ас. Ксензик А.В.

Украинская инженерно-педагогическая академия (УИПА) каф.ТОЭ.

ПРИМЕНЕНИЕ «Electronics Workbench» ПРИ ИЗУЧЕНИИ «Теоретические основы электротехники»

При подготовке инженера важную роль в освоении технических наук играет лабораторный практикум, целью которого является экспериментальная проверка теоретических положений, формирование практических умений и навыков работы с реальными физическими объектами и оборудованием, а также привитие навыков экспериментальных исследований и обработки полученных результатов.

Анализ последних публикаций показывает, что в настоящее время во всем мире ведется активная разработка и внедрение виртуальных лабораторий в учебный процесс [1-3].

Цель работы - исследовать возможность использования компьютерных виртуальных лабораторий для проведения лабораторных работ по курсу «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ).

Лабораторный практикум, который проводится сейчас на кафедре Теоретической и общей электротехники (ТиОЭ) УИПА, благодаря наличию Универсальных исследовательских лабораторных стендов (УИЛС), специального набора элементов, предназначенных для сборки электрических цепей, и измерительных приборов позволяет исследовать реальные физические процессы, происходящие в реальных электрических цепях.

Проведение лабораторных работ по курсу ТОЭ на стендах УИЛС знакомит студентов с реальными элементами электрических цепей, с современными измерительными приборами, дает навыки сборки простейших схем и проведения измерений. Но при этом, возникают определенные трудности:

- результаты исследований подвержены влиянию ненадежных контактных соединений, обрыву соединительных проводов, ненадежности работы измерительных приборов и т.д.;

- невозможность реализации на стендах аварийных режимов.

Развитие соответствующего программного обеспечения компьютеров позволяет моделировать любые электронные устройства, производить всевозможные измерения, при этом точность полученных результатов приближается к точности экспериментальных исследований на реальных объектах. С точки зрения сборки цепей и подключения измерительных приборов нет разницы между реальными и виртуальными элементами и устройствами (рис.1). В виртуальной среде можно устанавливать любые параметры элементов для получения полного сходства их с характеристиками реальных элементов. Это открывает широкие перспективы использования электронно-виртуальных лабораторий, в которых нет опасности ни для студентов, ни для оборудования и приборов.

Для изучения и анализа процессов в несложных электрических и электронных схемах, чрезвычайно привлекательным является пакет «Electronics Workbench». В данной среде имеется большое количество виртуальных элементов и измерительных приборов, с помощью их можно моделировать любую электрическую и электронную схему, а также проводить исследования реальных физических процессов, протекающих в цепях [4, 5].

Рис. 1. Сопоставление элементной базы стенда УИЛС (а) и виртуальной лаборатории «Electronics Workbench» (б).

Результаты измерен