Multisim14仿真軟件在正弦交流電電路分析教學中的應用

王侃

摘 要：本文討論了目前正弦交流電路分析的教學情況，闡述了Multisim軟件仿真在電路基礎課程中的開展方法，闡述了仿真教學的優勢。

關鍵詞：Multisim14;電路基礎;教學

一、正弦交流電電路分析教學現狀

電路基礎是工科專業開設的一門專業技術基礎課， 該課程的理論與實踐緊密結合， 講授包含直流電路和交流電路基本概念及基本定理定律，以及電路分析計算方法，是后續電子技術、射頻技術、通信等課程的理論基礎。目前學生對于這門課程的學習情況普遍是：對直流電路部分掌握比較好，因為有高中階段積累的知識，而且直流電路中的概念，分析方法比較直觀，規律性強，對于數學概念的儲備要求不高。但是針對交流電路這一部分，尤其是交流條件下的理想元件的伏安特性的學習，理解不好，這一部分理解不好直接影響后續的交流條件下的串并聯電路部分的學習。這一知識點的學習離不開數學上相量知識的理解，和微分知識的應用。往往很多同學數學上的概念理解不好，所以對完全由數學上推導所得的結論感到枯燥，理解不了。從而影響后續學習。即使采取死記硬背的方法記住結論，也在分析電路中出現問題。面對這一現狀，在電路基礎教學中引入Multisim仿真軟件，使得元件上的電壓電流的相位關系變得直觀，加深對知識點的理解，為后續學習打好理論基礎。

二、關于Multisim14

Multisim 是美國國家儀器（NI）推出的一個電路仿真軟件，以 Windows 操作系統為基礎，本身具備非常強大而又完備功能的電路仿真軟件。 至今已經發展至 Multisim14。利用 Multisim 軟件對電路進行仿真，將理論知識與硬件實驗結合起來， 提高課堂教學效率和教學效果。

三、Multisim在交流電電路分析中的教學應用過程

（一）在課堂上，引入MultiSim 仿真軟件對電路進行仿真，首先需要學生在軟件的編輯窗口中正確完整的繪制電路圖。需要學生明確軟件的操作方法。明確軟件中儀表的取用和接線方式。一定要有充分的講解確保學生熟練操作軟件。正確繪制電路圖。

（二）以不同支路上所含不同種元件的電路為例，如圖1所示，

調取四通道示波器分別接在電源端、電阻端、電感端、電容端，觀察不同支路的輸出波形和電源波形的位置關系。如圖2所示。

用不同顏色顯示不同支路上的波形。運行仿真后，可以在仿真窗口中，看到如圖3的仿真結果。

（三）總結仿真結果

紅色代表電源端的波形，黃色代表電阻支路的波形，藍色代表電感兩端的波形，綠色代表電容兩端的波形。從波形中不難看出，紅色波形和黃色波形在相位關系上是一致的。說明純電阻電路的端口上電壓和電流是同相的。藍色波形超前紅色波形，說明含有電感的電路端口電壓和電流具有相位差，從波形上可以看出相位差為。綠色波形滯后于紅色波形，說明含電容的電路端口電壓和電流具有相位差，相位差也為。

（四）與傳統理論教學比較

首先繞過了數學上的理論推導，降低了對數學理論的要求。優化了課堂的教學組織，讓學生由被動接受變成了主動尋找結論。培養學生的學習積極性，提高學生解決實際問題的能力。而且很直觀地給出需要掌握的結論。結論不再是死板的公式，加深了對理論知識的理解和認知，提高學習效率。

MultiSim 仿真軟件在電路基礎教學中的應用，使教學活動變得多樣化，使學生具有更好的創造性思維，培養學習興趣，保證教學高效進行。

參考文獻

[1] 陳建輝.Multisim軟件在《電工學》教學中的應用[J].信息與電腦（理論版），2018（9）：99-101.