CLR: HOE BRENG JE ELEKTRISCHE KRINGEN IN BEELD?

ONDERWIJSONTWIKKELING IN DE KIJKER

CLR CLR – spreek uit als het Engelse ‘clear’ – is een simulatietool om de fenomenen die zich voordoen in elektrische kringen te visualiseren. Deze tool helpt studenten om een beter conceptueel inzicht te verwerven in de werking van deze kringen. Prof. Luc Geurts (Campus Groep T Leuven) geeft tekst en uitleg.

“ Elektrische kringen komen aan bod in meerdere opleidingsonderdelen van het bachelorprogramma”, legt prof. Geurts uit. “De studenten leren doorgaans deze kringen analyseren door zich te concentreren op de wetmatigheden van kringen en componenten, zoals spanningsbronnen, weerstanden, capaciteiten en dergelijke. Dat is uiteraard oké, ware het niet dat daarbij vooral gefocust wordt op het ‘kwantitatieve’ – zeg maar het maken van berekeningen – terwijl er ook – en wat ons betreft vooral – inzicht nodig is in het ‘fenomenologische’ – wat gebeurt er en waarom – en ook niet te vergeten het ‘kwalitatieve’: welke dingen houden verband met elkaar. We stellen vast dat studenten nog altijd moeite hebben om conceptueel te redeneren over elektrische kringen”.

Luc Geurts

Drie dimensies

“Met het CLR-project beogen we een onderwijskundige vernieuwing te introduceren in ons vakgebied”, vervolgt prof. Geurts. “Ons doelpubliek zijn alle studenten van de bacheloropleiding, want ze komen allemaal in aanraking met elektrische schakelingen. Het is uiteraard de bedoeling dat in de afstudeerrichtingen elektromechanica en elektronica-ICT daarop wordt verder gebouwd”.

“Feit is dat onze CLR-tool de mogelijkheid biedt om op een tot nog toe ongekende manier elektrische kringen te simuleren en de fenomenen te visualiseren. Daarbij gaat het om typische kringen met weerstanden, capaciteiten en inductanties. Essentieel hierbij is de manier waarop de grootheden spanning en stroom in beeld worden gebracht. Traditioneel worden zulke kringen in twee dimensies getekend, maar de CLR-tool voegt er nog een derde dimensie aan toe: de z-as. Deze wordt gebruikt om spanning te visualiseren: het hoogteverschil tussen twee knooppunten is evenredig met het spanningsverschil. Bovendien kunnen de gebruikers op een eenvoudige manier parameters aanpassen – frequenties, amplitudes en componentwaarden – om zo op een bijna intuïtieve wijze inzicht te verkrijgen in de werking van elektrische kringen”.

Innovatie

Volgens prof. Geurts en zijn collega’s Jeroen Wauters, Stef Desmet, Gert Van Loock, Maarten Vanierschot en Tiene Nobels betekent de nieuwe CLR-tool een belangrijke stap vooruit in de ontwikkeling van nieuwe leer- en onderwijsvormen. “Voor vele fenomenen uit de fysica bestaan al degelijke animaties en applets op het internet, maar voor elektrische kringen zijn deze nog te beperkt. Aangezien onze tool gratis is, kan hij in principe door iedereen gebruikt worden, zowel docenten als studenten.”.

Yves Persoons