4); 2.3. простроить схему упрощенной логической функции в базисе «ИЛИ-НЕ» (ЛФ из 1.3 или 1.4), 2.4. простроить схему упрощенной логической функции в базисе «И-НЕ» (ЛФ из 1.3 или 1.4). Задание 3.Составление логических функций. По заданной схеме (см. п.8.1., рис. 8.1.1 8.1.30): 3.1. составить логическую функцию; 3.2. упростить логическую функцию. Задание 4. Применение дешифраторов. Сформируйте сигнал выбора определенной микросхемы памяти в микроконтроллере с использованием стандартных дешифраторов (см. п.8.1, табл. 8.1.б). ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 27 - Задание 5. Применение мультиплексора.По заданной логической функции (ЛФ): 5.1. постройте схему с использованием мультиплексора (ЛФ из 1.1 и 1.2); 5.2. упростите логическую функцию и постройте схему ее реализации на мультиплексоре 3х8 (ЛФ из 1.3 или 1.4). Задание 6.Построение временных диаграмм. По заданной таблице истинности некоторой логической функции (см. п.8.1, табл. 8.1.а) постройте временную диаграмму. Считайте, что переключение в новое состояние схемы должно происходить по: - отрицательному фронту импульса Т; - положительному фронту импульса Т. Задание 7.Применение комбинационных устройств для реализации цифровых автоматов. По заданной логической функции (аналогичной заданию 5): - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «0») и произвольных логических элементов; - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «0») и логических элементов «И-НЕ»; - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «0») и логических элементов «ИЛИ-НЕ»; - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «1») и произвольных логических элементов; - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «1») и логических элементов «И-НЕ»; - с использованием дешифратора (с активным уровнем сигнала на выходе «1») и логических элементов «ИЛИ-НЕ». ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 28 - 7. ЭКЗАМЕН 7.1. ТРЕБОВАНИЯ К ЭКЗАМЕНУ И СОСТАВ БИЛЕТОВ В соответствии с положением АмГУ о курсовых экзаменах и зачетах рекомендуется следующий способ текущего контроля (аттестации) успеваемости студентов: аттестация проводится дважды в семестр. Аттестационная оценка складывается из следующих составляющих: - результатов тестирования; - посещаемости всех видов занятий и контроля проработки теоретического материала, в том числе конспектов; - оценки полученной на соответствующей контрольной работе; - оценки характеризующей выполнение и защиту лабораторных работ; - оценки характеризующей работу студентов на практических и семинарских занятиях, выполнения домашних заданий (РГР). При этом преимущественным весом обладают оценки, характеризующие персональное усвоение материала студентом (оценка по контрольной работе, РГР, результаты защиты лабораторных работ). В соответствии с положением АмГУ итоговые знания и умения студента определяются оценками «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно». Учебным планом предусматривается устная сдача экзамена по дисциплине. Основные вопросы, на которые студенту предстоит ответить на экзамене, определяются билетом. Экзаменационный билет состоит из трех теоретических вопросов и четвертого – практического (в рамках которого студенту предлагается решить предложенные задачи). Каждый теоретический вопрос содержит информацию по соответствующей главе (см. ниже, перечень вопросов). В рамках третьего экзаменационного вопроса студенту представляется возможность самостоятельно выбрать необходимую схему для ответа (некоторые схемы выдаются студентам при чтении материала, например, все рисунки главы 3, однако не все они потом используются в качестве раздаточного материала на экзамене). Представление возможности выбора схемы на третий вопрос предназначено: с одной стороны, для облегчения сдачи студентом экзамена (к схемам имеется свободный доступ), с другой стороны для оценки полного объемом знаний студента (может быть выбрано произвольное количество схем, но необходимость и достаточность выбора также оценивается на экзамене). Помимо ответа на билет в случае наличия неликвидированных задолженностей (по лабораторным работам, персональным и домашним заданиям, РГР), студентом на экзамене так же защищаются и несданные работы. Оценка, полученная по результатам защиты лабораторных работ, учитывается при проставлении итоговой. Студенты, проявившие особые успехи в освоении дисциплины (стопроцентная посещаемость занятий, успешное выполнение плана по сдаче ЭЭиС. Часть 3«Схемотехника»: комплект материалов для студентов - 29 - лабораторных работ и отличная работа на них, получившие оценку отлично на контрольных работах, выполнившие и успешно защитившие домашние задания, РГР) могут быть по результатам выполнения теста(ов) освобождены от ответа на один или несколько экзаменационных вопросов. Итоговая оценка по дисциплине выставляется не только за ответ на экзамене, но и учитывается текущая успеваемость в семестре (средние оценки полученные по результатам защиты лабораторных работ и выполнения контрольных работ). Вес оценки за текущую успеваемость в общем балле составляет не менее 50%; конкретные правила подсчета доводятся до студентов до сдачи экзамена. 7.2. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ Глава 1. Электротехника 1. Электрические цепи постоянного тока: определения; электрическая цепь и ее элементы (резистор, индуктивность, емкость; источники постоянного напряжения. 2. Электрические цепи постоянного тока: законы Ома и Кирхгофа; последовательное и параллельное соединение. 3. Электрические цепи постоянного тока: соединение треугольником и звездой; электрическая энергия и мощность; номинальные величины и режимы работы. 4. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. 5. Магнитные цепи. 6. Однофазные цепи переменного тока: основные понятия цепей переменного тока (мгновенные, действующие и средние значения). 7. Однофазные цепи переменного тока: элементы цепей переменного тока (резистивный, индуктивный и емкостной элементы). 8. Однофазные цепи переменного тока: мощность в цепях переменного тока (активная, реактивная и полная). 9. Переходные процессы в электрических цепях. 10. Трехфазные цепи: источники, соединение по схеме звезда. 11. Трехфазные цепи: соединение по схеме треугольник; мощность трехфазной цепи. 12. Электрические машины: общие сведения и основные законы; электрические машины постоянного тока (принцип работы, схемы, характеристики). 13. Электрические машины: механические характеристики МПТ и регулирование частоты вращения; основные параметры МПТ. 14. Электрические машины: вращающееся магнитное поле; асинхронные машины. 15. Электрические машины: синхронные машины. 16. Трансформаторы: определения, схема; принцип действия; работа в режиме КЗ и ХХ; мощности потерь; автотрансформаторы. |