摘要：本文介紹了Multisim10在電工學(xué)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)技工院校的電工學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析并提出解決方案，具體說明Multisim10在電路仿真及輔助教學(xué)中的作用。

關(guān)鍵詞：Multisim10虛擬儀器戴維南定律

一、引言

在從事技校電工學(xué)教學(xué)的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)技校學(xué)生普遍對(duì)學(xué)習(xí)電工學(xué)這門課程感到吃力，表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)電路的工作原理難以理解，對(duì)單純的理論教學(xué)不感興趣、自我分析電路的能力弱等問題。但在試驗(yàn)中，學(xué)生的安全用電意識(shí)差、對(duì)儀器儀表的使用知識(shí)欠缺，經(jīng)常亂接線，導(dǎo)致電路元件、儀器儀表、工作臺(tái)人為損壞，致使學(xué)校的電工電子試驗(yàn)室損壞嚴(yán)重，維修費(fèi)用居高不下。究其原因，主要有兩個(gè)方面：

1.教學(xué)模式不合理

電工學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)，既要對(duì)電路的運(yùn)行原理有一定的了解，又要通過實(shí)際動(dòng)手組裝電路進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)測(cè)量，進(jìn)一步加深對(duì)電路的理解，因此一直都采用先理論后試驗(yàn)的教學(xué)模式，這就造成學(xué)生沒有感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)原理的理解與運(yùn)用存在一定的難度，往往使后續(xù)的試驗(yàn)難以進(jìn)行。

2.學(xué)生素質(zhì)參差不齊

目前技校的生源普遍以初中畢業(yè)生為主，學(xué)習(xí)方式還以灌輸式為主，學(xué)生分析問題解決問題的能力相對(duì)較弱，但學(xué)生的好奇心較強(qiáng)，對(duì)新鮮事物易于接受，對(duì)計(jì)算機(jī)感興趣。

綜上分析，將計(jì)算機(jī)仿真引入到電工學(xué)的理論教學(xué)勢(shì)在必行。

二、Multisim10電路仿真軟件介紹

Multisim10是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司在收購(gòu)原加拿大的EWB基礎(chǔ)上，推出的一款以Windows為基礎(chǔ)的電路仿真工具，具有完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。Multisim所包括的計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問題。學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)地再現(xiàn)出來，是電工電子教學(xué)的首選軟件工具。它具有以下特點(diǎn)：

1.直觀的圖形界面

該軟件整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需要的元器件和仿真所需要的測(cè)試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似，測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同真實(shí)儀器上顯示的一樣。

2.強(qiáng)大的仿真能力及豐富的測(cè)試儀器

該軟件可作為模擬／數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)仿真工作，并提供了多達(dá)18種的虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)量。

3.完善的后處理和分析手段

它利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析并處理，分析范圍很廣，從基本的，到極端的，到不常見的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分自動(dòng)執(zhí)行。

下面以驗(yàn)證戴維南定律為例，介紹Mutlisim10在電工學(xué)中的應(yīng)用。

三、Multisim10在驗(yàn)證戴維南定律中的應(yīng)用

在仿真之前，教師必須在課堂中先講解戴維南定律的基本內(nèi)容，使學(xué)生理解戴維南定律的原理，掌握開路電壓及等效電阻的計(jì)算方法。之后結(jié)合多媒體教學(xué)或計(jì)算機(jī)演示，在Multisim10中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，給學(xué)生以感性認(rèn)識(shí)。方法如下：

第一，在Multisim10中繪制原理圖，解釋戴維南定律，即任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E的電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源來等效代替。利用Multisim10中提供的電壓表及電流表，測(cè)量負(fù)載R5的電壓及電流，如圖1所示。

圖1

第二，斷開負(fù)載R5，計(jì)算開路電壓Uab，并用電壓表測(cè)量，如圖2所示。

圖2

計(jì)算值：

測(cè)量值：Uab=－6V

第三，計(jì)算等效電阻。將電壓源視為短路，電流源視為開路，并用萬用表的歐姆擋測(cè)量。

計(jì)算值如圖3所示。

測(cè)量值：R＝3Ω

圖3

第四，用開路電壓Uab和等效電阻代替原二端口網(wǎng)絡(luò)，并接上原負(fù)載電阻R5，驗(yàn)證此時(shí)R5的電流與電壓和原圖1中的數(shù)據(jù)是否相等，如圖4所示。

圖4

通過仿真可以發(fā)現(xiàn)，等效之后的R5電流與原圖中的R5電流是一樣的，這就充分驗(yàn)證了戴維南定律的正確性。

四、結(jié)束語

本文通過驗(yàn)證戴維南定律，將Multisim10引入到教學(xué)中，起到了理論與試驗(yàn)結(jié)合的橋梁作用，學(xué)生不必顧慮部件和儀器會(huì)損壞，能夠自由地學(xué)習(xí)，節(jié)省了時(shí)間和成本，同時(shí)也為他們將來在實(shí)驗(yàn)室中使用這些儀器做好了準(zhǔn)備，這對(duì)教學(xué)是非常有益的。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃智偉.基于NI Multisim的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析[M].北京:電子工業(yè)出版社，2011.

[2]張孝三.電工學(xué)（第三版）[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001.

（作者單位：江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院）