电工基础课程改革中Multisim软件的应用

1概述

《电工基础》是机电类和电气类专业中的一门实践性与应用性都较强的专业基础课程，强化这门课程建设，对培养实用型专业技术人才、提高其实践操作能力必将起到至关重要的作用。因此，高职高专院校的课程改革应当以培养学生创新创造能力、激发其发展潜能为目标，以行业科学技能和企业生产先进水平为标准，不断突出其先进性、规范性和实用性。在高职学生的《电工基础》教学实践环节中应用Multisim软件操作电路的仿真，可以使抽象的理论知识变得更生动、形象，使课堂的实验演示更加方便，该软件的使用是对传统教学方式的有益的改革和补充。

2Multisim软件简介

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为理论基础的实操仿真工具。该仿真工具涵盖电路硬件描述语言输入和电路原理图的图形输入两种方式，极具仿真分析实用能力。工程技术人员能够使用Multisim软件进行交互式地构建电路原理图，在此基础上对电路进行实践性仿真。它的突出特点包括：第一，电路图输人方式直观。构建电路图所需电路元件、电路仿真所需虚拟仪器设备均可从该图界面工作平台上直接选取；第二，电路元件库丰富；第三，虚拟仪器相对充足；Multisim软件不但能够提供11种常见常用的测试用仪器仪表，并且均与实物相类似或均可以多台仪器仪表同时调用；第四，分析方法相当完整。Multisim软件提供15种常见常用的仿真电路实用分析方法；第五，操作简单，易学易用。

3电路仿真应用实例

Multisim软件的应用非常丰富，简单来说可以测量电流、电压、功率等物理量，复杂的可以利用它本身提供的虚拟仪表做各种测量和分析。下面的实例是利用波特图示仪测量和显示电路的频率响应，进而分析串联谐振的频率和特点。下面的实例是应用波特图示仪来测量及观察串联谐振电路的幅频特性和相频特性。实验步骤如下：

3.1在Multisim软件中绘制电路图。

3.2计算电路的谐振频率。

该电路的谐振频率f0=12π姨LC=12×3.14×20×10-6×200×10-12姨=2.52×106Hz

3.3仿真过程。

点击绿色三角符号，开始仿真。双击波特测试仪，在右侧的模式中选择幅值，拖动鼠标，观察幅频特性曲线，当频率为2.4MHz时，输出电压为输入电压的0.166倍，当频率为2.515MHz时，输出电压为输入电压的0.968倍，接近于1，说明此时所有的电压都加在电阻的两端。然后在右侧的模式中选择相位，拖动鼠标，观察相频特性曲线，当频率为2.4MHz时，输出电压的相位超前输入电压相位的80.418度，当频率为2.515MHz时，输出电压与输入电压的基本上同相，即电阻两端电压与输入电压同相。幅频特性和相频特性相结合，说明此时电阻电路两端电压与输入电压大小相同，相位相同，电路发生了谐振，说明该电路的谐振频率为2.515MHz。

3.4仿真效果分析。

通过仿真软件可以很形象地看到谐振电路的特点，它不仅可以弥补实验仪器的不足，使实验变得更加方便、快捷，而且通过该软件的使用，使设计电路变的更加简单。

4结论

Multisim软件仿真电路在高职《电工基础》教学中的应用，能够不断启发和拓展学生专业学习、研讨的视野，能够使高职学生从传统验证性思维模式逐渐过渡并能实际做到对电路的分析、设计、排故。仿真软件可以给学生提供多次尝试的机会，在尝试的过程中学生从中学会分析电路的方法，提升他们学习好《电工基础》课程的信心，同时不断提高他们分析实际问题、解决实际问题的能力，提高课堂的教学效果。但是仿真软件也有自身的局限性，那就是不能得到动手能力的锻炼。因此，在电工基础的教学中不能仅仅使用该软件，而是要配合着理论学习以及实验训练。按照“理论与实践相结合”，“操作与仿真”相结合的教学模式，注重提供学生可持续发展必备的知识，虚实结合的学习方式，使学生完成知识、技能的学习。

作者：邢满荣 单位：河北建材职业技术学院