Теория и практика науки и образования №3 (3) май 2026 г.

Современное инженерное образование сталкивается с необходимостью подготовки специалистов, способных решать сложные технические задачи в условиях быстрых технологических изменений и импортозамещения. Одним из ключевых направлений является аналоговая схемотехника, которая остается фундаментом для понимания работы промышленных электронных устройств, источников питания, усилителей, датчиков и систем автоматики. В РТУ МИРЭА накоплен значительный опыт преподавания этих дисциплин. Преподаватели кафедры электротехнических систем активно реализуют интегративный подход, сочетающий фундаментальную теорию с практическим проектированием и цифровым моделированием.

2. Теоретические основы схемотехники в образовательном процессе

Традиционное преподавание аналоговой схемотехники начинается с фундаментальных законов электрических цепей: законов Кирхгофа для токов и напряжений, методов узловых потенциалов и контурных токов, а также анализа линейных и нелинейных цепей. Важной составляющей является изучение переходных процессов в RC-, RL- и RLC-цепях, расчет и анализ частотных характеристик.

Далее студенты переходят к изучению полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, а также базовых схемотехнических решений. К ним относятся усилительные каскады различных конфигураций с общим эмиттером, общим коллектором и общим стоком, дифференциальные усилители, операционные усилители и схемы на их основе, включая инвертирующие и неинвертирующие усилители, компараторы, интеграторы, дифференциаторы и активные фильтры.

Особое внимание уделяется промышленному применению аналоговой схемотехники: источникам вторичного электропитания, устройствам управления исполнительными механизмами, измерительным усилителям сигналов датчиков и модулям автоматики. Такой подход позволяет студентам видеть не только математический аппарат, но и реальное практическое значение изучаемых схем [1, 2].

3. Цифровые инструменты в преподавании схемотехники

Цифровизация существенно повысила качество обучения. В РТУ МИРЭА активно используются LTSpice и TINA-TI для моделирования переходных процессов, частотных характеристик и параметрической оптимизации, а также SimInTech и Multisim для комплексного и сквозного проектирования.

Обучение строится по трехэтапной методике: аналитический расчет, компьютерное моделирование, сборка и эксперимент на реальном макете.

Примером практической работы является исследование усилительного каскада с общим эмиттером. Студенты рассчитывают параметры, моделируют схему и проводят измерения на лабораторном стенде. Такие практикумы входят в лабораторный практикум по электротехнике и электронике [3].

Рисунок 1. Руководство по созданию схем для вычислений из методического материала.

4. Проектно-ориентированное обучение и промышленная направленность

Эффективным методом является проектное обучение. Студенты разрабатывают реальные устройства: стабилизированные источники питания, усилители сигналов датчиков, активные фильтры и компараторы, элементы систем промышленной автоматики и светотехнических устройств.

Такие проекты опираются на материалы по промышленной электронике, включая разработки конструкций и технологий производства оптико-электронных приборов [1, 2, 4]. Это формирует профессиональные компетенции, востребованные промышленностью.

5. Результаты апробации методики

За последние годы внедрение интегративного подхода позволило повысить успеваемость по дисциплинам «Основы электроники и схемотехники», «Электроника и схемотехника» и «Электротехника и электроника», увеличить количество курсовых и дипломных проектов, содержащих реальные работающие макеты, а также улучшить практические компетенции студентов. По результатам внутренних тестирований и защиты проектов рост составил 25-30 % [2, 5].

6. Заключение и рекомендации

Интеграция теории и практики схемотехники через сочетание классических расчетов, компьютерного моделирования и проектной деятельности является одним из наиболее эффективных способов подготовки современных инженеров-электроников. Опыт РТУ МИРЭА подтверждает высокую результативность данного подхода в условиях цифровизации образования.

Для дальнейшего внедрения методики рекомендуется использовать трехэтапную модель «расчет - моделирование - эксперимент», развивать материально-техническую базу лабораторий, расширять практику реальных промышленных кейсов и создавать электронные учебно-методические комплексы по аналоговой схемотехнике.

***

1. Брысин А. Н., Микаева С. А. Промышленная электроника. Аналоговые электронные устройства, используемые в элементах автоматики : учебное пособие. — М. : РТУ МИРЭА, 2023.
   
   
2. Микаева С. А., Микаева А. С. Промышленная электроника. Разработки конструкций и технологии производства оптико-электронных приборов, установок и систем. — М. : РТУ МИРЭА, 2022.
   
   
3. Родюков М. С., Микаева С. А., Брысин А. Н. Электротехника : лабораторный практикум. — М. : РТУ МИРЭА, 2018.
   
   
4. Микаева С. А. и др. Нейроинтерфейсы // Материалы конференций РТУ МИРЭА. — 2022.
   
   
5. Алехин В. А. Электроника и схемотехника : курс лекций с использованием TINA-TI. — М. : МИРЭА, 2016.