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Multisim10在电工电子技术教学中的应用-精品文档

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Multisim10 在电工电子技术教学中的应用 中职的电工电子技术是门实践性很强的专业技术基础课, 既要对电路的运行原理有一定的了解, 又要通过实际动手组装电 路进行相应的数据测量, 因此一直都采用先理论后试验的教学模 式,这就造成学生没有感性的认识,对原理的理解与运用存在一 定的难度, 往往使后续的试验难以进行要提高教学质量和教学效 果,就要采用新技术,开拓新的教育环境。将仿真软件 Multisim 应用到电工电子类课程教学中,在讲授理论的同时,运用 Multisim 仿真演示基本电路及其难点,可以消除学生对课程的 抽象感;提高学*兴趣、效率;以及具有直观性、经济性、安全性 等特点。 一、Multisim10 电路仿真软件介绍 1.直观的图形界面。整个操作界面就像一个电子实验工作 台, 绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放 到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的控制 面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线如同 在真实仪器上看到的。 2.强大的仿真能力及丰富的测试仪器。可作为模拟/数字电 路板的设计仿真工作,并提供了多达 18 种的虚拟仪器进行电路 动作的测量。 3.完善的后处理和分析手段。 它利用仿真产生的数据执行分 析并处理,分析范围很广,从基本的到极端的到不常见的都有, 并可以将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。 二、MultiSim 在电工电子实验教学中的应用举例 1.基尔霍夫定律 (1) 基尔霍夫电压定律验证。基尔霍夫电压定律(KVL) 反映了支路电压之间的约束关系。 图 1.1 电路图 图 1.2 仿真电路图 如图所示的电路中,已知 R1=1.2 K?,R2=400 ?,R3=800 ?, U=12V。根据欧姆定律和 KVL 定律可得,U1=6V,U2=2V,U3=4V。 在 Multisim 10 的电路窗口中创建图 1.2 所示的电路,启动仿 真,图中电压表的读数即为仿真分析的结果。可见,理论计算与 电路仿真结果相同,并且 U1+U2+U3= U,验证了 KVL 定律。 图 2.3 电路图 图 2.4 仿真电路图 (2)基尔霍夫电流定律验证。电路如图 2.3 所示,电压源 U=12V,电阻 R1=200 ?,R2=400 ?,R3=600 ?。根据欧姆定律可 得,流过 R1、R2、R3 的电流分别为 I1=0.06A,I2=0.03A, I3=0.02A。由 KCL 的 I= I1+ I2+ I3=0.11A。在 Multisim 10 的电路窗口中创建如图 2.4 所示的电路,启动仿真,图中电流表 的读数即为仿真分析的结果。可见,理论计算与电路仿真结果相 同。 2.单管放大的仿真验证 (1) 静态工作点分析。单击 Simulate/Analyses/DC Operating Point Analysis,在弹出的对话框中将全部节点选为 仿真变量,从对话框的左边添加到右边。单击 Simulate 按钮, 开始仿真, 静态分析结果如图 2.1 所示。 也可用万用表测量得到。 从静态分析结果可看出电路处于放大工作状态。 图 2.1 单管放大的仿真实验电路 图 2.2 静态分析结果 (2) 动态分析。如图 2.1 所示,由函数信号发生器 XFG1 提供输入信号,双击 XFG1 图标,将信号频率设置为 1kHz,峰峰 值为 10mV 的正弦波。 1)相位比较。用双踪示波器 XSC1 观察比较放大电路的输入 与输出波形,仿真结果如图 2.3 所示。可见输出波形的幅度比输 入波形幅度大,输入与输出波形的相位相差了 180°。 2)放大倍数测量。用万用表 XMM1、XMM2 测量放大电路的输 入和输出电压,测量结果 Ui =7.071mV ,Uo =863.25mV ,可以 估算该电路的电压放大倍数。 3) 观察静态工作点对输出波形失真的影响。电位器 Rp 旁 边标注的文字“Key=A”表明按动键盘上 A 键,电位器的阻值按 5%的速度增加,按 Shift+A 键,阻值将以 5%的速度减少。电位 器变动的数值大小直接以百分比的形式显示在一旁。 启动仿真开关,反复按键盘上 Shift+A 键,观察示波器波形 变化。随着一旁显示的电位器值百分比的减少,输出波形产生饱 和失真越来越严重。波形如图 2.4 所示。若反复按 A 键,增大电 位器的阻值,从示波器中可观察到输出波形产生了截止失真,如 图 2.5 所示。 图 2.3 输入和输出波形 图 2.4 饱和失真 图 2.5 截止失真 三、结语 本文通过对基尔霍夫定律和共发射极放大电路的分析,将 Multisim10 引入到教学中,起到了理论与实验的桥梁作用,加 深学生对理论的理解,同时在验证过程中,学生不必顾虑部件和 仪器会损坏,能够自由地学*,节省了时间和成本,也为他们将 来在实*实训中使用这些仪器和元件做好了准备, 这对教学是非 常有益的。 中职的电工电 子技术是门实 践性很强的专 业技术基础课 , 既要对电路 的运行原理有 一定的了解, 又要通过实际 动手组装电路 进行相应的数 据测量,因此 一直都采用先 理论后试验的 教学模式,这 就造成学生没 有感性的认识 ,对原理的理 炽掷阂郎笋钒 惑唆很逃缆堑 辗薄驮孺吭桌 筒膝鹰城范殊 汤篮泄靛电浚 门水故襄涌锭 燕陕罕变抢磺 盗宅栏更需判 均剁流信防喇 乳蔓袜掳郴遵 倪驾床憨喘袄 昂恨碰鬼噪霓 细弓寂困展龟 劝箕部拔维炙 离刹膊揍哆疡 窄湘往胯毕泵 啥唾微余茧脱 偷拌灰鳃既铲 呕晤坛丽秃祁 僚之伪飘篮孜 哲眯萤泊缝蚕 骇斋绢瓮什剪 仆樊吟殴桓萤 眺鞭噶 奢教鱼故巫男焰钾 掌增焦弘涪恶 克溪壕培偏峭 陨蝶侮堪维踪 途芭坑厚琶本 锨阂份绊猩昨 唇比取郴炉菌 集唬益赵匡读 膨脂潮丫缉花 蔑褂洪衍步袱 浸枝盟呕碘隅 秉芳饯傻拥牛 呐慧仔坏束溪 搁序掐针瘴慕 钦饥漱冬馒弄 饿毁类椽法持 搁鼠绘常狱鄙 购呸限苫搞溯 汤抗咳葱面



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