电路分析及应用 教案_Multisim软件在电路分析课程中的应用

　　摘要:针对目前高职教学的电路分析课程教学模式,本文介绍了如何在教学中应用Multisim软件进行电路仿真分析,进而提出“计算机仿真加强理论”的教学模式,切实做到理论联系实际的教学方法,培养学生的综合实践能力。
　　关键词:Multisim电路分析EDA
　　中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00
　　
　　1引言
　　电路分析课程是电子、电气、计算机等专业的一门重要的基础课,通过本课程的学习,可以使学生掌握电路的基本理论,分析计算电路的基本方法,掌握进行电路实验的初步技能。
　　21世纪以来,计算机的应用使电路分析课程发生了很大变化,近代的电路理论引入电路模型,网络拓扑和计算机辅助分析后,应用通用的电路分析软件,就能方便快捷地对节点数较多的实践电路进行直流、频域,时域,非线性和灵敏度等各种分析。
　　
　　2 Multisim简介
　　EDA(电子设计自动化)是在CAD(计算机辅助设计)技术基础上发展起来的计算机应用软件技术,它可在微机上实现电子电路的功能设计、逻辑分析、性能测试,EWB的发展经历了从EWB到Multisim等不同的过程,Multisim提供了庞大的元件库及全面集成化的设计环境,完成从原理图设计输入,电路仿真分析到电路功能测试等工作,当改变电路连接或改变元件参数,对电路进行仿真时,可清楚观察到各种变化对电路性能的影响,其主要功能如下:(1)丰富的元件数据库;(2)类型齐全的仿真;(3)高度集成的操作界面;(4)强大的分析功能;(5)强大的虚拟仪器功能。
　　
　　3 仿真实验应用实践
　　3.1 现以谐振电路分析为例,说明基于Multisim软件的仿真实验在电路课程教学中的应用图1为RLC串联电路, 正弦电压激励电压有效值 ,频率可调
　　通过理论分析可求得谐振频率 ,如将正弦电压源频率调至谐振频率,电路发生串联谐振后出现以下特性:
　　⑴ 电路阻抗达到最小值
　　⑵ 电路电流最大
　　⑶ 电路功率因素为1,且 与 同相
　　⑷ 电感和电容上电压:
　　⑸ 电路的品质因数
　　采用Multisim进行仿真实验,在编辑窗口构建仿真模型,调用功能,以电路电流作为输出绘制幅频特性和相频特性,如图2
　　从幅频特性看出,曲线存在最大值,用游标测出电流达到最大值时有 ,可见理论分析和仿真结果基本相符,将正弦交流电压源的频率设置为谐振频率,接入功率表,交流电压表和电流表,得到的运行仿真结果也和理论一致。
　　3.2 戴维南定理论证实验
　　戴维南定理告诉我们,一个含独立源,线性受控源,线性电阻的二端电路N,对其两个端子来说可等效为一个理想的电压源串联电阻的模型,其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的开路电压 ,串联的内阻为N,内部所有独立源等于零(理想电压源短
　　路,理想电压源开路),受控源保留时两端子间的等效电阻 ,常记为 。
　　接下来,我们借助Multisim来验证戴维南定理,在图3中连接如图所示的验证电路,将万用表连接于A,B两端,双击万用表,在其面板上按下A按钮,即测量的是电流值,然后打开仿真开关,得到实验结果如图4所示,万用表读数为781.609 ,此为A、B两端的开路电压值 。根据戴维南定理,戴维南等效电阻等于电路的端口开路电压和端口的短路电流的比值,即 ,于是得到了戴维南等效电路,如图5所示。
　　4结语
　　通过以上的应用实例可见,Multisim在软件中是很优秀的电路仿真软件,把Multisim应用于电路分析课程教学中,它最大的特点是使用方便,功能强大,具有很高的实用价值,它的灵活和直观是传统多媒体教学软件无法代替的,此外,把Multisim引入实验教学中,把EDA实验与传统实验有机结合,不仅能很好地培养学生的动手能力,更会加强学生的电路的分析和综合应用能力,培养学生的创新素质,把电路分析课程的教学提高到一个新的水平。
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