Multisim仿真在电路课程中的应用

石磊 郝静

摘要：电类专业课程中电路是一门非常重要的基础课程，针对目前电路课程的教学现状以及存在的问题，有必要在理论教学中引入Multisim仿真进行电路的辅助分析，通过仿真实验，将课堂教学与仿真实践紧密结合起来，激发了学生的学习兴趣。实践证明，这种教学方法不但加深了学生对电路基本概念及基本分析方法的理解，而且还可以为学生进行实际的实验操作提供一定的实验基础，大大的提高教学质量，对培养学生的实践能力和创新能力起到了非常重要的作用。

关键词：电路课程 Multisim仿真 教学质量

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

自从2012年 “卓越计划试点实验班”（简称“卓越班”）成立以来，全面提高人才培养质量成为“卓越计划”的关键，如何培养具有实践和创新能力的人才是学校面临的一个非常重要的问题。电路作为一门重要的基础课，对于电气、电子、通信、控制以及机电一体化等学科来说，是必备的理论基础[1]。学习电路的先修课程有大学物理、高等数学、复变函数等，后续课程有模拟电子、数字电子、电机学、电力系统分析等专业课程，电路具有承上启下的关键作用，同时2013年开始国家电网公司对高校毕业生进行统一招聘考试，电路作为一门重要的专业基础课程被列入考察的范围，由此可见电路对工科大学生总体课程的学习和今后的工作起着深远的影响，电路教学改革迫在眉睫。

随着计算机技术的发展，利用计算机仿真进行电路的设计、分析和调试已成为科学技术发展的必然，利用计算机仿真一方面能够帮助学生理解电路理论的基本概念和基本分析方法；另一方面可以弥补实验教学的很多不足。在课堂教学中引入了Multisim电路设计与仿真软件进行辅助教学，就解决了电路理论教学抽象以及实验室条件不足等问题。

1 Multisim仿真软件的功能及特点

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的仿真工具，包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。用户可以使用Multisim搭建电路原理图，并对电路进行仿真[2]。Multisim将SPICE仿真的复杂内容进行提炼，这样无需掌握深入的SPICE技术就可以进行捕获、仿真和分析新的设计[3] [4]。通过Multisim和虚拟仪器技术，可以完成从理论到原理图捕获与仿真，再由原理图到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

2 Multisim在电路理论教学中的应用举例

交流电路参数的仿真测定。

测量交流电路常用的有三表法，即用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出元件两端的电压、流过的电流及其消耗的有功功率，然后通过计算得出交流电路的参数。例如测定图1所示元件ZX的交流参数。

图 1 测试电路 图 2 串联子电路

这里ZX是一个R=36Ω、C=50μF串联的子电路，如图2所示。

图1所示电路中，打开电压表和电流表的属性对话框，设置Mode模式为AC。其中XWM1为功率计，注意其接入电路的方式。运行仿真，三个表读数分别为U=7.071V，I=0.196A，P=1.378W。代入相关公式，可以算出。

图 3 测试电路

如果不知道被测元件是容性的还是感性的，还可以通过观察图3所示的电路中示波器上的波形来确定。其中电阻R2两端的电压波形就是流过Zx的电流波形，为了不对Zx的端电压产生大的影响，R2应足够小，本例中取R2=0.2Ω。可以利用双踪示波器来观察。

3结语

在电路的理论教学中，通过Multisim仿真软件，学生能够完成对电路定理及分析方法的验证，同时也完成了一些简单电路的设计，大大加深了学生对电路理论知识的理解，也为实际电路实验的实现打下了基础。学生实践能力和创新能力得到加强的同时，提高了理论教学质量，激发了学生的兴趣，对高校培养卓越型人才起到了积极的作用。

参考文献

[1] 刘耀年.电路[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2] 张新喜.Multisim10电路仿真及应用[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3] 郑宾.Multisim仿真在模拟电路实验教学中的应用[J].实验室研究与探索.2000，32（2）：103-105.

[4] 史辉， 朱琼. 将Multisim 仿真技术引入“电子技术”课程教学的探讨[J]. 中国电力教育， 2009（5）： 158-159.