Учебно-научные лаборатории кафедры теоретических основ электротехники
На кафедре ТОЭ для студентов, обучающихся на технических факультетах Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создан многопрофильный учебно-лабораторный комплекс «Теоретические Основы Электротехники», включающий:
- классическую лабораторию с реальными приборами и электрическими цепями;
- стендовую лабораторию с цифровой обработкой информации;
- центр компьютерных технологий в электротехнике;
- лабораторию по теории электромагнитного поля с уникальными работами для каждой группы студентов.
В лаборатории с традиционным исполнением лабораторные работы проводятся на установках, выполненных с использованием реальных элементов, источников питания, генераторов сигналов и измерительных приборов. Каждая установка состоит из лабораторного стенда с комплектом приборов и набора макетов (плат) с размещенными на них элементами цепей. Сборку исследуемой цепи и подключение к ней необходимых приборов студенты выполняют самостоятельно при помощи соединительных проводов с однополюсными штекерами. Набор лабораторных макетов позволяет выполнять исследование различных видов цепей и наблюдать процессы в них. Результаты эксперимента фиксируются в виде таблиц измерений и осциллограмм.
Лабораторные работы в стендовом исполнении реализованы на пятнадцати стендах, где исследуемые цепи, состоящие из реальных элементов, коммутируются ключами, которые управляются кнопками на лицевой панели. Все величины напряжений и токов устанавливаются и контролируются по цифровому дисплею и внешнему осциллографу.
Лабораторные работы в компьютерном исполнении проводятся в Центре компьютерных технологий в электротехнике (ЦКТЭ) с применением программных средств Multisim v.10 и Labview v.8.2. корпорации National Instrument. Все лабораторные работы имеют электронные версии методических указаний.
В ЦКТЭ на базе пакетов Mathcad и Multisim проводятся занятия студентов по курсовым работам, посвященным моделированию электрических цепей.
Цикл лабораторных работ по курсу ТОЭ ориентирован на работу в системе LabView в режиме моделирования эксперимента. Входные сигналы, внешние устройства, объекты исследования и управления, измерительные установки и т.п. моделируются средствами пакета LabView с учетом особенностей протекания реальных процессов.
В среде Multisim цепи составляются символами виртуальных элементов, а их структура изменяется ключами, управляемыми с клавиатуры компьютера. Задающие генераторы и измерительные приборы имеют лицевые панели реальных приборов, что позволяет привить студентам навыки работы с ними.
На кафедре ТОЭ разработан комплекс лабораторных работ, в котором использовано компьютерное моделирование электрических цепей на основе цифровой обработки информации программными средствами LabVIEW.
В «Центре компьютерных технологий в электротехнике» (ЦКТЭ) на всех 24 компьютерах используется только лицензионное программное обеспечение, полученное по Инновационной программе Университета.
На кафедре также разработан лабораторный практикум по теории электромагнитного поля. Лаборатория электромагнитного поля кафедры ТОЭ оснащена приборами, позволяющими студентам и магистрам проводить измерение напряженности реальных физических моделей в широком диапазоне частот от 0.1 Гц до 10 ГГц. В ЦКТЭ на базе пакета ELCUT проводятся занятия студентов по моделированию задач по теории электромагнитного поля.
