EveryCircuit在电工学课程教学中的应用

侯宝华，王 伟，李建军

（塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

0 引言

电工学是一门综合型课程，包含了电路理沦、数字电子技术和模拟电子技术等理论知识[1]。电工学是我校非电类专业开设的一门基础性课程，具有内容丰富、实践性强和应用性广等特点[2]。非电类专业开设有关电类课程比较少，相对而言他们在电学方面的知识比较薄弱[3]。因此，如何使这些同学更加容易理解本课程中复杂的理论知识，如何在课堂吸引、调动这些学生的积极性，如何培养学生分析、解决问题的能力，是本门课程老师应该考虑的关键问题。针对以上问题，本文介绍一种电子电路仿真软件，名为EveryCircuit，其内部拥有强大的元器件库，能够实现电子电路的设计与仿真。根据仿真结果，对电路进行设计、仿真和分析，从而提高了学生的设计能力、操作能力、分析能力和创新能力，增加了课堂的互动性，更能增强学生的学习主动性[4]。

1 EveryCircuit在电工学课程中应用的必要性

目前，国内学者在电工学教学改革方面也提出很多方法，如张学辉老师提出了将EDA仿真技术融入电工学课程教学，有助于学生对课堂内容的理解，突破时间和空间的限制，课下进行仿真实验，真正融会贯通地掌握电工学课程知识[5]；王智忠老师将EWB仿真软件应用到电工学课程教学，使理论教学与仿真验证相结合，将抽象的理论知识变成直观的感性认识，提高学生的创新意识和创新思维[6]。除以上软件外，还有很多软件被应用在电工学课程教学，如Protel，Pspice，Multisim，Proteus软件等。但这些软件对非电类专业学生来说，学习困难，操作麻烦。因此笔者在电工学课堂教学中引入EveryCircuit电路模拟工具。使用者依托强大元件库，设计电子电路，观测电路中每个元器件、每段导线和每个时间点的仿真波形及参数[7]。此外，EveryCircuit使用不受时间、地点和载体的限制，最大限度地激发了学生们的学习兴趣、提高了学生们的设计能力和成就感[8]。

2 EveryCircuit在电工学课程教学中的应用

二极管是模拟电路中基本元件，与门是数字电子电路中基本元件。将与门和二极管组成电路，验证与门的基本功能，如表1所示。定义A，B为输入端，当AB两端电位为5 V时，表示高电平“1”；AB两端电位为0 V时，表示低电平。定义Y为输出端，输出为高电平“1”，灯亮；输出为高电平“0”，灯灭。

表1 与门逻辑功能表

本文以二极管和与门组成的电子电路为例，利用EveryCircuit电路模拟器进行仿真，探讨该仿真软件在电工学教学中的应用。

2.1 利用软件绘制电路图

利用EveryCircuit仿真软件绘制电子电路图，在元件库中选择电压源、发光二极管、电阻、开关、与门和接地符号，点击每个元器件端点，首尾连接，组成仿真电路，然后点击运行按钮，进行电路仿真。

2.2 AB输入端同为低电平

当开关同与地相连接，输入端AB同为低电平，输出端Y为低电平，此时二极管的P区和N区同为0V，即为低电平，二极管不发光，仿真现象和参数如图1所示。

图1 AB输入端同为低电平仿真电路

2.3 AB输入端同为高电平

当开关同与5V电压源连接，输入端AB同为5V，即高电平，输出端Y则为高电平。此时二极管的P区为5V，即为高电平，N区为0V，即为低电平，二极管发光，仿真现象和参数如图2所示。

图2 AB输入端同为高电平仿真电路

2.4 AB输入端为不同电平

当开关分别与5 V电压源和地相连接时，输入端AB分别为5 V和0 V，或AB分别为0 V和5 V，即A为高电平，B为低电平，或A为低电平，B为高电平，输出端Y则为低电平。此时二极管的P区和N区同为低电平，二极管不发光，仿真现象和参数如图3，图4。

图3 A端为低电平，B端为高电平仿真电路

图4 A端为高电平，B端为低电平仿真电路

2.5 理论分析

当与门的输入端同为高电平，输出端为高电平；当输入端任一端出现低电平时，输出端为低电平。与仿真结果完全相同，验证了与门的逻辑功能。

3 结束语

EveryCircuit仿真软件拥有强大的元件库，既可对电子电路进行仿真，又能实现电工电路的仿真。使用者可以随时随地绘制仿真电路图、更改仿真参数、观察并分析仿真结果。对于教师来说，能够针对某一知识点，设计仿真电路，使同学更加理解和掌握。对于学生来说，可以课下设计自己感兴趣的电路，激发了学生学习的兴趣和主动性，提升了同学的分析能力和创新能力，取得了良好的教学效果。

[1] 廖辉.仿真软件在电工学中辅助教学探讨[J].实验技术与管理，2014，31（4）：102～105.

[2] 薛燕，刘磊明等.兴趣驱动的电工电子教学模式改革与实践—以机械类专业为例[J].教育教学论坛，2014，（43）：106～108.

[3] 张燕，巴寅亮，黄薇.基于电工学翻转课堂教学模式的实践及反思[J].教育教学论坛，2017（51）：197～198.

[4] 陈紫晗.基于Every Circuit软件创新的电子技术课程教学研究[J].无线互联技，2016（8）：97～99.

[5] 张雪辉，刘素贞，李华.EDA仿真技术融入“电工学”课程教学[J].电气电子教学学报，2016，38（3）：140～142.

[6] 王智忠.EWB仿真实验在电工学课程理论教学中的应用[J].实验技术与管理，2006（8）：91～94.

[7] 苗胜.EveryCircuit软件在电工电子课程教学中的应用[J].现代职业教育，2017（3）：173.

[8] 甘永双.基于EveryCircuit的电工电电子技术仿真的研究[J].科技视界，2014（3）：188，210.