電工基礎(chǔ)課程改革中Multisim軟件的應(yīng)用

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1概述

《電工基礎(chǔ)》是機(jī)電類和電氣類專業(yè)中的一門實踐性與應(yīng)用性都較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，強(qiáng)化這門課程建設(shè)，對培養(yǎng)實用型專業(yè)技術(shù)人才、提高其實踐操作能力必將起到至關(guān)重要的作用。因此，高職高專院校的課程改革應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力、激發(fā)其發(fā)展?jié)撃転槟繕?biāo)，以行業(yè)科學(xué)技能和企業(yè)生產(chǎn)先進(jìn)水平為標(biāo)準(zhǔn)，不斷突出其先進(jìn)性、規(guī)范性和實用性。在高職學(xué)生的《電工基礎(chǔ)》教學(xué)實踐環(huán)節(jié)中應(yīng)用multisim軟件操作電路的仿真，可以使抽象的理論知識變得更生動、形象，使課堂的實驗演示更加方便，該軟件的使用是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的有益的改革和補(bǔ)充。

2Multisim軟件簡介

Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為理論基礎(chǔ)的實操仿真工具。該仿真工具涵蓋電路硬件描述語言輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種方式，極具仿真分析實用能力。工程技術(shù)人員能夠使用Multisim軟件進(jìn)行交互式地構(gòu)建電路原理圖，在此基礎(chǔ)上對電路進(jìn)行實踐性仿真。它的突出特點包括：第一，電路圖輸人方式直觀。構(gòu)建電路圖所需電路元件、電路仿真所需虛擬儀器設(shè)備均可從該圖界面工作平臺上直接選取；第二，電路元件庫豐富；第三，虛擬儀器相對充足；Multisim軟件不但能夠提供11種常見常用的測試用儀器儀表，并且均與實物相類似或均可以多臺儀器儀表同時調(diào)用；第四，分析方法相當(dāng)完整。Multisim軟件提供15種常見常用的仿真電路實用分析方法；第五，操作簡單，易學(xué)易用。

3電路仿真應(yīng)用實例

Multisim軟件的應(yīng)用非常豐富，簡單來說可以測量電流、電壓、功率等物理量，復(fù)雜的可以利用它本身提供的虛擬儀表做各種測量和分析。下面的實例是利用波特圖示儀測量和顯示電路的頻率響應(yīng)，進(jìn)而分析串聯(lián)諧振的頻率和特點。下面的實例是應(yīng)用波特圖示儀來測量及觀察串聯(lián)諧振電路的幅頻特性和相頻特性。實驗步驟如下：

3.1在Multisim軟件中繪制電路圖。

3.2計算電路的諧振頻率。

該電路的諧振頻率f0=12π姨LC=12×3.14×20×10-6×200×10-12姨=2.52×106Hz

3.3仿真過程。

點擊綠色三角符號，開始仿真。雙擊波特測試儀，在右側(cè)的模式中選擇幅值，拖動鼠標(biāo)，觀察幅頻特性曲線，當(dāng)頻率為2.4MHz時，輸出電壓為輸入電壓的0.166倍，當(dāng)頻率為2.515MHz時，輸出電壓為輸入電壓的0.968倍，接近于1，說明此時所有的電壓都加在電阻的兩端。然后在右側(cè)的模式中選擇相位，拖動鼠標(biāo)，觀察相頻特性曲線，當(dāng)頻率為2.4MHz時，輸出電壓的相位超前輸入電壓相位的80.418度，當(dāng)頻率為2.515MHz時，輸出電壓與輸入電壓的基本上同相，即電阻兩端電壓與輸入電壓同相。幅頻特性和相頻特性相結(jié)合，說明此時電阻電路兩端電壓與輸入電壓大小相同，相位相同，電路發(fā)生了諧振，說明該電路的諧振頻率為2.515MHz。

3.4仿真效果分析。

通過仿真軟件可以很形象地看到諧振電路的特點，它不僅可以彌補(bǔ)實驗儀器的不足，使實驗變得更加方便、快捷，而且通過該軟件的使用，使設(shè)計電路變的更加簡單。

4結(jié)論

Multisim軟件仿真電路在高職《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用，能夠不斷啟發(fā)和拓展學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)、研討的視野，能夠使高職學(xué)生從傳統(tǒng)驗證性思維模式逐漸過渡并能實際做到對電路的分析、設(shè)計、排故。仿真軟件可以給學(xué)生提供多次嘗試的機(jī)會，在嘗試的過程中學(xué)生從中學(xué)會分析電路的方法，提升他們學(xué)習(xí)好《電工基礎(chǔ)》課程的信心，同時不斷提高他們分析實際問題、解決實際問題的能力，提高課堂的教學(xué)效果。但是仿真軟件也有自身的局限性，那就是不能得到動手能力的鍛煉。因此，在電工基礎(chǔ)的教學(xué)中不能僅僅使用該軟件，而是要配合著理論學(xué)習(xí)以及實驗訓(xùn)練。按照“理論與實踐相結(jié)合”，“操作與仿真”相結(jié)合的教學(xué)模式，注重提供學(xué)生可持續(xù)發(fā)展必備的知識，虛實結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生完成知識、技能的學(xué)習(xí)。

作者：邢滿榮 單位：河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院