Multisim仿真在電路課程中的應用

石磊 郝靜

摘要：電類專業課程中電路是一門非常重要的基礎課程，針對目前電路課程的教學現狀以及存在的問題，有必要在理論教學中引入Multisim仿真進行電路的輔助分析，通過仿真實驗，將課堂教學與仿真實踐緊密結合起來，激發了學生的學習興趣。實踐證明，這種教學方法不但加深了學生對電路基本概念及基本分析方法的理解，而且還可以為學生進行實際的實驗操作提供一定的實驗基礎，大大的提高教學質量，對培養學生的實踐能力和創新能力起到了非常重要的作用。

關鍵詞：電路課程 Multisim仿真 教學質量

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

自從2012年 “卓越計劃試點實驗班”（簡稱“卓越班”）成立以來，全面提高人才培養質量成為“卓越計劃”的關鍵，如何培養具有實踐和創新能力的人才是學校面臨的一個非常重要的問題。電路作為一門重要的基礎課，對于電氣、電子、通信、控制以及機電一體化等學科來說，是必備的理論基礎[1]。學習電路的先修課程有大學物理、高等數學、復變函數等，后續課程有模擬電子、數字電子、電機學、電力系統分析等專業課程，電路具有承上啟下的關鍵作用，同時2013年開始國家電網公司對高校畢業生進行統一招聘考試，電路作為一門重要的專業基礎課程被列入考察的范圍，由此可見電路對工科大學生總體課程的學習和今后的工作起著深遠的影響，電路教學改革迫在眉睫。

隨著計算機技術的發展，利用計算機仿真進行電路的設計、分析和調試已成為科學技術發展的必然，利用計算機仿真一方面能夠幫助學生理解電路理論的基本概念和基本分析方法；另一方面可以彌補實驗教學的很多不足。在課堂教學中引入了Multisim電路設計與仿真軟件進行輔助教學，就解決了電路理論教學抽象以及實驗室條件不足等問題。

1 Multisim仿真軟件的功能及特點

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的仿真工具，包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。用戶可以使用Multisim搭建電路原理圖，并對電路進行仿真[2]。Multisim將SPICE仿真的復雜內容進行提煉，這樣無需掌握深入的SPICE技術就可以進行捕獲、仿真和分析新的設計[3] [4]。通過Multisim和虛擬儀器技術，可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真，再由原理圖到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。

2 Multisim在電路理論教學中的應用舉例

交流電路參數的仿真測定。

測量交流電路常用的有三表法，即用交流電壓表、交流電流表和功率表分別測出元件兩端的電壓、流過的電流及其消耗的有功功率，然后通過計算得出交流電路的參數。例如測定圖1所示元件ZX的交流參數。

圖 1 測試電路 圖 2 串聯子電路

這里ZX是一個R=36Ω、C=50μF串聯的子電路，如圖2所示。

圖1所示電路中，打開電壓表和電流表的屬性對話框，設置Mode模式為AC。其中XWM1為功率計，注意其接入電路的方式。運行仿真，三個表讀數分別為U=7.071V，I=0.196A，P=1.378W。代入相關公式，可以算出。

圖 3 測試電路

如果不知道被測元件是容性的還是感性的，還可以通過觀察圖3所示的電路中示波器上的波形來確定。其中電阻R2兩端的電壓波形就是流過Zx的電流波形，為了不對Zx的端電壓產生大的影響，R2應足夠小，本例中取R2=0.2Ω。可以利用雙蹤示波器來觀察。

3結語

在電路的理論教學中，通過Multisim仿真軟件，學生能夠完成對電路定理及分析方法的驗證，同時也完成了一些簡單電路的設計，大大加深了學生對電路理論知識的理解，也為實際電路實驗的實現打下了基礎。學生實踐能力和創新能力得到加強的同時，提高了理論教學質量，激發了學生的興趣，對高校培養卓越型人才起到了積極的作用。

參考文獻

[1] 劉耀年.電路[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2] 張新喜.Multisim10電路仿真及應用[M].北京：機械工業出版社，2010.

[3] 鄭賓.Multisim仿真在模擬電路實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索.2000，32（2）：103-105.

[4] 史輝， 朱瓊. 將Multisim 仿真技術引入“電子技術”課程教學的探討[J]. 中國電力教育， 2009（5）： 158-159.