仿真軟件Multisim10在橋式整流濾波電路理論課教學(xué)中的應(yīng)用探討

孟憲微

（江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校，江蘇無錫，214400）

仿真軟件Multisim10在橋式整流濾波電路理論課教學(xué)中的應(yīng)用探討

孟憲微

（江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校，江蘇無錫，214400）

針對(duì)橋式整流濾波電路理論課教學(xué)特點(diǎn)，通過即時(shí)仿真手段，創(chuàng)設(shè)電路仿真情境，結(jié)合遞進(jìn)性情境操作，喚醒學(xué)生探究未知的主動(dòng)性。

仿真情境；橋式整流濾波電路理論課教學(xué)；學(xué)習(xí)主動(dòng)性

1 橋式整流濾波電路理論課教學(xué)特點(diǎn)

橋式整流濾波電路既是二極管單向?qū)щ娦缘难由?，又是直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)，是一座很重要的理論知識(shí)橋梁。對(duì)于學(xué)生而言，橋式整流濾波電路要比半波整流電路復(fù)雜得多，理解起來也比較困難。

教師在橋式整流濾波電路理論課課堂教學(xué)過程中往往會(huì)把課本上的知識(shí)當(dāng)成定論，直接把結(jié)論告訴學(xué)生，讓學(xué)生理解，記憶下來。這樣學(xué)生會(huì)擁有豐富的理論知識(shí)，但缺少的是學(xué)生自己的想法和分析，自主性和獨(dú)立性也沒有得到合理的提升，而且缺少與工程實(shí)踐的聯(lián)系。學(xué)生仍處于較被動(dòng)的接受狀態(tài)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和探究性會(huì)受到抑制，不能最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2 創(chuàng)設(shè)電路仿真情境，喚醒學(xué)習(xí)主動(dòng)性

2.1 即時(shí)仿真軟件Multisim 10

Multisim 10是一款電子電路仿真軟件，用于電路設(shè)計(jì)并觀察實(shí)時(shí)仿真結(jié)果，提供了一個(gè)貫穿電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的交互式電子操作平臺(tái)。它提供了電壓表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、功率表、雙通道示波器等23種虛擬儀器儀表，常用的電阻、電容、二極管等多種元器件，用戶可以根據(jù)需要隨時(shí)隨地進(jìn)行調(diào)用。它的工作區(qū)就像一塊“面包板”。在這個(gè)工作區(qū)可以方便快速地搭建各種電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，即時(shí)地進(jìn)行分析測試電路的性能參數(shù)，以數(shù)值或波形的形式直觀地顯示出分析結(jié)果。

2.2 橋式整流濾波電路仿真情境的創(chuàng)設(shè)

（1）從元器件庫中選擇出搭建電路所需的各種元器件和儀表：20V、50Hz交流電壓源、接地、1kΩ電阻、MDA2501整流橋、220μF電容、開關(guān)、電壓表和示波器，并連接好電路。搭建完成的橋式整流濾波電路圖，如圖1所示。

（2）單擊運(yùn)行仿真圖標(biāo)，雙擊示波器圖標(biāo)，打開示波器面板，并對(duì)示波器做適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，輸出波形如圖2所示。

（3）保存電路文件。

圖1

圖2

2.3 層層遞進(jìn)，探究仿真情境

設(shè)置層層遞進(jìn)問題，動(dòng)手操控仿真情境，探究橋式整流濾波電路。

問題1：MDA2501整流橋的四個(gè)端是怎樣連入電路的？學(xué)生回答：1、4端與負(fù)載相連接，2、3端與電源相連接。問題2：1端是兩個(gè)二極管的共陽極端，還是共陰極端，4端呢？

學(xué)生回答：1端是兩個(gè)二極管的共陰極端，4端是兩個(gè)二極管的共陽極端。即整流橋的共陽極、共陰極端與負(fù)載相連接，其余兩端與電源相連接。

問題3：開關(guān)斷開，是什么電路？開關(guān)閉合是什么電路？

學(xué)生回答：開關(guān)斷開，是橋式整流電路；開關(guān)閉合是橋式整流濾波電路。

問題4：比較橋式整流電路與半波整流電路輸出電壓波形，說明二者輸出電壓仿真結(jié)果有何區(qū)別？

問題5：橋式整流電路不帶電容濾波時(shí)，電阻性負(fù)載輸出電壓平均值與輸入電壓有效值之間的關(guān)系理論上是UL=0.9U2，請同學(xué)們觀察仿真測量值分別是多少？

由學(xué)生讀取開關(guān)斷開時(shí)，電壓表數(shù)值，并改變交流電壓源的輸入電壓有效值，先理論計(jì)算，再讀取仿真測量值，深入體會(huì)（方便快速地調(diào)整電壓源電壓，直觀地觀察輸出電壓，直接精確地得到輸出電壓有效值）

問題6：開關(guān)斷開和閉合，輸出電壓波形是否有變化？

學(xué)生回答：開關(guān)斷開時(shí)的輸出波形如圖2，開關(guān)閉合時(shí)的輸出波形如圖3所示，紅色代表輸出，藍(lán)色代表輸入，有變化

問題7：有什么樣的變化，有何不同之處？橋式整流電容濾波電路，電阻性負(fù)載輸出電壓平均值與輸入電壓有效值之間的關(guān)系理論上是UL＝1.2U2，請同學(xué)們觀察仿真測量值分別是多少？

由學(xué)生讀取開關(guān)閉合時(shí)，電壓表數(shù)值，并改變交流電壓源的輸入電壓有效值，先理論計(jì)算，再讀取仿真測量值，深入體會(huì)。

圖3

3 喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

利用Multisim10仿真平臺(tái)，改善了橋式整流濾波電路理論課教學(xué)內(nèi)容的處理方式和呈現(xiàn)方式，通過串聯(lián)性和遞進(jìn)性的設(shè)計(jì)活動(dòng)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行試驗(yàn)，和探索。

[1]周建春. Multisim10仿真軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用[J].電子制作,2013,(09):114+79.

[2]陳松,雷經(jīng)發(fā). Multisim10仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2014,(03):103-104.

Application of simulation software Multisim10 in the teaching of bridge rectifier filter circuit theory

Meng Xianwei
(Jiangyin SecondaryVocational School of Jiangsu Province,Wuxi Jiangsu,214400)

s:According to the characteristics of the bridge rectifier filter circuit theory teaching, creating circuit simulation situation by means of real-time simulation, which combined with the progressive temperament in operation, in order to arouse students’ initiative to explore the unknown

simulation situation；theory teaching of Bridge Rectifier Filter Circuit ；teaching learning initiative