石磊 郝靜

摘要：電類專業(yè)課程中電路是一門非常重要的基礎(chǔ)課程，針對(duì)目前電路課程的教學(xué)現(xiàn)狀以及存在的問題，有必要在理論教學(xué)中引入Multisim仿真進(jìn)行電路的輔助分析，通過仿真實(shí)驗(yàn)，將課堂教學(xué)與仿真實(shí)踐緊密結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐證明，這種教學(xué)方法不但加深了學(xué)生對(duì)電路基本概念及基本分析方法的理解，而且還可以為學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，大大的提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力起到了非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：電路課程 Multisim仿真 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

自從2012年 “卓越計(jì)劃試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)班”（簡稱“卓越班”）成立以來，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量成為“卓越計(jì)劃”的關(guān)鍵，如何培養(yǎng)具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的人才是學(xué)校面臨的一個(gè)非常重要的問題。電路作為一門重要的基礎(chǔ)課，對(duì)于電氣、電子、通信、控制以及機(jī)電一體化等學(xué)科來說，是必備的理論基礎(chǔ)[1]。學(xué)習(xí)電路的先修課程有大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)等，后續(xù)課程有模擬電子、數(shù)字電子、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)課程，電路具有承上啟下的關(guān)鍵作用，同時(shí)2013年開始國家電網(wǎng)公司對(duì)高校畢業(yè)生進(jìn)行統(tǒng)一招聘考試，電路作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程被列入考察的范圍，由此可見電路對(duì)工科大學(xué)生總體課程的學(xué)習(xí)和今后的工作起著深遠(yuǎn)的影響，電路教學(xué)改革迫在眉睫。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)、分析和調(diào)試已成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然，利用計(jì)算機(jī)仿真一方面能夠幫助學(xué)生理解電路理論的基本概念和基本分析方法；另一方面可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的很多不足。在課堂教學(xué)中引入了Multisim電路設(shè)計(jì)與仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，就解決了電路理論教學(xué)抽象以及實(shí)驗(yàn)室條件不足等問題。

1 Multisim仿真軟件的功能及特點(diǎn)

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的仿真工具，包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。用戶可以使用Multisim搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真[2]。Multisim將SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容進(jìn)行提煉，這樣無需掌握深入的SPICE技術(shù)就可以進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)[3] [4]。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真，再由原理圖到原型設(shè)計(jì)和測試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。

2 Multisim在電路理論教學(xué)中的應(yīng)用舉例

交流電路參數(shù)的仿真測定。

測量交流電路常用的有三表法，即用交流電壓表、交流電流表和功率表分別測出元件兩端的電壓、流過的電流及其消耗的有功功率，然后通過計(jì)算得出交流電路的參數(shù)。例如測定圖1所示元件ZX的交流參數(shù)。

圖 1 測試電路 圖 2 串聯(lián)子電路

這里ZX是一個(gè)R=36Ω、C=50μF串聯(lián)的子電路，如圖2所示。

圖1所示電路中，打開電壓表和電流表的屬性對(duì)話框，設(shè)置Mode模式為AC。其中XWM1為功率計(jì)，注意其接入電路的方式。運(yùn)行仿真，三個(gè)表讀數(shù)分別為U=7.071V，I=0.196A，P=1.378W。代入相關(guān)公式，可以算出。

圖 3 測試電路

如果不知道被測元件是容性的還是感性的，還可以通過觀察圖3所示的電路中示波器上的波形來確定。其中電阻R2兩端的電壓波形就是流過Zx的電流波形，為了不對(duì)Zx的端電壓產(chǎn)生大的影響，R2應(yīng)足夠小，本例中取R2=0.2Ω?？梢岳秒p蹤示波器來觀察。

3結(jié)語

在電路的理論教學(xué)中，通過Multisim仿真軟件，學(xué)生能夠完成對(duì)電路定理及分析方法的驗(yàn)證，同時(shí)也完成了一些簡單電路的設(shè)計(jì)，大大加深了學(xué)生對(duì)電路理論知識(shí)的理解，也為實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到加強(qiáng)的同時(shí)，提高了理論教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的興趣，對(duì)高校培養(yǎng)卓越型人才起到了積極的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉耀年.電路[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2] 張新喜.Multisim10電路仿真及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3] 鄭賓.Multisim仿真在模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2000，32（2）：103-105.

[4] 史輝， 朱瓊. 將Multisim 仿真技術(shù)引入“電子技術(shù)”課程教學(xué)的探討[J]. 中國電力教育， 2009（5）： 158-159.