Multisim軟件在電工基礎課程改革中的應用

摘 要：《電工基礎》是機電類和電氣類專業中的一門實踐性與應用性都較強的專業基礎課程，所以強化這門課程建設，對培養實用型專業技術人才、提高其實踐操作能力必將起到至關重要的作用。在電工基礎教學過程中應用Multisim軟件進行電路的仿真，可以使抽象的理論知識變得更生動、形象，使課堂的實驗演示更加方便，該軟件的使用是對傳統教學方式的有益改革和補充。

關鍵詞：電工基礎；改革；Multisim軟件；仿真

1 概述

《電工基礎》是機電類和電氣類專業中的一門實踐性與應用性都較強的專業基礎課程，強化這門課程建設，對培養實用型專業技術人才、提高其實踐操作能力必將起到至關重要的作用。因此，高職高專院校的課程改革應當以培養學生創新創造能力、激發其發展潛能為目標，以行業科學技能和企業生產先進水平為標準，不斷突出其先進性、規范性和實用性。在高職學生的《電工基礎》教學實踐環節中應用Multisim軟件操作電路的仿真，可以使抽象的理論知識變得更生動、形象，使課堂的實驗演示更加方便，該軟件的使用是對傳統教學方式的有益的改革和補充。

2 Multisim軟件簡介

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為理論基礎的實操仿真工具。該仿真工具涵蓋電路硬件描述語言輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種方式，極具仿真分析實用能力。工程技術人員能夠使用Multisim軟件進行交互式地構建電路原理圖，在此基礎上對電路進行實踐性仿真。它的突出特點包括：第一，電路圖輸人方式直觀。構建電路圖所需電路元件、電路仿真所需虛擬儀器設備均可從該圖界面工作平臺上直接選取；第二，電路元件庫豐富；第三，虛擬儀器相對充足；Multisim軟件不但能夠提供11種常見常用的測試用儀器儀表，并且均與實物相類似或均可以多臺儀器儀表同時調用；第四，分析方法相當完整。Multisim軟件提供15種常見常用的仿真電路實用分析方法；第五，操作簡單，易學易用。

3 電路仿真應用實例

Multisim軟件的應用非常豐富，簡單來說可以測量電流、電壓、功率等物理量，復雜的可以利用它本身提供的虛擬儀表做各種測量和分析。下面的實例是利用波特圖示儀測量和顯示電路的頻率響應，進而分析串聯諧振的頻率和特點。下面的實例是應用波特圖示儀來測量及觀察串聯諧振電路的幅頻特性和相頻特性。實驗步驟如下：

3.1 在Multisim軟件中繪制電路圖，如圖1所示。

3.2 計算電路的諧振頻率。該電路的諧振頻率

f0===2.52×106Hz

3.3 仿真過程。點擊綠色三角符號，開始仿真。雙擊波特測試儀，在右側的模式中選擇幅值，拖動鼠標，觀察幅頻特性曲線，如圖2、3所示。圖2中，當頻率為2.4MHz時，輸出電壓為輸入電壓的0.166倍，圖3中，當頻率為2.515MHz時，輸出電壓為輸入電壓的0.968倍，接近于1，說明此時所有的電壓都加在電阻的兩端。然后在右側的模式中選擇相位，拖動鼠標，觀察相頻特性曲線，如圖4、5。圖4中，當頻率為2.4MHz時，輸出電壓的相位超前輸入電壓相位的80.418度，圖5中，當頻率為2.515MHz時，輸出電壓與輸入電壓的基本上同相，即電阻兩端電壓與輸入電壓同相。幅頻特性和相頻特性相結合，說明此時電阻電路兩端電壓與輸入電壓大小相同，相位相同，電路發生了諧振，說明該電路的諧振頻率為2.515MHz。

3.4 仿真效果分析。通過仿真軟件可以很形象地看到諧振電路的特點，它不僅可以彌補實驗儀器的不足，使實驗變得更加方便、快捷，而且通過該軟件的使用，使設計電路變的更加簡單。

4 結論

Multisim軟件仿真電路在高職《電工基礎》教學中的應用，能夠不斷啟發和拓展學生專業學習、研討的視野，能夠使高職學生從傳統驗證性思維模式逐漸過渡并能實際做到對電路的分析、設計、排故。仿真軟件可以給學生提供多次嘗試的機會，在嘗試的過程中學生從中學會分析電路的方法，提升他們學習好《電工基礎》課程的信心，同時不斷提高他們分析實際問題、解決實際問題的能力，提高課堂的教學效果。但是仿真軟件也有自身的局限性，那就是不能得到動手能力的鍛煉。因此，在電工基礎的教學中不能僅僅使用該軟件，而是要配合著理論學習以及實驗訓練。按照“理論與實踐相結合”，“操作與仿真”相結合的教學模式，注重提供學生可持續發展必備的知識，虛實結合的學習方式，使學生完成知識、技能的學習。

參考文獻：

[1]白菊蓉.Multisim應用于電路分析實驗教學的研究[J].西安郵電學院學報，2006，11（1）.

[2]張贊.Multisim在電工學理論教學中的應用[J].科技教育創新，2011（24）.

[3]徐作華.高職《電工基礎》課程建設與實施[J].科技資訊，2012（34）.

作者簡介：邢滿榮（1973-），女，漢族，河北昌黎人，副教授，本科，碩士，主要從事自動控制方面的教學、研究工作。