从仿真软件到虚拟电工电子实验室

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1、从仿真软件到虚拟电工电子实验室【摘要】以Multisim仿真软件为例，介绍仿真软件在实验室中进行电工电子实验的验证与设计的方法，从根本上改变硬件实验的传统做法。现在国内大多数学校仍主要采用实物元器件进行硬件连线测试，大多数采用面包板或者各种实验箱进行实验。在计算机快速发展的今天，虚拟器的发展已经与计算机的发展同步，由虚拟器软件定义仪器功能，从而构建所需的虚拟仪器教学系统，其灵活、可重复性强的特点使实验教学方法、手段更先进。在职业类学校的电子实验室中，虚拟仪器将发挥越来越重要的作用。【关键词】仿真；虚拟电工电子实验室；Multisim1.引言在现代教育中，实验教学占有非常重要的地位，它是对学

2、生进行创新素质教育的一个重要手段，也是对学生动手能力培养的必要途径。现在，随着国家对职业教育的重视，学校对各类技术的培训也逐渐增多。职业类学校对实验课的教学，在实验形式、内容上的要求越来越高，而同时在实验设备、器材、场地、经费的保障相对滞后的情况下，一定程度上影响了学校实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。虚拟实验作为传统实验的一个必要的有益补充，既能节约大量的教育经费，也可以圆满地完成实验教学任务。所以我们设想来利用“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。2.MULTISIM的发展与优势3.1.2电路原理在学习电工基础时，最先要学习的就是基尔霍夫定律。基尔霍

3、夫定律的内容是：在任意时刻，对于任意节点来说，流入或流出该节点的电流之和为零，电路中任意一个回路的电压降之和为零。3.1.4实验数据及结论3.2电子实验应用实例-串联型稳压电路3.2.1要求(1)建立串联型稳压电路.(2)分析串联型稳压电路的性能3.2.2电路原理在稳压电源电路里，应用的最多、最广泛的就是串联型稳压电源。串联型稳压电源主要由基准电压产生电路、取样电路、放大电路和调整环节组成。在实际电路中，为了保证调整管的安全，还必须设有保护电路。在如图所示的电路中，稳压管构成的电路作为基准电压产生电路；Rl、R2和RW构成取样电路；集成运算放大器作为比较放大电路；晶体管为调整to电路工作时

4、，经过从输出电压取样一与基准电压比较-误差放大-调整管进行调整，完成稳压的过程。由于调整管和负载电阻串联，故称电路为串联型稳压电路。3.2.3MULTISIM操作步骤(1)建立如图3-3-1的串联型稳压电源电路。220v的交流电经变压、整流、滤波进入稳压环节。电路中，运放采用741,稳压管采用IN4372A,示波器通道A设为10v/DIV,通道B的输入设为5v/DIV,选择DC方式。(2)打开仿真开关，调节电位器的阻值，将输出电压调至5v,利用万用表来测量输出电压和电流，并用示波器来观察串联型稳压电路的输入输出波形。(3)计算该电路的输出电压的最大值和最小值，并与理论值进行对比。3.2.4

5、实验结论4.存在的问题(1)本文的题目中提到了虚拟实验室，但论述的内容只是罗列了几个典型的实验，简述了MULTISIM软件在电工电子实验方面的应用。但是如果真的构建一个虚拟的实验室，仅仅靠软件本身是无法实现的，应配合数据库的建设和网络来进行完善。通过网络不但可以进行在线教学，还可以对实验进行整体批改和实验报告的生成。（2）虚拟的设备和元件并不能完全地代替实物教学，应该是作为一种辅助的实验设施。应该让学生会实际操作实物，而对于损耗大、破坏性强的实验尽量采用虚拟设备。5.结论从以上列举的仿真试验中可以看出，用MultiSim进行电工电子虚拟实验非常方便，现象直观，结果精确。我们认为在职业类学校

6、教学经费不足的情况下，通过仿真实验可以大大缓解实验仪器设备不足等问题，提升实验教学对学生创新能力和实践能力培养的力度，同时降低实验教学对客观物质条件的依赖都有积极的促进作用。参考文献⑴熊伟,梁青.MULTISIM电路设计及仿真应用[M].清华大学出版社,2005,7.[2]郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社,2002.[3]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社.[4]路而红.虚拟电子实验室—MUTISIM7&ULTIBOARD7[M].北京：人民邮电出版社.作者简介：邸静妍（1982—）,女，辽宁本溪人，大学本科，电

7、气技术教育专业，工学学士，助教，现供职于江苏联合职业技术学院无锡机电分院。