Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электротехника и электроника. Интернет-тестирование базовых знаний. Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока. Учебное пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В. Ю. НЕЙМАН
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА
ИНТЕРНЕТ-ТЕСТИРОВАНИЕ
БАЗОВЫХ ЗНАНИЙ
ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2022
УДК 621.3(075.8)+621.38(075.8)
Н 46
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. А. И. Алиферов
д-р техн. наук, проф. З. С. Темлякова
Работа подготовлена на кафедре теоретических основ электротехники
для студентов дневного и заочного отделения
электротехнических специальностей
Нейман В. Ю.
Н 46 Электротехника и электроника. Интернет-тестирование базовых
знаний. Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока :
учебное пособие / В. Ю. Нейман. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2022. –
124 с.
ISBN 978-5-7782-4668-3
Пособие содержит материалы для подготовки к интернет-тестированию
образовательных достижений студентов на различных этапах обучения по дисциплине Электротехника и электроника, касающихся раздела «Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока». Тематическая структура пособия определяется дидактическими единицами государственных образовательных стандартов, которые подразделяются на более узкие подразделы (темы)
и
образуют структуру педагогических измерительных материалов (ПИМ).
Такая структура во многом определяет специфику проведения тестирования и
независимую оценку результатов Федерального экзамена в сфере профессионального образования (ФЭПО) по дисциплинам основных образовательных
программ.
Материал пособия включает в себя краткие теоретические сведения, анализ решений тестовых заданий и заданий, вынесенных для самостоятельного
решения,
в рамках образовательного процесса при подготовке к экзамену или зачету,
к вступительным испытаниям в магистратуру и аспирантуру по дисциплинам:
Электротехника и электроника (ЭиЭ), Теоретические основы электротехники (ТОЭ), Основы теории электрических цепей (ОТЭЦ), Общая электротехника (ОЭ).
ISBN 978-5-7782-4668-3 © Нейман В.Ю., 2022
© Новосибирский государственный
технический университет, 2022
с ответами.
Пособие будет полезно для самоконтроля усвоения знаний и умений
УДК 621.3(075.8)+621.38(075.8)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 4
Тематическая структура педагогических измерительных материалов
(ПИМ) ....................................................................................................................... 7
Общие рекомендации ............................................................................................ 10
Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока ........................... 11
1. Метод преобразования электрической цепи .............................................. 11
2. Анализ электрических цепей постоянного тока с одним
источником энергии .................................................................................... 20
3. Метод контурных токов ............................................................................... 26
4. Метод узловых потенциалов ....................................................................... 29
5. Метод эквивалентного генератора (активного двухполюсника) ............. 32
6. Принцип и метод наложения ....................................................................... 34
7.
Мощность в цепях постоянного тока ......................................................... 36
8. Измерение мощности в цепях постоянного тока....................................... 39
9. Режим постоянного тока в электрических цепях ...................................... 42
10. Примеры тестовых заданий ПИМ по темам ДЕ ...................................... 43
Тема 1. Эквивалентные преобразования в линейных
электрических цепях ..................................................................... 43
Тема 2. Анализ электрических цепей постоянного тока
с одним источником энергии ....................................................... 57
Тема 3. Метод контурных токов................................................................ 67
Тема 4. Метод узловых потенциалов ........................................................ 76
Тема 5. Метод эквивалентного генератора (активного
двухполюсника) ............................................................................. 87
Тема 6. Метод наложения .......................................................................... 99
Тема 7. Мощность в линейных цепях постоянного тока ...................... 108
Библиографический список ................................................................................ 122
ВВЕДЕНИЕ
В системе образования России за последнее время произошли
прогрессивные функциональные и структурные изменения. К ним
в первую очередь следует отнести созданную Национальную систему
оценки качества образования, введение Государственных образовательных стандартов (ГОС) второго и Федеральных государственных
образовательных стандартов (ФГОС) третьего поколения, введение
единого государственного экзамена, прохождение внешней независимой оценки качества
тельных учреждений и ряд других важных преобразований.
Эти изменения прежде всего отразились на системе педагогической
оценки и контроля знаний. Введение в учебный процесс новых технологий диагностики знаний позволяет получить более объективные
и достоверные знания о качестве подготовки студентов.
Объективной основой в создании инновационных технологий
оценки качества обучаемых стали требования к обязательным результатам обучения, которые отражены в ФГОС высшего образования по
направлениям подготовки бакалавров (ФГОС ВО 3++), утвержденных
в 2017 году, содержащих перечень универсальных компетенций.
Образовательные учреждения Российской Федерации проходят
комплексную оценку своей деятельности. Важным компонентом аттестации вуза является проведение официальной министерской проверки
базовых знаний
тельным программам (ОПОП).
В связи с этим начиная с 2005 г. в вузах страны проводится Федеральный экзамен в сфере профессионального образования (ФЭПО),
который представляет собой внешнюю независимую оценку качества
образования в форме централизованного компьютерного тестирования
образования, разделение по статусу образова-
для
студентов по основным профессиональным образова-
4
студентов по всем ОПОП с использованием среды Интернет в онлайнрежиме.
Проведение ФЭПО направлено на оценку образовательных достижений студентов на различных этапах обучения в соответствии с требованиями ФГОС.
Компьютерное тестирование проводится по единым педагогическим измерительным материалам (ПИМ) для каждого направления
подготовки.
Используемый комплект тестовых заданий предоставляет адекватную
количественную информацию о реальном знании и навыках студентов. Тесты оказываются более объективным способом оценки степени усвоения студентами лекционного материала и иных видов учебной деятельности при изучении дисциплины.
Объективность тестирования достигается путем стандартизации
процедуры проведения и единых критериев оценки, а также невозможности внести субъективную составляющую в оценку
знаний сту-
дентов.
Тесты, являющиеся более емким инструментом, ориентированы на
определение уровня усвоения ключевых определений и понятий, тем и
разделов учебной программы, умений и навыков. Тестовая форма
оценки позволяет определить уровень достижений студента по изучаемой дисциплине, и, наконец, тестирование расширяет традиционную
шкалу оценивания знаний.
Основой модели оценки качества подготовки студентов
является
относительная оценка усвоения всех дидактических единиц (ДЕ) по
обучаемой дисциплине на уровне требований, предъявляемых образовательным стандартом. В соответствии с данной моделью оценка
уровня подготовки студента выполняется по каждой ДЕ путем количественного сравнения правильно выполненных заданий с критерием
усвоения.
В качестве положительного момента следует отметить унифика-
цию контрольных
вопросов, формирование единых требований к
уровню усвоения учебного материала. Проверке и оценке подлежат
образовательные достижения студентов на различных этапах обучения, а также компоненты (ДЕ) содержания дисциплины в соответствии
с образовательным стандартом.
Следует также понимать, что подобная форма оценки знаний не
позволяет определить степень творческого начала в каждом обучаю-
5
щемся, умение мыслить логически и делать необходимые выводы, однако надо признать, что мгновенная оценка задания и выбор верного
решения возможны только при глубоком понимании материала
и устойчивых навыках решения подобных задач.
Настоящее пособие должно помочь студентам понять особенности
проведения интернет-тестирования, а также оно будет полезно для самоконтроля уровня
ного процесса при подготовке к экзамену или зачету, к вступительным
испытаниям в магистратуру и аспирантуру по дисциплинам: Электротехника и электроника (ЭиЭ), Теоретические основы электротехники
(ТОЭ), Основы теории электрических цепей (ОТЭЦ), Общая электротехника (ОЭ).
В соответствии с компетентностным подходом к обучению, реали
зуемым ФГОС ВО третьего поколения, результатом обучения по указанным дисциплинам являются сформированные компетенции, которые описываются через дескрипторы: «знать», «уметь», «владеть».
Рассмотрение различных профессиональных стандартов показывает, что в каждом из них категории «знать» и «уметь» являются основополагающими понятиями.
усвоения знаний и умений в рамках образователь-
-
Цели изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен:
приобрести твердые навыки решения задач теории электриче-
ских цепей и теории электромагнитного поля с доведением решения до
практического результата;
научиться самостоятельно разбираться в способах и подходах к
решению задач электротехники и электроники, содержащихся в учебной, технической и иной литературе, связанной со специальностью
студента;
выработать навыки исследования при решении прикладных
задач;
развить необходимую интуицию в вопросах приложения элек-
тротехники и электроники для решения технических задач.
Педагогическая задача курса – формирование у будущего специалиста перечисленных выше качеств.
6
ТЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ (ПИМ)
Курс электротехники и электроники служит базой для различных
электротехнических дисциплин, что является критерием включения в
него требуемых для изучения тем.
Тематическая структура пособия определяется дидактическими
единицами образовательного стандарта, которые, в свою очередь, разделяются на более узкие подразделы (темы) и образуют структуру так
называемых педагогических измерительных материалов (ПИМ).
При составлении тестовых
требования образовательного стандарта к обязательному минимуму
содержания соответствующей дисциплины. Эти требования могут существенно различаться по объему и содержанию для различных
направлений и специальностей (табл. 1).
Такая структура во многом определяет специфику проведения
и оценки Федерального экзамена в сфере профессионального образования по дисциплинам основных образовательных программ.
При использовании пособия для подготовки к тестированию по
дисциплинам следует ориентироваться на подобные по названию и
содержанию разделы (ДЕ) и соответствующие разделу темы.
Основной материал пособия включает в себя: краткие теоретические сведения, анализ решений тестовых заданий, а также задания, вынесенные для самостоятельного решения с ответами по темам ПИМ,
относящихся
постоянного тока» (см. табл. 1).
Перечень контролируемых учебных элементов по темам данного
раздела, представленный в табл. 2, отражает обязательные требования
ФГОС к знаниям, которые студент должен приобрести в результате
освоения дисциплины.
Преимущественным типом заданий, предлагаемых ПИМ, выбрана
закрытая форма с выбором одного правильного
к разделу № 2 «Теория и методы анализа линейных цепей
заданий за основу принимаются
ответа из четырех
7
предложенных. Такая форма задания в рамках компьютерного тестирования наиболее распространена.
Таблица 1
Раз-
делы
1 Физические основы электротехники, основные свойства и законы
линейных электрических цепей
2 Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока
3 Теория и методы анализа линейных цепей синусоидального тока
4 Трехфазные цепи и методы их анализа
5 Расчет линейных электрических цепей при периодических несину-
соидальных воздействиях
6 Переходные процессы в линейных электрических цепях и методы
их расчета
7 Основные понятия и законы нелинейных электрических и магнит-
ных цепей постоянного и переменного тока, методы анализа нелинейных цепей
8 Методы анализа линейных цепей с многополюсными элементами
9 Методы анализа линейных цепей с распределенными параметрами
10 Теория электромагнитного поля
11 Основы электроники
Содержание разделов (ДЕ) ПИМ по дисциплине
Электротехника и электроника
Предлагаемая модель педагогических измерительных материалов
позволяет акцентировать внимание на результатах и достижениях каждого отдельного студента. Выполнение индивидуальных вариантов
ПИМ позволяют сделать выводы об уровне обученности студента,
и дать ему рекомендации для дальнейшего успешного продвижения
в обучении.
Основное содержание приводимых в пособии ПИМ согласуется с
демонстрационными материалами, размещенными на сайте
ФЭПО
(https://fepo/i-exam.ru), которые по своему характеру и форме аналогичны заданиям, разработанным Росаккредагентством.
8
Наименование элемента
р
р
р
ур
р
р
р
соде
жания раздела
Тема 1. Эквивалентные
преобразования в линейных электрических
цепях
Тeма 2. Анализ электрических цепей постоянного тока с одним
источником энергии
Тема 3. Метод контур-
ных токов
Тема 4. Метод узловых
потенциалов
Тема 5. Метод эквивалентного генератора
Тема 6. Метод наложе-
ния
Тема 7. Мощность в
линейных цепях постоянного тока
Таблица 2
Контролируемые учебные элементы
Знать: виды соединений приемников, эквива-
лентные схемы преобразований источников
энергии и преобразования схем, содержащих
источники энергии
Уметь: определять эквивалентные сопротивления для различных схем соединений приемников, выполнять эквивалентные преобразования
источников энергии и преобразования схем, соде
жащих источники энергии
Знать: подходы анализа неразветвленных
и разветвленных электрических цепей при наличии единственного источника энергии
Уметь: производить качественный анализ
электрических цепей, рассчитывать токи
и напряжения для различных схем соединений
приемников, определять их по показаниям прибо
ов
Знать: правила составления контурных урав-
нений
Уметь: составлять системы контурных уравнений, определять токи в ветвях схемы по известным конт
ным токам
Знать: правила составления узловых уравне-
ний
Уметь: составлять системы узловых уравне-
ний, определять межузловые напряжения, рассчитывать токи в ветвях схемы
Знать: алгоритм метода эквивалентного гене-
ратора
Уметь: определять параметры эквивалентного
генератора и ток методом эквивалентного гене-
атора
Знать: алгоритм метода наложения
Уметь: составлять частичные схемы замеще-
ния и оп
еделять частичные токи
Знать: формулы расчета мощностей источни-
ков и приемников
Уметь: определять мощность и составлять
баланс мощностей, определять мощность по показаниям п
иборов
9
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. При подготовке к тестированию студенту следует обратиться
к настоящему учебному пособию и изучить краткие теоретические
сведения по разделу ДЕ и включенные в него темы (см. табл. 2). Изучить разобранные примеры тестовых заданий и ответить на вопросы
заданий, вынесенных для самостоятельного решения, проверить ответы.
2. Интернет-тестирование базовых знаний происходит в компью
терных классах, где каждый студент выполняет индивидуальные задания. Порядок ответов произвольный и можно, пропустив некоторый
вопрос, вернуться к нему позже. На все ответы по тесту отводится
определенное время, которое зависит от количества вопросов и уровня
их сложности. Правильный ответ вводится с помощью мыши либо
клавиатуры.
3. Выполнение варианта ПИМ оценивается
лученным студентом за выполнение всех его заданий. Общая сумма
баллов за все правильные ответы составляет наивысший балл. Устанавливается также диапазон баллов, которые необходимо набрать для
того, чтобы получить отличную, хорошую, удовлетворительную или
неудовлетворительную оценку.
4. Задания делятся на четыре типа. Типы заданий отличаются формой знаков, стоящих
верный результат. Задания предполагают:
– выбор одного из предложенных вариантов ответа;
– выбор нескольких правильных ответов из предложенных вари-
антов;
– указание последовательности или соответствия;
– внесение правильного ответа в виде последовательности набора
цифр или букв.
Задания в форме тестов, приведенные в пособии для самостоятель-
ного
решения, ограничены выбором только одного из четырех пред-
перед ответами, с помощью которых фиксируется
суммарным баллом, по-
-
ложенных вариантов ответов, стоящих после знака
рых необходимо выделить с помощью мыши
10
.
, один из кото-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]