Навчальна лабораторія «Основи теорії кіл»

• Загальні відомості

Навчальна лабораторія «Основи теорії кіл» (ОТК) забезпечує лабораторний практикум під час підготовки здобувачів на першому (бакалаврському) рівні вищої освіти за спеціальностями:

• 125 «Кібербезпека» з дисциплін «Основи теорії кіл», «Основи теорії кіл в ТЗІ» (освітня програма «Системи технічного захисту інформації»), «Основи теорії кіл» (освітня програма «Безпека інформаційно-комунікаційних систем»);
• 172 «Телекомунікації та радіотехніка» з дисциплін «Основи теорії кіл», «Основи схемотехніки. Ч.1» (освітня програма «Радіотехніка»), «Теорія електричних кіл» (освітня програма «Медіаінженерія»;
• 171 «Електроніка» з дисципліни «Теорія електричних кіл» (освітня програма «Системи, технології і комп’ютерні засоби мультимедіа»).

Під час вивчення цих дисциплін особлива увага приділяється виконанню лабораторного практикуму, що сприяє розумінню та засвоєнню навчальних програм дисциплін.

Мета лабораторного практикуму – підвищення практичної підготовки майбутніх фахівців. Основні задачі лабораторного практикуму:

– поєднати теорію з практикою, експериментально підтвердити основні положення теорії кіл;

– набути навички користування вимірювальними приладами;

– навчитись оформлювати та узагальнювати результати досліджень.

Навчальна лабораторія ОТК розташована в аудиторії 410 головного корпусу університету.

• Методичне забезпечення

Теоретичні відомості з основ теорії кіл наведено в навчальних книгах:

1. Милютченко І.О. Довідник з основ теорії кіл : Навчальний посібник для студентів ЗВО. /І.О. Милютченко. Харків: ХНУРЕ, 2018. – 152  с.
2. Основи теорії кіл, сигналів та процесів в СТЗІ: Підручник для студентів ВНЗ Ч.1. / Ю.О. Коваль, І.О. Милютченко, А.М. Олейніков, В.М. Шокало та ін; за заг. редакцією В.М. Шокала. – Харків: НТМТ, 2011. – 544 с.
3. Коваль Ю.О., Гринченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ. Ч. І. Харків: ХНУРЕ, 2004. – 436с.
4. Коваль Ю.О., Гринченко Л.В., Милютченко І.О., Рибін О.І. Основи теорії кіл: Підручник для студентів ВНЗ. Ч. 2. Харків: ХНУРЕ, 2006. 668с.

Рекомендації з виконання лабораторних робіт наведено в інструктивно-методичних матеріалах:

1. Методичні вказівки до лабораторних робiт з дисципліни “Теорія електричних кіл” для студентів спеціальності 171 «Електроніка», які навчаються за освітніми програмами «Акустотехніка», «Системи, технології і комп’ютерні засоби мультимедіа» / Упоряд. О.О. Іванова, І.О. Милютченко – Харків: ХНУРЕ, 2017. – 74 с.
2. Методичнi вказiвки до лабораторних робiт з дисциплін «Основи теорiї кіл», «Основи радioелектронiки», «Теорiя електро-радіокіл, сигналів та процесів у радіоелектроніці», «Основи теорiї кiл, сигналів та процесів в електроніці»/ Упоряд. Ю.О.Коваль, I.О.Милютченко, В.П.Самченко – Харкiв: ХНУРЕ, 2008. – 80с.

У методичних вказівках описано 10 лабораторних робіт, що охоплюють головні розділи дисципліни ОТК: «Кола постійного струму», «Кола синусоїдного струму», «Резонансні кола», «Перехідні процеси», «Електричні фільтри», «Кола з розподіленими параметрами».

Наведено також опис, зовнішній вигляд, технічні характеристики та інструкції з експлуатації вимірювальних приладів.

Наведено методику виконання лабораторних робіт за допомогою програми Electronic Workbench на прикладі робіт «Дослідження активних фільтрів» та «Дослідження перехідних процесів у колах з джерелом постійної напруги».

Методичні вказівки до лабораторних робіт включено до складу комплексів навчально-методичного забезпечення кафедри КРіСТЗІ з дисципліни підготовки бакалавра «Основи теорії кіл» на сайті наукової бібліотеки ХНУРЕ http://catalogue.nure.ua/knmz.

• Обладнання навчальної лабораторії

В лабораторії функціонує 8 робочих місць, оснащених вимірювальними приладами. До комплекту приладів входять:

1. Двоканальний генератор сигналів FY6800.
2. Портативний цифровий осцилограф SDS-Е.
3. Мультиметр для вимірювання І, U, R, C.
4. Блок живлення базовий.
5. Комплект лабораторних установок.

• Лабораторні установки

Лабораторія оснащена 9 типами лабораторних установок:

1. Дослідження кіл постійного струму. Експериментальна перевірка законів Ома, Кірхгофа та властивостей лінійних кіл для аналізу електричного режиму кола.
2. Дослідження кіл синусоїдного струму. Експериментальна перевірка законів електричних кіл при дії синусоїдної напруги на послідовне та паралельне з‘єднання елементів R, L та R, C в усталеному режимі; оцінка впливу частоти джерела електричної енергії на величини струмів, напруг та фазові співвідношення у досліджуваних колах.
3. Дослідження резонансних явищ у послідовному та паралельному резонансних контурах та впливу параметрів контурів на частотні характеристики.
4. Дослідження перехідних процесів. Аналіз відгуку кіл першого і другого порядку при ввімкненні та вимкненні джерела постійної напруги та джерела синусоїдної напруги з різними початковими фазами. Експериментальне визначення сталих часу кіл R, L та R, C і параметрів перехідного режиму в колі R, L, C.
5. Дослідження амплітудно-частотних характеристик RC–фільтрів. Експериментальне визначення граничних частот фільтрів. Встановлення зв’язку частотних і часових характеристик ланок другого порядку.
6. Дослідження режимів роботи довгих ліній, зокрема амплітудних та фазових співвідношень напруги та струму вздовж лінії в усталеному синусоїдному режимі при різних опорах навантаження.
7. Дослідження частотних характеристик штучної довгої лінії при різних опорах навантаження.
8. Дослідження електричних фільтрів.
9. Дослідження чотириполюсників.

Забезпеченість приладами та лабораторними установками дозволяє проводити лабораторні роботи фронтальним методом.

Усі роботи є натурними (фізичними) дослідженнями. Це дозволяє студентам здійснювати експериментальну перевірку теоретичних положень, працювати з реальними колами, отримати навики роботи з вимірювальними приладами та обробки результатів вимірювань.

Методика комп’ютерного моделювання наведена у методичних вказівках до лабораторних робіт і розглядається як самостійна роботи студента, спрямована на перевірку результатів натурного експерименту.