防震减灾的重点范文

导语：如何才能写好一篇防震减灾的重点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】仿真软件;电工电子教学

电工电子是高职校工科电类专业的重要专业基础课，为后续课程准备必要的基础知识，对培养学生的电工基础知识、基本能力和综合素质具有其他电类课程不能替代的重要作用。该课程理论严密、物理概念多、逻辑性强，与工程技术及生活实际联系紧密，常常需要就宏观现象进行微观解释。

该课程不但要求学生掌握电路的基本原理和计算方法，更重要的是培养学生对电路的分析、设计及实际应用的能力。然而在进行电子线路教学中，由于学生对电子元器件及实际电子线路缺乏感性认识， 因此教师感到难教、学生感到难学，所以需要大量的电子线路实验来辅助教学。

为了满足电子线路教学实验的要求， 需要配置大量的电子设备、仪器、仪表、电子元器件、工具等。另外还需配备一定数量的、具有丰富实践经验的实习指导教师。因此学校有限的教学资源与学生日益增长的教学实验需求形成了一个较难解决的矛盾，所以在目前的教学条件下如何提高电子线路教学实验的开出率一直是一个重点也是一个难点。如今，利用计算机辅助教学就能有效地解决这一问题

一、仿真软件在电工电子课程理论教学中的作用

将计算机仿真软件引入电工电子课程教学，使理论教学与虚拟仿真实验紧密结合，能够使教学知识点更加容易理解、抽象的知识变得更加直观。学生在学习专业知识的同时也学习工具软件的使用方法，能更好地适应社会需要。

仿真实验能设置故障状态和极限状况，不会造成元器件和实验仪器的损坏。仿真软件逼真的界面及人机交互，可以产生身临真实的实验环境的感受。在电工电子教学环节，仿真实验作为一种展示性的辅助教学手段，便于教师解释复杂的物理过程或强调概念和原理，调动学生学习的积极性和主动性。

二、将虚拟仿真引入理论课堂，提高课堂教学效果

现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。在电工基础课程中要讲解仪器仪表的使用，比如信号发生器、示波器、晶体管毫伏的使用，由于实验中涉及的仪器仪表较多，学生在做实验时经常的到处出错，实验效果很差，但在做实验之前，先在课程上用仿真软件演示一遍实验要做的内容，强调实验过程中容易出现的错误，这样学生在真正做实验时就比较熟悉，达到了举一反三的效果。

又比如讲星形负载电路结构时，讲到星形对称负载有中线时，中线电流为零，中线不起作用，学生觉得抽象，但是用EWB仿真软件做一下该实验时，测其中线电流为零，去掉中线后，对电路的线电流及相电压没有任何影响，而当三相负载不对称时，中线电流不为零，但相电压却对称，从而给学生非常直观的感受。使他们知道了中性线在三相电路中的作用，上课效果非常的好。

得出结论后，让学生在理解的基础上记定性的一些结论就容易多了。在模拟电路中讲授三极管共发射极放大电路时， 三极管具有放大和反相的作用，学生理解起来非常困难。我们利用EWB仿真软件来仿真电路，用示波器来观察波形，可以明显看出放大的效果和反相的作用。学生先有了感性认识后，理论的讲解听起来就更轻松了，从而使上课达到了事半功倍的效果。

三、仿真软件简介

目前高等院校使用的软件大多为EWB、Protel、Multisim等，这些软件具有电路的逻辑编辑、化简、综合、构建、仿真测试功能。仿真软件或用仿真软件构成的虚拟实验台，它是不能取代传统的电工电子实验的，只能起到辅助的作用。

Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。它是一个完整的设计工具系统，具有一个庞大的元件数据库，并提供原理图输入接口，可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝数据传输。其中Multisim易学易用，便于学生进行综合性的设计、实验，有利于培养学生的综合分析能力、开发能力和创新能力。

MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。它最重要的特点是易于扩展，允许用户自行建立完成指定功能的M文件，从而构成适合其他领域的工具箱，这大大扩大了MATLAB的应用范围。MATLAB作为编程语言可视化工具，具有丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据和图像处理及交互式编程等功能，可解决工程、科学计算和数学学科中的许多问题，目前在信号处理、控制系统的仿真和神经网络的研究等方面都有广泛的应用。SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散或者两者混合的线性系统和非线性系统，与传统的仿真软件用差分方程和微分方程建模相比具有直观、方便、灵活的特点。

四、将虚拟仿真引入理论课堂，提高课堂教学效果

现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。在电工基础课程中要讲解仪器仪表的使用，比如信号发生器、示波器、晶体管毫伏的使用，由于实验中涉及的仪器仪表较多，学生在做实验时经常的到处出错，实验效果很差，但在做实验之前，先在课程上用仿真软件演示一遍实验要做的内容，强调实验过程中容易出现的错误，这样学生在真正做实验时就比较熟悉，达到了举一反三的效果。

又比如讲星形负载电路结构时，讲到星形对称负载有中线时，中线电流为零，中线不起作用，学生觉得抽象，但是用仿真软件做一下该实验时，测其中线电流为零，去掉中线后，对电路的线电流及相电压没有任何影响，而当三相负载不对称时，中线电流不为零，但相电压却对称，从而给学生非常直观的感受。使他们知道了中性线在三相电路中的作用，上课效果非常的好。得出结论后，让学生在理解的基础上记定性的一些结论就容易多了。在模拟电路中讲授三极管共发射极放大电路时， 三极管具有放大和反相的作用， 学生理解起来非常困难。我们利用仿真软件来仿真电路，用示波器来观察波形，可以明显看出放大的效果和反相的作用。学生先有了感性认识后，理论的讲解听起来就更轻松了，从而使上课达到了事半功倍的效果。

篇2

关键词 Multisim仿真；电子电路设计；抢答器

中图分类号：TP319.9 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）10-0035-03

Abstract Introduces the function and characteristic of Multisim simu-

lation software， and describes the use of Multisim simulation software for electronic circuit design process with a digital responder

design as an example.

Key words Multisim simulation； electronic circuit design； responder

1 前言

随着电子电路复杂程度越来越高、更新速度越来越快、设计规模越来越大、推向市场时间越来越短，这就迫切需要实现设计工作的自动化。电子设计自动化（EDA）技术的出现，改革了传统的电子电路设计方法。

2 Multisim仿真软件的功能及特点

Multisim是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，可实现原理图捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等功能；具有如下特点：界面设计人性化、操作简洁明了、元件库规模庞大、仪器仪表库种类齐全（包括函数信号发生器、示波器、逻辑分析仪等）、分析功能强大（包括直流工作点分析、交流分析、噪声分析等）。

3 应用实例

以数字抢答器的设计为例，阐述采用Multisim仿真软件进行电子电路设计的过程。

设计任务和要求 用中、小规模集成电路设计一个数字抢答器，设计要求：

1）抢答器可同时供8名选手参加比赛，每个选手拥有一个抢答按键，分别用按键J0～J7表示，按键编号和选手编号相同；

2）主持人扳动控制开关J8，可控制系统的复位和抢答的开始；

3）抢答器具有第一抢答信息的鉴别、锁存和显示功能，抢答开始后，第一抢答者按动抢答按键时，该选手的编号立即被锁存，并显示在LED数码管上，控制电路使扬声器发出报警声音，并对输入电路进行封锁，使其他选手的抢答不起作用；

4）抢答器具有定时抢答功能，主持人通过设定一次抢答时间，控制比赛的开始和结束[1]。

电路组成 抢答器由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路由主持人控制开关、抢答按键、控制电路、优先编码器、锁存器、译码器、编号显示器和报警电路构成，完成基本抢答的功能；扩展电路由秒脉冲产生电路、定时电路、译码器和定时显示器构成，完成定时抢答的功能。

抢答器工作过程：首先，接通抢答器电源，主持人将开关J8置于复位位置，禁止抢答器工作，编号显示器被熄灭，定时显示器显示定时时间；然后，主持人将开关J8置于开始位置，允许抢答器工作，计数器进行减计时；当选手在定时时间内抢答时，计数器停止工作，编号显示器显示抢答选手的编号，定时显示器显示剩余抢答时间，并禁止其他选手随后的抢答；当定时时间到，但无人抢答时，系统报警，并禁止选手超时抢答。

电路设计及仿真

1）抢答器电路。抢答器电路如图1所示。优先编码器74LS148能鉴别第一抢答者的按键操作，并使其他选手的操作无效；RS锁存器74LS279能锁存第一抢答者的编号，并经译码器74LS48译码后显示在LED数码管上。

抢答器电路仿真波形如图2所示。借助于Multisim仿真软件中的逻辑分析仪，可对抢答器电路的多路逻辑信号同步进行高速采集和时序分析。将逻辑分析仪的输入端口相应地连接到电路的如下测试点上：开关J8，74LS279的输出端Q4、Q3、Q2、Q1（EI、BI），按键J7、J6、J5、J4、

J3、J2、J1、J0。被采集的输入信号将显示在屏幕上。

由图2可知，在第一个Clock脉冲的上升沿，主持人将开关J8置于复位位置时，74LS279被复位，禁止锁存器工作，其输出Q4Q3Q2Q1=0000。于是，74LSl48的选通输入端EI=0，允许优先编码器工作；74LS48的消隐输入端BI=0，编号显示器被熄灭。在第一个Clock脉冲的下降沿，当主持人将开关J8置于开始位置时，允许优先编码器和锁存器工作。在第二个Clock脉冲的下降沿，将J6按键按下时，74LSl48的输出A2A1A0=001，GS=0，经RS锁存后，Q4Q3Q2Q1=1101。于是，Q1=1，使BI=1，允许74LS48工作；Q4Q3Q2=110，经译码显示为“6”。此外，Q1=1，使EI=1，禁止74LSl48工作，封锁了其他按键的输入（即在第三个Clock脉冲的上升沿J3按键的输入）。在第四个Clock脉冲的上升沿，当按下的J6键松开后，GS=1，此时由于仍为Q1=1，使EI=1，所以仍禁止74LSl48工作，封锁了其他按键的输入（即第五个Clock脉冲的下降沿J0按键的输入），从而实现了抢答的优先性，保证了电路的准确性。在第六个Clock脉冲的下降沿，主持人将开关J8重新置于复位位置，以便进行下一轮的抢答。

2）定时电路。将两片同步十进制可逆计数器74LSl92级联，以串行进位方式构成百进制计数器；计数器的计数脉冲由555定时器构成的秒脉冲电路提供；通过预置时间电路，主持人对计数器进行一次抢答时间的预置；74LS48译码器和定时显示器构成译码显示电路。当主持人将开关J8置于复位位置时，计数器预置定时时间，并显示在定时显示器上。当主持人将开关J8置于开始位置时，74LS279的输出Q1=0，经非门反相后，使555定时器的时钟输出端CP与74LSl92的时钟输入端CPD相连，计数器进行减计时；在定时时间未到时，74LS192的借位输出端BO2=1，使74LSl48的EI=0，允许74LSl48工作。当选手在定时时间内抢答时，Q1=1，经非门反相后，封锁CP信号，计数器停止工作，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统复位为止；同时，EI=1，禁止74LSl48工作。当定时时间到无人抢答时，BO2=0，EI=1，禁止74LSl48工作，禁止选手超时抢答；同时，BO2=0，封锁CP信号，计数器停止工作，定时显示器上显示00[2]。

3）报警电路。报警电路由555定时器、三极管推动级和扬声器构成。由若干电阻、电容和555定时器接成多谐振荡器，将时序电路控制信号PR接至555定时器的清零端，以控制多谐振荡器振荡的起停，多谐振荡器输出信号控制三极管的导通、截止，从而推动扬声器发出报警声音。

根据上述设计思路，画出各单元电路的仿真电路图，先对各单元电路逐个进行仿真调试，再将各单元电路连接起来进行系统联调；通过Multisim仿真，观察各部分电路之间的时序配合关系，测量电路各项性能指标，调整部分元器件参数，检查电路各部分功能，使其满足设计要求；最后进行电路焊接与装配，并对实际电路进行测试。

4 结语

Multisim是电子电路计算机仿真设计与分析的基础，在电子电路设计中应用Multisim仿真软件，把虚拟仿真和硬件实现相结合，可以节约设计成本、缩短开发周期和提高设计效率，有利于培养学生工程实践、综合分析和开发创新能力，提高学生运用现代化设计工具的能力。

参考文献

篇3

关键词：飞行器;航电系统;数据总线;1553B;可靠性工作

引言：当今国际上各型飞行器由于其不同的任务和使命，出勤率越来越高，导致其翻修期间隔越来越短，试飞验证工作越来越重。因此，在其试飞过程中对各类数据的分析和处理的要求也越来越高;同时，随着飞行器航电系统的先进程度不断增强，其复杂性和综合性也伴随着各类数据的类型及结构所反映出的信息量大大增加，使得总线数据的分析和处理成为解决试飞过程中发现问题及后续改进工作的重要参考依据，也成为飞行器大修厂对修理合格飞行器进行试飞验证的关键性测评指标。现对飞行器大修厂通过1553B数据总线监控技术实现航电系统工作稳定性开展研究。

一、1553B总线仿真系统设施概况

1553B总线仿真系统是1553B总线与航电系统综合仿真试验设施（DSI）仿真软件的接口，仿真飞行器两条总线（即通信总线和作战总线），实现BC、RT和BC+RT三种方式仿真。1553B总线仿真系统与主仿真系统之间通过以太网进行数据交换，通过总线仿真卡实现真实航电设备之间的数据交换主仿真系统将航电系统模拟器输出的总线数据经以太网送给1553B总线仿真系统，1553B总线仿真系统通过对总线仿真卡进行控制，将接收到的数据送往1553B总线，传给真实航电设备，实现BC、RT或BC+RT的实时动态仿真。

太网通信分为初始化和实时仿真两个阶段。在初始化阶段，1553B总线仿真系统接收主仿真系统传来的数据，完成对总线仿真数据中设置数据的初始化;在实时仿真阶段，每一仿真周期，总线仿真系统将接收主仿真系统传来的航电软件模拟器输出的总线数据及相关标识，在规定时间延迟后通过总仿真卡送往总线，并将来自真实航电设备的消息回传至主仿真系统。

二、1553B总线ICD监测系统

1553B总线航电接口控制文件（简称ICD）监测系统主要功能是实时监测1553B总线上的传输信息，并按照航电接口控制数据库（简称ICDB）定义的格式转换并显示。该系统还具有实时记录功能，将总线上所有消息块输出到磁盘文件，以备任务后分析。相对独立的回放功能通过解算实时记录的磁盘文件，重现某一特定时间的特定状态，便于对问题查找和定位，或将记录文件转换为相应的文本格式文件，用作其他分析系统的输入。本系统通过对航电1553B总线消息的检测，反映出航电系统中各独立产品的工作运行状况及产品内部的可更换模块（SRU）工作是否良好，数据传输是否正常。并通过数据库文件反映出一个数据块所属的源子系统和目的子系统，以此定位模块工作状态。在实时监控状态下，当用户启动记录后，系统将总线上所有的有效信息输出到用户指定的磁盘文件，直到停止为止。记录各个数据块的时间标识、大小及块中各字的具体信息，该文件既是监测状态下的系统输出，也是文件回放时的系统输入。

1553B总线ICD监测系统有实时监测和后处理等7种工作模式。在实时监测模式下，操作者可根据故障现象对怀疑有故障的子系统和其它子系统总线通讯状态进行监视。通过软件控制总线监测卡将实时采集1553B总线上的传输信息进行分析，可判断出该子系统1553B总线的通讯是否正常，从而作出准确的故障定位，下面，将重点就数字形式和图形化形式的监测进行展开说明。

数字形式的监测信息。如图1所示，数字形式的监测信息以表格的方式输出，表头包括以下内容：块名、信号名、信号值、单位、起始字、起始位、结束位、时间标识、二进制/八进制/十进制/十六进制。

图1 数字形式监测信息

其中，块名相同的各信号，只在第一个信号所在行给出块名显示和时间标识，其余各行的块名一栏以空格代替。块中各个字的二进制、八进制、十进制、十六进制共同占用一列，点击该列表头时切换显示。信号的值、时间标识以及各进制的输出为实时刷新，在屏幕首行还显示了当前监测数据块的发送地址、发送子地址和接收地址及接收子地址。

结语：利用ICD监测系统对整个航电系统各类产品进行故障的实时监控，保障了产品工作的可靠性和正确性，从而确保大修厂的生产周期，保证产品质量，同时，产品修理周期得到了保障，满足了用户的要求。

篇4

关键词：电力系统分析；ETAP仿真软件；电压调节方法

作者简介：朱慧（1980-），女，山东定陶人，青岛科技大学自动化与电子工程学院，讲师。（山东 青岛 266042）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0064-02

“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的一门专业骨干基础课程，是学习其他后续课程（如“电力系统继电保护”、“电力系统自动化”、“电力系统微机继电保护”）的基础。学习这门课程需掌握电路、电机、电磁场和高等数学等方面的知识，所涉及的知识面广，理论性强，又包含大量的计算和画图，学生学起来抽象、难理解，会影响后续课程的学习。近年来，随着电力系统的不断发展，电力系统的规模日益增大，新技术不断被应用到该领域中，迫切需要新的教学方法来适应电力系统发展对课堂教学的要求。ETAP是电力系统运行分析的专业仿真软件，它提供完整的图形化编辑器，以简洁的方式对电力系统进行建模，且能快速准确地对系统进行仿真分析，分析结果能以多种形式直观地输出。若在课堂教学中引入ETAP仿真软件，将有助于学生直观系统、深入地学习“现代电力系统分析”课程。而“电力系统分析”教学中引入ETAP仿真软件辅助教学，目前国内处于开始阶段，仅有有限高校引进并开始使用ETAP仿真软件辅助教学，是一个新的发展趋势。本文针对ETAP仿真软件和教学紧密结合以提高学生学习效果，进行了探讨和分析。

一、ETAP仿真软件介绍

ETAP仿真软件是美国OTI公司从1996年开始发行的第一个真正32位Windows环境下电力系统分析计算应用程序，也是全美第一个特许提供给核电站进行电力系统分析的商用软件。[1]ETAP仿真软件确立了电力系统设计和分析软件的标准，经过多年的开发与完善，可以提供全图形的用户界面，以最简洁的方式建立单线图、阻抗图、继电保护图、分析计算图等100多种不同的图形。利用用户界面的编辑工具条，可以很方便地增加、删除、移动和连接元件，放大、缩小和翻转图形，显示或隐藏网络，在用户界面上点击元件后可直接输入元件的各类参数、属性及运行状态等，使用起来非常方便灵活。[2]

ETAP软件还具有强大的计算分析和设计功能，可以进行潮流计算、短路计算、继电保护配合、谐波分析、暂态分析、电机起动分析、接地网设计和低压配电系统的设计等。ETAP软件可以将分析结果以直接显示、文本报告的形式、曲线的形式等多种形式直观地输出。[3]因此，ETAP仿真软件其良好的人机界面、强大的计算分析和设计功能、直观简单的电气操作等优点在我国电力系统行业中得到广泛应用。特别是近年来，随着我国电力系统事业的发展，电力系统的容量及单机容量越大，电力系统的结构越来越复杂，学习、掌握优秀的电力系统仿真软件ETAP，将对电力系统规划、分析与实时监控等有很大的帮助。[4]一些高校为了学生更加系统、深入地学习电力系统分析课程，以及在毕业后能尽快地适应工作需要，引入了ETAP仿真软件。

二、ETAP软件仿真与课堂授课的结合

在引进ETAP软件之后，结合多年的课堂教学经验，对“电力系统分析”课程中的若干关键知识点和难点进行了仿真教学案例设计，并应用于课堂教学。电力系统的电压调节方法是“电力系统分析”课程的重要内容，下面就以这部分内容为例，讲解ETAP软件仿真与课堂授课的结合。

1.理论分析

在图1所示的电力系统中，分别采用改变变压器变比、改变无功功率分布的方法调节母线3的电压。画出系统的等值电路，如图2所示。等值电路中，变压器的励磁支路和电缆线路的导纳支路都略去。变压器归算到低压侧的阻抗为ZT，线路的阻抗为Zl。按照“电力系统分析”课程中变压器等值电路与参数计算的理论分析，参数计算如下：，

，通过以上两式计算得到：。电缆阻抗参数为。变压器和线路的总阻抗为，系统中的负荷。母线1的电压为35kV，且保持不变，则理想变压器二次绕组的电压为11kV，线路和变压器阻抗上的压降，母线3的电压，以百分数形式表示。[5]

通过以上公式推导、计算，求得母线3的电压为95.8%。很显然，此电压偏低，若通过并联静电电容器的方法改变其功率分布，需要计算并联的静电电容器应该提供的无功功率，才能将其电压提高到98%。根据静电电容器无功功率计算公式，求得。[6]经过以上的理论分析可知，为将母线3的电压升高到98%，并联的静电电容器需提供1.7Mvar的无功功率。

若通过改变变压器分接头进而改变其变比的方法将母线3的电压提高到98%，需要通过计算选择合适的变压器分接头。系统中的变压器有五个分接头，此时接在主接头上，母线3的电压为95.8%，现若将母线3的电压提高到98%，分接头电压应为，因35-2.5%分接头对应的电压为34.125kV，与此分接头的电压最接近，因此为使母线3的电压提高到98%，分接头改接到35-2.5%。

以上是电力系统电压调节方法的理论分析，整个过程中学生接触到的只有数字和公式，普遍反应抽象、难以理解，若此时通过ETAP软件仿真分析一下，增加学生对电压调节方法的感性认识，将会使电压调节过程变得更加直观、具体和丰富有趣，达到最好的教学效果，从而大大调动学习的积极性，激发学习本门课程的兴趣。

2.ETAP软件仿真分析

首先建立该系统的ETAP软件仿真模型，模型中无穷大功率电源用等效电网U1表示，母线1对应的节点设为平衡节点，负荷1和2分别用电动机Mtr3和等效负荷Lump3表示，并设置好各元件的参数。下面只需点击潮流分析功能模块按钮，再点击运行潮流按钮，即可进行潮流仿真分析。分析结果在建模图上直观显示输出，如图3所示，母线3的电压为95.81%，与理论分析结果一致。不过，此电压值偏低，为改善电压质量，现在通过改变功率分布的方式调节母线3的电压。将静电电容器并联在母线上，设置好其参数，进行ETAP软件潮流仿真分析，其结果如图4所示。从该图中可以看出，并联静电电容器后，母线3的电压升高到98%，此时并联电容器提供的无功功率恰好为1700kvar，与前面的理论分析结果一致。

下面通过改变变压器变比来进行调压的ETAP仿真分析。原来变压器分接头接在主接头上，通过刚才的潮流仿真分析结果看到，对应母线3的电压为95.81%。根据刚才的理论分析，为将母线3的电压升高到98%，需将其分接头改接到35-2.5%上。在ETAP软件中，改变变压器的分接头为35-2.5%，如图5所示。对改变变压器分接头后的系统进行ETAP软件潮流仿真分析，其分析结果如图6所示。从图中可以直观地看到，此时母线3的电压为98.03%，其电压质量提高，和理论分析结果一致。

从上面的分析可以看到，对于电力系统的电压调节方法这部分内容，传统授课方式往往以繁琐的公式推导结合抽象的数学描述进行讲解，学生学习时感觉抽象、枯燥，难以深刻理解并掌握。对于这部分内容，充分利用ETAP仿真软件，多角度地对电压调节方法进行较为全面的论述和论证演示，不仅可以直观地看到系统原来的运行状态，也可以看到并联电容器和变压器变比改变后系统的运行状态，很显然系统的运行状态得到了改善，电压质量得到了提高。整个仿真过程很直观，这样有助于学生对重点和难点部分的理解，同时激发了学习本门课程的兴趣，获得不错的教学效果。

三、结论

ETAP仿真软件能很方便地对各种电力系统进行建模，快速准确地对电力系统进行多种不同运行方式下的仿真分析，且能对比不同运行方式下的结果，丰富课堂内容和教学形式，使学生更加深刻理解电力系统的运行。

本文探讨了ETAP仿真软件在教学中的应用，通过ETAP软件仿真演示，使得相关教学内容实现了直观可视化效果，增强了学生对电力系统运行的感性认识。教学效果反馈也表明学生对相关概念方法的理解更加迅速、概念更加清晰，充分体现了ETAP仿真软件在课程教学中的优势。同时，ETAP仿真软件的学习，使学生真正具备运用理论知识对电力系统仿真分析和计算的能力，有助于学生成为电力系统方面的工程技术、研究复合型人才，为以后从事电气工程设计、运行、分析、控制和保护等工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1]李升.MATLAB和ETAP电力系统仿真比较研究[J].南京工程学院学报，2006，4（2）：50-55.

[2]冯煜，王雷，陈陈.电力系统仿真软件ETAP的特性与功能简介[J].供用电，2005，（5）：23-26.

[3]李广凯，李庚银.电力系统仿真软件综述[J].电气电子教学学报，

2005，27（3）：61-65.

[4]甄威，陈宝喜，唐永红.实时仿真电力系统仿真中的应用[J].四川电力技术，2006，29（6）：32-35.

篇5

[摘要]EDA仿真技术在教育领域的应用，带来一场深刻的教学改革，这一技术的产生必将冲击着传统的实验教学模式。本文阐述了EDA技术、MultiSim软件，及其在电子技术实验教学的应用。

[关键词]EDA 电子技术 MultiSim 实验教学应用

一、概述

EDA（Electronic Design Automation）是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作，既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的（CAD）阶段和80年代的（CAE）阶段，到90年代的电子系统设计自动化（EDA）阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念，同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件，进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新，也是提高教学质量的优选方法。

随着电子设计自动化（EDA）技术的发展，开创了利用“虚拟仪器”“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。目前，在这类仿真软件中，“虚拟电子实验台”——MultiSim较为优秀，其应用逐步得到推广。这种新型的虚拟电子实验技术，在创建实验电路时，元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选取，而且软件中的测试仪器的图形与实物外形基本相似。利用MultiSim仿真软件进行电工电子技术实验教学，不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素，还能利用软件中提供的各种分析方法，帮助学生更快、更好地掌握教学内容，加深对概念、原理的理解，并能熟悉常用的电工电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合能力和创新能力。

二、EDA仿真软件

电工、电子类专业的教学目的就是要求学生掌握各类电工、电子器件的类型、电路图的读图和绘制以及电路的工作原理，并能掌握分析电路的方法。EDA仿真软件恰到好处的适合电工、电子类专业的教学环节和目的。其功能如下：

1.EDA仿真软件建立了各类元件设计数据库模块。它包括：电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成器件库、TTL数字器件库、CMOS器件库、其它数字器件库，混合器件库、指示器件库、混杂器件库、射频器件库、机电类器件库等。丰富的元器件库为学生了解各类电工、电子元器件铺垫了坚实的基础，也可以通过元器件库了解到各种器件的性能及参数，并能为创新设计提供了用之不尽且无任何经济负担的试验元件。

2.EDA仿真软件能够进行元器件创建和编辑。可以对自主研发的新器件编辑、修改和创建新的元器件。这一功能为学生的独立创新提供了较好的技术平台。因此充分利用EDA技术教学，是提高学生创新思维教学的好手段。

3.EDA仿真软件具有电路原理图的设计输入子模块。通过这一功能可以完成各类元器件构成的电路原理图。通过原理图的设计可以帮助学生理解原理图的结构及各级电路之间的关系，对学生读图和识图起到事半功倍的作用。

4.EDA仿真软件的综合仿真模块配置了如万用表、电流表、电压表、函数信号发生器、示波器、功率表、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪、频谱分析仪等仪器仪表。它们为各类模拟电路提供仿真的动态电压、电流参数及波形分析图。对数字逻辑电路可以测试门电路的真值表及分析门电路的时间波形图。

MultiSIM是一种形象化的EDA仿真软件。利用MultiSIM仿真软件制作的多媒体教学资料，不仅有利于提高电子专业的教学效果，更有利于学生对电子专业技能的掌握。充分利用MultiSIM等软件平台丰富的现有资源，直接在计算机上构建电路，是进行仿真实验最方便快捷和富有成效的路径。大大提高了课堂教学的效率，使课堂教学内容变得更加充实，把课堂教学以教师讲授为主的模式，改为了师生互动，使学生从被动接受转变成了主动学习。

Multisim可以进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、直流扫描分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、传输函数分析、极点—零点分析等。分析结果以数值或波形直观地显示出来，为学生对电路的分析提供了丰富直观的逼真数据，使其得出的结论更加满足理论值论证和接近实践性。

三、EDA仿真软件在实验教学中的应用举例

1.RLC串联电路的响应与状态轨迹观测（电工电路仿真实验）

二阶RLC串联电路在电工电路中较为常见，但用传统的方法讲授、观测该电路的响应过程是比较抽象、复杂的，而使用Multisim对其过渡过程进行仿真分析，就可以很方便地研究其过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种状态下的响应曲线和状态轨迹。

2.晶体管输出特性曲线测试（电子电路仿真实验）

晶体管输出特性曲线是描述晶体管各极电流与各极电压关系的曲线，对于了解晶体管性能和晶体管电路分析是非常有用的。传统的晶体管输出特性曲线测试实验，比较繁琐，现利用MultiSim强大的仿真分析、数据后期处理功能，则可以方便、快捷地测绘出晶体管输出特性曲线。

四、总结

EDA技术是将计算机技术应用于电子电路设计过程的一门崭新技术，它在教学领域的应用必将给电子专业课程的教学带来革命性的变化。无论从教学还是从实用的角度去考虑，它都是一个最体现以人为本、体现能力本位的新型的教学技术。无论从课堂教学还是从实验教学去应用，它都将更好地激发学生的创新意识和探索精神。通过EDA仿真软件的应用，可以帮助学生了解电子仪器的作用，深入理解电子测量的方法，掌握测量的技术要领。MultiSIM仿真软件不同于其他仿真软件，仪器和元件基本上不需要设置参数，软件本身也不提供设置参数功能，属于理想的模型。这样的设计降低了作为一个高级仿真软件的部分功能，同时带来了使用方便，使得实验教学更加形象和丰富。

参考文献：

[1]Interactive Image Technology Ltd，Multisim V7 User Guide [M].Canada.

[2]郑步生，吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].电子工业出版社.

[3]康光华.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.

篇6

关键字：Mulitsim10；24S篮球倒计时器；BCD码

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

0.引言

数字电子技术课程是电子、通信、计算机、数控等相关专业的重要技术基础课，强调集成电路设计方法和分析方法的研究，并且该课程具有非常强的实践性。在教学和实践中引入基于Multisim10的虚拟仿真软件，理解数字电子技术理论，设计数字电路都具有着非常重要的作用。Multisim10软件的应用可以有效地辅助数字电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、节约教学成本。

将Mulitisim10软件与数字电路实验结合起来，鼓励学生利用仿真软件建立一个虚拟实验室进行虚拟实验，帮助学生更好的完成实验。现在以Multisim10仿真软件为平台，通过实施具体的实践项目，提高学生的学习兴趣，并调动学生们的积极性。本文以篮球24S倒计时器实验项目为例，介绍了Multisim10仿真软件在数字电子技术实验中的应用。

1.实验项目各模块的设计

篮球24S倒计时器电路主要包括两大部分，一部分是秒信号发生器，另一部分是BCD码24进制减法计数器。为了达到更好的视觉效果，电路中加入显示电路。下面对电路中主要模块的仿真分别进行描述。

2.秒信号发生器

秒信号发生器采用555定时器构成的多谐振荡器，该电路是一种比较典型的秒脉冲发生电路，它具有电路简单，性能可靠，信号精准的特点。其电路图及输出脉冲波形如图1所示。该电路是利用电容的充放电来实现脉冲波形的产生，可以通过调节充放电回路中的电位器Rw，来调整脉冲波形的周期，使输出波形的周期为1S。利用虚拟仪器安捷伦示波器可以观察波形的周期，频率，以及占空比等信息，有助于调节秒信号。Multisim10仿真软件中，提供的安捷伦示波器十分逼真，如同操作真实示波器一样，可以很轻而易举的在计算机上进行操作。在仿真操作过程中，不仅大大增强学生对仪器的熟悉程度，还节约了教学成本，避免了外界条件对实验操作的制约。

3.BCD码24进制减法计数器

8421BCD码24进制递减计数器是由74LS192构成的。 24进制递减计数器的预置数为N=（0010 0100）8421BCD=（24）D。它的技术原理是，每当低位计数器的端产生负跳变借位脉冲时，高位计数器减1计数。当高、低位计数器处于全0，同时在CPD=0时，置数端，计数器完成并行置数。

该电路的工作过程是按下J1启动/停止按键，将计数器置数成24，倒计数开始。当计数器减到0时，高位计数器产生借位信号时，将屏蔽计数器的脉冲，从而计数器停止计数。图2为计数器电路及计数器输出波形。该仿真电路由虚拟仪器中的字发生器提供计数脉冲，并通过逻辑分析仪来观察输出观测输出波形。

4.参考电路

秒信号发生电路替代字发生器，计数器的输出通过数码管显示计数值，就可以构成简单的篮球24S倒计时器。

5.结论

利用Mulitisim10仿真软件不仅提供了数千种电路元器件，还提供了许多虚拟仪器。对于数字电路实验，仿真方式开辟了新的设计渠道。该仿真方式对于验证电路的原理，开发和设计电路极为方便，同时具有极大的灵活性。学生可以轻松的更换器件，调用仪器，观察波形，不受时间、地点、器件和设备的限制，随时随地地进行仿真实验。加强了学生计算机应用能力、实际操作能力的培养，有提高了学生的综合设计能力，培养了学生的创造性思维。

参考文献：

[1] 谢自美.电路线路设计.实验测试（二版）.武汉.华中科技大学出版社。2000.

[2] 李世雄，丁康源.数字集成技术教程.北京：高等教育出版社.1993

[3] 杨志忠.数字基础：数字部分.北京.中国电力工业出版社.1999

篇7

关键词：电力电子技术 高职院校 仿真 Matlab

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）04-0117-01

1 前言

《电力电子技术》课程是高职院校电类专业课程，大多都沿用课堂教学加实验的教学模式。实验基本都是基于实验箱的实验平台，存在不透明的问题[1]。同时，该平台硬件更新换代慢，无法赶上技术的发展及技术革新的步伐[2，3]。因此，很多院校开展了该课程的计算机仿真实验教学。可通过仿真软件来模拟电路工况，并且仿真不受时间、空间和实验条件的限制，也不用担心出现实验事故。

2 仿真实例浅析

该文基于Matlab7.10中Simulink环境平台下进行仿真实验，研究为单相桥式全控整流电路。启动Simulink平台，调出模型库中相关模块，按原理图连线，实现该电路的建模，如图1所示。双击模块图标，弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入。电路模块设置大致为：输入电压为（220*sqrt（2））、频率为50，测量选Voltage；负载选择R为2；脉冲发生器：同步频率为50，脉冲宽度为10，脉冲角为30；其它模块参数默认。在菜单中选择Simulation parameters后，取5个周期（0.1s），仿真数值计算方法选ode23t。点击仿真开始，系统进入稳态后，可双击示波器图标，弹出波形后作研究分析，见下图2、3。该电路在仿真平台下，可以直观显示多路实时波形及具体值，而在实验室中做实验同一时刻只能观看到两路波形。加深对电路变换原理及其波形产生过程的理解，提高了学生的实验兴趣。

3 结语

该教学模式让学生处于一种体验式的学习环境而不是枯燥而抽象的理论推导，提升了学生的独立分析解决问题和创新能力，加强实验技能的培养同时促进了课程教学质量的提高，实践能力逐步提升。

参考文献

[1]孙金秋，游有鹏.“电力电子技术”课程的教学方法改革[J].电气电子教学学报，2013（5）：73-74.

篇8

关键词：虚拟仿真；Matlab；电力电子技术；实验实训

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）02-0134-02

一、引言

电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科，且广泛应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域，它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。

二、电力电子技术课程教学现状

当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先，讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后对各种变流电路（包括整流、逆变、斩波和交流变换等）的电路构成、工作原理和波形等进行分析；最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。

电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一，教学对象又为高职学生，他们理论基础差，计算能力弱，因此教学重心一定偏向实操。然后，在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中，由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性，造成实验实训结果不明显，单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压，具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊，不知道结果是否正确，即使知道错误了也很难进行排故，导致学生学习兴趣减低，形成恶性循环。

三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用

虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术，它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有：（1）实验硬件门槛低，基本不需要专业的实验设备，只需要普通计算机即可；（2）实验过程安全可靠，不涉及高电压、高电流；（3）实验过程迅速、结果清晰明显，能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果，一目了然；（4）纠错排故简单，基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。

鉴于以上优点，虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适，并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前，可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。这些模拟仿真软件的出现，为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段，大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中Matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimPowerSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。

根据电力电子技术课程教学的要求，结合课程实验操作内容，我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术Matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。

四、仿真实例

本节以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一，它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件（此处使用IGBT）的通断控制，使负载上得到比电源电压高的电压，其电路原理图如下所示。

根据电路原理图，在Matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型，步骤如下：

1.仿真平台建立。启动MATLAB，进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项，进入所需的仿真环境，点击File/New/Model新建一个仿真平台。

2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中，具体做法是点击左边的器件分类，电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimPowerSystems两个，分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块，用鼠标左键点击所需的模块不放，然后直接拉到仿真平台中。本电路图所需要的模块及提取路径如下表所示。

3.仿真模型建立。将提取的各模块，按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上，会出现一个“+”字型光标，按住鼠标左键不放，一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上，放开左键，连线就完成了。本电路图的仿真模型如下图所示。

4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下：直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生，电压幅值设置为3V，周期设置为0.001S，脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。IGBT、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下：将开始时间设置为0，终止时间设置为0.01，算法设置为ode23tb。

5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真，仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示，与理论分析值一致。

五、小结

虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展，越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术，它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上，引入了使用Matlab软件的虚拟仿真技术，并以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。

参考文献：

[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育，2015，（7）.

篇9

关键词：Multisim10 电工电子教学 虚拟实验 计算机仿真

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0155-02

电工电子及单片机知识的学习及运用本应是灵活多变，充满创造性的。但在教学实践中，学生常常面对枯燥、抽象的电路及程序，分析起来感到理解困难，并且不容易提起兴趣。由于教学条件的限制，随时给学生提供开放性的实践机会也比较困难，而充分利用仿真技术则在很大程度上弥补了这个不足。

1 Multisim环境简介

Multisim是加拿大IIT（Interactive Image Tech—nologies）公司在EWB（Electronics Workbench）基础上推出的电子电路仿真设计软件，Multisim现有版本为Multisim2001，和较新版本Multisim10。它支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。此外，它的微处理器模块的仿真效果也比较理想。在教学中我们使用KEIL51对单片机进行编程及软件仿真，而编译生成的.hex文件则可被Multisim软件调用，用于单片机电路的硬件仿真。二者结合的仿真，让学生体会到了单片机系统从硬件设计到软件开发和调试的整个过程。

2 数字电压测量显示电路硬件设计

下面以简单数字电压测量显示电路的硬件连接和软件编程为例，探讨这一仿真过程。目的在于让学生体会单片机系统的软硬件设计流程，理解AD转换的实际应用，及AD芯片的数据读取过程，同时掌握数码管的显示和驱动方式。

系统由AD转换部分，MCU数据处理部分和显示部分电路组成，被测量的电压为模拟量0～5V，通过AD转换器转换为8位数字量输出给单片机，单片机计算出被测电压，通过四位数码管显示出来。

其中AD转换器采用Mixed组中ADC_DAC类别里的ADC元件。这是一个8位的AD转换器。Vin是输入电压；Vref+和Vref-为参考电压；当SOC引脚被拉高后，AD转换过程被启动，同时EOC为低电平，当转换完成后EOC则被拉高，代表转换过程结束；D0-D7为转换结果的二进制输出端；OE为三态输出使能。输出电压为，其中Vfs=Vref+-Vref-。

处理器选取MCU Module组中，805x系列中的8051芯片。选择路径并输入工作空间名称，这里起名为MCUexample.点击Next；选择项目类型Project type为Use External Hex File。然后为项目起名，这里为“project1”。最后单击Creat empty project后点击Finish，完成未处理器芯片的载入。（图1）

在项目管理窗口中右键单击Project1，点击MCU Code Manager，打开代码管理器，在对话框右侧选择我们编译好的十六进制文件。实际上这一步是我们将所有硬件连接好，并已经在Keil环境中编写程序后，进行仿真的软、硬件调试时进行的。（图2）

这里选择四只带译码器的七段数码管作为输出显示设备，只需输入四位二进制数则可译码并显示出从“0”至“F”字符，程序和硬件电路都相对较简单，便于学生理解和实现。两只数码管用于显示整数部分（这里用一只也可以），另外两只显示两位小数，精确到0.01V。整体的电路结构图如图3所示。电位器输出被测量电压，范围是0～5V，作为AD转换器的输入电压，AD转换器的参考电压Vref+和Vref-分别接至5V和地。这样若输入电压为5V则输出0xFF，若输入0V则输出0x00。

3 软件设计

软件采用循环检测的方式读取AD转换芯片的输出值并显示出来。流程主要初始化函数、AD数据的读取函数与显示函数组成。函数Adread函数用于读取数据，首先使能三态输出端口，并将SOC引脚置1，以启动转换过程，然后等待直至EOC引脚为高电平表示转换结束，最后置底三态输出使能端OE。

AD转换函数代码为：

void ADread（void）

{

OE=1；//三态输出使能

SOC=1；//启动一次AD转换

while（EOC！=1）；//延时等待直到EOC为1

SOC=0；

ADres=P1；//读取AD的数值

OE=0；

}

数据显示函数计算被测电压并将每一位的数值送至相应的数码管输出。在仿真电路中加入了一只电压表来实际测量输入给AD转换芯片的实际电压，这样我们就可以知道数码管显示数据正确与否。在仿真中数码管显示的数据可能与电压表有偏差，但基本吻合即可。

4 仿真结果

按F5键或单击Simulate菜单下的Run选项运行仿真运算。当调整电位器的数值时，可以看到电压表的示数和数码管的示数同时发生改变，由于软件运算的原因，数码管的显示数据可能会比较之后，且在被测电压附近上下浮动，但这基本实现了通过AD转换器和单片机将模拟量转换为数字量并通过数码管显示的完整过程。

5 结论

这一实例比较好的呈现了简单的单片机系统开发的软硬件设计主要流程，充分利用了Multisim10数字模拟电路的仿真方便快捷且直观形象的优势。能让学生充分理解和运用所学知识。为教学方便，这里省略了信号放大环节和量程选择等环节，以便降低学生调试的难度，加快实现的速度，建立学习兴趣，在后面的教学中可逐步完善这一系统。

参考文献

篇10

一、借助Proteus仿真，创设虚拟实验环境

《电工基础》课程中的概念多、分析计算多，较多的理论讲授和数学推导很难引起学生主动学习的兴趣。Proteus中具有常见的电路元器件及仪表，如交直流信号发生器、交流电压表、交流电流表、直流电压表、直流电流表、示波器等，这些电路元器件完全可以满足《电工基础》课程仿真实验的需要。将Proteus应用于《电工基础》课程中，可以增强学生对电路的感性认识，加深学生对电路基本定理的理解，学会电路分析的基本方法，使枯燥无味的理论教学变得直观生动。

例如，一阶动态电路的分析是《电工基础》课程中的一个难点，理论的推导枯燥且不直观。在分析电路之前，通过Proteus仿真演示可以显示一阶电路的充、放电响应过程，使学生获得直观的了解。在Proteus仿真环境中绘制一阶RC电路图，开关处于闭合状态和断开状态。

电容的充放电现象的理解。在仿真时，我们可以见到电容两端“+”和“-”不断增加和减少，表示电荷的增加或减少，同时负载两端并联一个电压表的计数也不断增大或减小，这表明电容C正在充电或放电。

在《电工基础》教学中采用Proteus仿真软件，创造了虚拟实验环境条件，让学生在仿真中获得理论知识，在虚拟实验中提高动手能力。

下面以几个具体实例来说明一下如何借助Proteus仿真软件进行电工基础的演示教学。

二、直流电路的PROTEUS仿真――基尔霍夫定律

《电工基础》课程在介绍了电路的基本概念和基本定律后，重点介绍了直流电路的分析方法。学生在初中物理学习过简单的直流电路，先让学生熟悉Proteus仿真软件，然后让学生在教师的指导下进行画Proteus原理图以及动画仿真。

基尔霍夫电流定律（KCL）：在电路中，对任意节点或闭合面来说，流入节点或闭合面的电流恒等于流出节点或闭合面的电流。

基尔霍夫电压定律（KVL）：在任意瞬间，在任意闭合回路中，沿任意环形方向（顺时针或逆时针）回路中各段电压的代数和恒等于0。

基尔霍夫电压和电流定律实训电路如图（省略）。

基尔霍夫电流定律（KCL）：

由仿真电路图的仿真结果可知，I2=1.45mA、I1=0.14mA、I3=1.32mA

I2=I1+I3=0.14mA+1.32mA=1.45mA

基尔霍夫电压定律（KVL）：

由仿真电路图的仿真结果可知，E1=4.5V、E2=7V、UR1=0.14V、UR2=4.36V、UR3=2.64V

E1=UR1+UR2=0.14V+4.36V=4.5V

E2=UR2+UR3=4.36V+2.64V=7V

显然，运用Proteus软件可以非常容易计算电路在任一支路的电流，以及任一点的电位，只要我们在相关的地方放置电流探针和电压探针即可。由此可见，Proteus软件可以帮助我们深刻认识电路工作过程，消除学习上的模糊感觉，激发学生学习的兴趣。但我们并不希望直接告诉学生一个答案，而是让Proteus作为一个学习的辅助工具，学生知道电流、电压的计算方法还是非常必要的。

三、三相电路的PROTEUS仿真分析

三相电路是指三相电源和三相负载构成的电路，包括对称三相电路和不对称三相电路。选择三相电源（50Hz，220V）、电阻等创建对称三相电路（Y-Y接法）。

负载端电压测量：用模拟分析图表进行测量，波形如图（省略）。

三相电路的功率测量：若为对称三相电路，则其功率测量较简单，只要测出一相负载功率，就很容易得到三相负载的功率。若为不对称三相电路，则需分别测量三相负载的功率。本文以不对称三相电路为例，说明三相电路的功率测量方法。

创建不对称三相电路，如图6所示。线路阻抗为500Ω，三相负载分别为1kΩ、2kΩ、5kΩ。选用交流电压表分别测量负载R2、R4、R6的两端电压，测量结果为有效值。负载R2两端电压的有效值为142V；同理，R4两端电压的有效值为171V，R6两端电压的有效值为200V。经换算得到，负载R2吸收的有功功率为20.16W，负载R4吸收的有功功率为14.62W，负载R6吸收的有功功率为8W，则三相负载吸收的功率为42.78W。