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Multisim仿真在电路课程中的应用

时间:2022-03-21 08:16:07 浏览次数:

zoޛ)j馓.جo˥+工作起着深远的影响,电路教学改革迫在眉睫。

随着计算机技术的发展,利用计算机仿真进行电路的设计、分析和调试已成为科学技术发展的必然,利用计算机仿真一方面能够帮助学生理解电路理论的基本概念和基本分析方法;另一方面可以弥补实验教学的很多不足。在课堂教学中引入了Multisim电路设计与仿真软件进行辅助教学,就解决了电路理论教学抽象以及实验室条件不足等问题。

1 Multisim仿真软件的功能及特点

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的仿真工具,包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。用户可以使用Multisim搭建电路原理图,并对电路进行仿真[2]。Multisim将SPICE仿真的复杂内容进行提炼,这样无需掌握深入的SPICE技术就可以进行捕获、仿真和分析新的设计[3] [4]。通过Multisim和虚拟仪器技术,可以完成从理论到原理图捕获与仿真,再由原理图到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

2 Multisim在电路理论教学中的应用举例

交流电路参数的仿真测定。

测量交流电路常用的有三表法,即用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出元件两端的电压、流过的电流及其消耗的有功功率,然后通过计算得出交流电路的参数。例如测定图1所示元件ZX的交流参数。

图 1 测试电路 图 2 串联子电路

这里ZX是一个R=36Ω、C=50μF串联的子电路,如图2所示。

图1所示电路中,打开电压表和电流表的属性对话框,设置Mode模式为AC。其中XWM1为功率计,注意其接入电路的方式。运行仿真,三个表读数分别为U=7.071V,I=0.196A,P=1.378W。代入相关公式,可以算出。

图 3 测试电路

如果不知道被测元件是容性的还是感性的,还可以通过观察图3所示的电路中示波器上的波形来确定。其中电阻R2两端的电压波形就是流过Zx的电流波形,为了不对Zx的端电压产生大的影响,R2应足够小,本例中取R2=0.2Ω。可以利用双踪示波器来观察。

3结语

在电路的理论教学中,通过Multisim仿真软件,学生能够完成对电路定理及分析方法的验证,同时也完成了一些简单电路的设计,大大加深了学生对电路理论知识的理解,也为实际电路实验的实现打下了基础。学生实践能力和创新能力得到加强的同时,提高了理论教学质量,激发了学生的兴趣,对高校培养卓越型人才起到了积极的作用。

参考文献

[1] 刘耀年.电路[M].北京:中国电力出版社,2013.

[2] 张新喜.Multisim10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3] 郑宾.Multisim仿真在模拟电路实验教学中的应用[J].实验室研究与探索.2000,32(2):103-105.

[4] 史辉, 朱琼. 将Multisim 仿真技术引入“电子技术”课程教学的探讨[J]. 中国电力教育, 2009(5): 158-159.

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