虚拟仿真在《电工电子技术》教学中应用的探索.docx

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虚拟仿真在《电工电子技术》教学中应用的探索

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摘要：计算机彷真软件Multisim是美国国家仪器公司（NI公司）推出的电子电路设计软件，它具有强大的仿真功能，可以设计、测试和演示各种电子电路，利用Multisim进行电工电子技术电路的教学，可以优化《电工电子技术》教学过程，增强教学效果，提高教学效率和质量。笔者根据多年的教学实践，就Multisim软件在《电工电子技术》课程教学中的应用谈谈自己体会。

关键词：Multisim；仿真教学；电工电子技术；

近些年来，随着计算机应用的日益普及，利用计算机进行虚拟仿真教学在许多高等学校中已经成为教学研究的热点，《电工电子技术》作为高职高专院校电类专业一门及其重要的专业课程，其仿真教学也引起了人们的关注；由于受到生源的限制，高职院校中许多学生对《电工电子技术》课程中单纯的理论讲授感到乏味，对抽象的数学推导感到厌烦，而电路仿真直观、生动，可操作性强；同时在高职院校中，还由于受实训设备、场地和经费的限制，《电工电子技术》课程中许多实训项目的实训效果不够理想甚至一些实训项目不能开出。这些都严重的抑制了学生学习《电工电子技术》课程的兴趣，影响了课程的教学效果；所以仿真教学的应用与开展对于整体提升学生学习积极性，全面提高课程的教学质量有非常积极的作用。在本文中，笔者总结自己多年的仿真教学经验，结合下面两个典型的电工电子技术教学实例，说明使用Multisim软件进行电工电子技术仿真教学，不仅可以提升学生学习积极性，而且可以提高教学效率和教学质量。

1．使用Multisim软件进行电工电子技术仿真教学，可以减少甚至省去繁杂的计算。我们学生中不少人对涉及公式的计算尤其是繁杂的计算非常反感，但是在教学中不可能都只停留在定性分析上，所以，Multisim软件进行仿真教学，可以帮助我们进行定量分析与计算。

典型案例一：桥式电路等效电阻计算，电路如图1，求Rab

图1

这类问题，常见的解决方式是运用Y-Δ转换公式，最后用串并联等效电阻计算公式算出Rab，这种处理显然计算量既大又繁，不只令人生畏更令人生厌。如果采用Multisim软件进行测量电路仿真，如图2，不仅避免了复杂的计算，而且能够快速得到正确的结果Rab=410Ω。

图2

2．使用Multisim软件进行电工电子技术仿真教学，可以弥补由于实训场地、设备等不足带来的问题。或者出于安全性考虑，或者是由于硬件设施设备的等不足，有些电工电子技术实训项目很多学校不会开出，但是这些实训项目对于理解电工电子技术的应用有着重要的作用。采用Multisim软件进行实训项目虚拟实训，很大程度上能够帮助我们的学生能够正确理解和掌握，弥补由于客观条件不足带来的问题。

典型案例二：三相四线制电路中性线的作用研究。

（1）电路如图3，三相四线制三相负载平衡的情况下，合上S1，中性线连通，测量并记录三相负载电压，U1=220V，U2=220V，U3=220V；断开S1，中性线断开，测量并记录三相负载电压，U1=220V，U2=220V，U3=220V

图3

结论1：在三相四线制电路中，如果三相负载平衡，则中性线的通断对各相负载无影响。

（2）电路如图4，三相四线制三相负载不平衡的情况下，合上S1，中性线连通，测量并记录三相负载电压，U1=227V，U2=212V，U3=221V；断开S1，中性线断开，测量并记录三相负载电压，U1=339V，U2=109V，U3=272V：

图4

结论2：在三相四线制电路中，如果三相负载不平衡，则中性线的通断对各相负载影响极大：如果中性线是连通的，各相负载能够正常工作。但如果中性线断开，将导致有的负载电压很低，而有的负载电压过高，不能正常工作，甚至有可能导致安全事故发生。

总结：在三相四线制电路中，如果三相负载平衡，取消中性线对各相负载无影响；在民用电路中，各相负载大小是随时变化的，是非平衡三相负载，所以必须保证中性线始终连通。

由以上的几个电工电子技术电路仿真实例可以看出，用Multisim软件可方便地建立许多电工电子技术教学仿真电路，并能快速准确地对电工电子技术电路性能进行定量分析与计算，与以往传统教学过程相比较，其教学过程形象、生动、直观，学生的可操作性强，利用计算机仿真教学，每个学生只需一台电脑，安装Multisim仿真软件，构建一个良好的仿真平台，就相当于随身携带了一个实训室，不仅可以实现电路的仿真测试并且可以按照需要，实时进行修改，方便实用，容易激发学生学习的兴趣，提高教学质量；尤其是，Multisim的多种形象仿真实验，特别有利于向网络教学、虚拟实验延伸，促进校园信息化的建设，对于提高学生的综合分析能力和创新的能力都能够起到非常重要的作用。

参考文献：

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