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

Современное инженерное образование сталкивается с вызовом подготовки специалистов, способных решать сложные технические задачи в условиях стремительных технологических изменений и импортозамещения. Одним из основных направлений является схемотехника, которая продолжает оставаться основой для понимания функционирования промышленных электронных устройств, источников питания, усилителей, датчиков и автоматизированных систем. В РТУ МИРЭА накоплен значительный опыт в преподавании этих дисциплин. Преподаватели кафедры электротехнических систем активно внедряют интегративный подход, объединяющий фундаментальную теорию с практическим проектированием и цифровым моделированием.

2. Теоретические основы схемотехники в образовательном процессе

Обучение аналоговой схемотехнике традиционно основывается на изучении базовых принципов электрических цепей, включающих законы Кирхгофа для описания токовых и напряженческих отношений, а также применение методов расчета узловых потенциалов и контурных токов. Значительное внимание уделяется анализу как линейных, так и нелинейных электрических цепей. Существенной частью образовательной программы являются исследование переходных режимов в RC-, RL- и RLC-схемах, определение параметров и анализ частотных откликов цепей.

Следующий этап обучения посвящен практическому освоению полупроводниковых приборов. Студенты научатся работать с диодами, биполярными и полевыми транзисторами. Параллельно будет развиваться понимание базовых схемотехнических решений. Это включает в себя построение и анализ усилительных каскадов в различных конфигурациях (с общим эмиттером, общим коллектором и общим стоком), а также работу с дифференциальными и операционными усилителями. Особое внимание будет уделено практическому применению операционных усилителей в таких схемах, как 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

Цифровые технологии оказали значительное положительное влияние на образовательный процесс. В стенах РТУ МИРЭА для углубленного изучения электроники широко применяются программные пакеты LTSpice и TINA-TI, позволяющие проводить детальный анализ переходных процессов, частотных зависимостей и осуществлять параметрическую оптимизацию. Кроме того, для реализации комплексного и сквозного проектирования используются платформы SimInTech и Multisim. 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, 6]. 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 теоретических аспектов схемотехники с практической деятельностью, реализуемая посредством сочетания аналитических расчетов, компьютерного моделирования и проектно-ориентированного обучения, представляет собой один из наиболее продуктивных векторов в подготовке современных специалистов в области электроники. Опыт, накопленный в РТУ МИРЭА, свидетельствует о высокой эффективности данного подхода в условиях цифровой трансформации образовательной среды. Для дальнейшего распространения и совершенствования методики рекомендуется имплементация трехэтапной модели "расчет – моделирование – эксперимент", модернизация лабораторной инфраструктуры, расширение использования реальных промышленных сценариев в учебном процессе, а также разработка электронных учебно-методических комплексов.

***

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.
   
   
6. Микаева С. А., Микаева А. С. Экономическая безопасность в приборостроении. Проектирование и технология приборостроения и радиоэлектронной аппаратуры. — М. : РУСАЙНС, 2026. — 236 с.