Multisim14仿真軟件在正弦交流電電路分析教學(xué)中的應(yīng)用

王侃

摘 要：本文討論了目前正弦交流電路分析的教學(xué)情況，闡述了Multisim軟件仿真在電路基礎(chǔ)課程中的開展方法，闡述了仿真教學(xué)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：Multisim14;電路基礎(chǔ);教學(xué)

一、正弦交流電電路分析教學(xué)現(xiàn)狀

電路基礎(chǔ)是工科專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課， 該課程的理論與實(shí)踐緊密結(jié)合， 講授包含直流電路和交流電路基本概念及基本定理定律，以及電路分析計(jì)算方法，是后續(xù)電子技術(shù)、射頻技術(shù)、通信等課程的理論基礎(chǔ)。目前學(xué)生對(duì)于這門課程的學(xué)習(xí)情況普遍是：對(duì)直流電路部分掌握比較好，因?yàn)橛懈咧须A段積累的知識(shí)，而且直流電路中的概念，分析方法比較直觀，規(guī)律性強(qiáng)，對(duì)于數(shù)學(xué)概念的儲(chǔ)備要求不高。但是針對(duì)交流電路這一部分，尤其是交流條件下的理想元件的伏安特性的學(xué)習(xí)，理解不好，這一部分理解不好直接影響后續(xù)的交流條件下的串并聯(lián)電路部分的學(xué)習(xí)。這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)離不開數(shù)學(xué)上相量知識(shí)的理解，和微分知識(shí)的應(yīng)用。往往很多同學(xué)數(shù)學(xué)上的概念理解不好，所以對(duì)完全由數(shù)學(xué)上推導(dǎo)所得的結(jié)論感到枯燥，理解不了。從而影響后續(xù)學(xué)習(xí)。即使采取死記硬背的方法記住結(jié)論，也在分析電路中出現(xiàn)問題。面對(duì)這一現(xiàn)狀，在電路基礎(chǔ)教學(xué)中引入Multisim仿真軟件，使得元件上的電壓電流的相位關(guān)系變得直觀，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好理論基礎(chǔ)。

二、關(guān)于Multisim14

Multisim 是美國國家儀器（NI）推出的一個(gè)電路仿真軟件，以 Windows 操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，本身具備非常強(qiáng)大而又完備功能的電路仿真軟件。 至今已經(jīng)發(fā)展至 Multisim14。利用 Multisim 軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，將理論知識(shí)與硬件實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來， 提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果。

三、Multisim在交流電電路分析中的教學(xué)應(yīng)用過程

（一）在課堂上，引入MultiSim 仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，首先需要學(xué)生在軟件的編輯窗口中正確完整的繪制電路圖。需要學(xué)生明確軟件的操作方法。明確軟件中儀表的取用和接線方式。一定要有充分的講解確保學(xué)生熟練操作軟件。正確繪制電路圖。

（二）以不同支路上所含不同種元件的電路為例，如圖1所示，

調(diào)取四通道示波器分別接在電源端、電阻端、電感端、電容端，觀察不同支路的輸出波形和電源波形的位置關(guān)系。如圖2所示。

用不同顏色顯示不同支路上的波形。運(yùn)行仿真后，可以在仿真窗口中，看到如圖3的仿真結(jié)果。

（三）總結(jié)仿真結(jié)果

紅色代表電源端的波形，黃色代表電阻支路的波形，藍(lán)色代表電感兩端的波形，綠色代表電容兩端的波形。從波形中不難看出，紅色波形和黃色波形在相位關(guān)系上是一致的。說明純電阻電路的端口上電壓和電流是同相的。藍(lán)色波形超前紅色波形，說明含有電感的電路端口電壓和電流具有相位差，從波形上可以看出相位差為。綠色波形滯后于紅色波形，說明含電容的電路端口電壓和電流具有相位差，相位差也為。

（四）與傳統(tǒng)理論教學(xué)比較

首先繞過了數(shù)學(xué)上的理論推導(dǎo)，降低了對(duì)數(shù)學(xué)理論的要求。優(yōu)化了課堂的教學(xué)組織，讓學(xué)生由被動(dòng)接受變成了主動(dòng)尋找結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。而且很直觀地給出需要掌握的結(jié)論。結(jié)論不再是死板的公式，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和認(rèn)知，提高學(xué)習(xí)效率。

MultiSim 仿真軟件在電路基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用，使教學(xué)活動(dòng)變得多樣化，使學(xué)生具有更好的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)高效進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳建輝.Multisim軟件在《電工學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2018（9）：99-101.