Multisim軟件在電工基礎(chǔ)課程改革中的應(yīng)用

摘 要：《電工基礎(chǔ)》是機(jī)電類(lèi)和電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)實(shí)踐性與應(yīng)用性都較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，所以強(qiáng)化這門(mén)課程建設(shè)，對(duì)培養(yǎng)實(shí)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才、提高其實(shí)踐操作能力必將起到至關(guān)重要的作用。在電工基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用Multisim軟件進(jìn)行電路的仿真，可以使抽象的理論知識(shí)變得更生動(dòng)、形象，使課堂的實(shí)驗(yàn)演示更加方便，該軟件的使用是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的有益改革和補(bǔ)充。

關(guān)鍵詞：電工基礎(chǔ)；改革；Multisim軟件；仿真

1 概述

《電工基礎(chǔ)》是機(jī)電類(lèi)和電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)實(shí)踐性與應(yīng)用性都較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，強(qiáng)化這門(mén)課程建設(shè)，對(duì)培養(yǎng)實(shí)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才、提高其實(shí)踐操作能力必將起到至關(guān)重要的作用。因此，高職高專(zhuān)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(shí)用性。在高職學(xué)生的《電工基礎(chǔ)》教學(xué)實(shí)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(shí)變得更生動(dòng)、形象，使課堂的實(shí)驗(yàn)演示更加方便，該軟件的使用是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的有益的改革和補(bǔ)充。

2 Multisim軟件簡(jiǎn)介

Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為理論基礎(chǔ)的實(shí)操仿真工具。該仿真工具涵蓋電路硬件描述語(yǔ)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(shí)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(duì)電路進(jìn)行實(shí)踐性仿真。它的突出特點(diǎn)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(tái)上直接選?。坏诙?，電路元件庫(kù)豐富；第三，虛擬儀器相對(duì)充足；Multisim軟件不但能夠提供11種常見(jiàn)常用的測(cè)試用儀器儀表，并且均與實(shí)物相類(lèi)似或均可以多臺(tái)儀器儀表同時(shí)調(diào)用；第四，分析方法相當(dāng)完整。Multisim軟件提供15種常見(jiàn)常用的仿真電路實(shí)用分析方法；第五，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。

3 電路仿真應(yīng)用實(shí)例

Multisim軟件的應(yīng)用非常豐富，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)可以測(cè)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(cè)量和分析。下面的實(shí)例是利用波特圖示儀測(cè)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(diǎn)。下面的實(shí)例是應(yīng)用波特圖示儀來(lái)測(cè)量及觀察串聯(lián)諧振電路的幅頻特性和相頻特性。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

3.1 在Multisim軟件中繪制電路圖，如圖1所示。

3.2 計(jì)算電路的諧振頻率。該電路的諧振頻率

f0===2.52×106Hz

3.3 仿真過(guò)程。點(diǎn)擊綠色三角符號(hào)，開(kāi)始仿真。雙擊波特測(cè)試儀，在右側(cè)的模式中選擇幅值，拖動(dòng)鼠標(biāo)，觀察幅頻特性曲線，如圖2、3所示。圖2中，當(dāng)頻率為2.4MHz時(shí)，輸出電壓為輸入電壓的0.166倍，圖3中，當(dāng)頻率為2.515MHz時(shí)，輸出電壓為輸入電壓的0.968倍，接近于1，說(shuō)明此時(shí)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(dòng)鼠標(biāo)，觀察相頻特性曲線，如圖4、5。圖4中，當(dāng)頻率為2.4MHz時(shí)，輸出電壓的相位超前輸入電壓相位的80.418度，圖5中，當(dāng)頻率為2.515MHz時(shí)，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(shuō)明此時(shí)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(shuō)明該電路的諧振頻率為2.515MHz。

3.4 仿真效果分析。通過(guò)仿真軟件可以很形象地看到諧振電路的特點(diǎn)，它不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器的不足，使實(shí)驗(yàn)變得更加方便、快捷，而且通過(guò)該軟件的使用，使設(shè)計(jì)電路變的更加簡(jiǎn)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(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)、研討的視野，能夠使高職學(xué)生從傳統(tǒng)驗(yàn)證性思維模式逐漸過(guò)渡并能實(shí)際做到對(duì)電路的分析、設(shè)計(jì)、排故。仿真軟件可以給學(xué)生提供多次嘗試的機(jī)會(huì)，在嘗試的過(guò)程中學(xué)生從中學(xué)會(huì)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(shí)不斷提高他們分析實(shí)際問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。按照“理論與實(shí)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(shí)，虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生完成知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)。

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作者簡(jiǎn)介：邢滿榮（1973-），女，漢族，河北昌黎人，副教授，本科，碩士，主要從事自動(dòng)控制方面的教學(xué)、研究工作。