Multisim14仿真软件在正弦交流电电路分析教学中的应用

王侃

摘 要：本文讨论了目前正弦交流电路分析的教学情况，阐述了Multisim软件仿真在电路基础课程中的开展方法，阐述了仿真教学的优势。

关键词：Multisim14;电路基础;教学

一、正弦交流电电路分析教学现状

电路基础是工科专业开设的一门专业技术基础课， 该课程的理论与实践紧密结合， 讲授包含直流电路和交流电路基本概念及基本定理定律，以及电路分析计算方法，是后续电子技术、射频技术、通信等课程的理论基础。目前学生对于这门课程的学习情况普遍是：对直流电路部分掌握比较好，因为有高中阶段积累的知识，而且直流电路中的概念，分析方法比较直观，规律性强，对于数学概念的储备要求不高。但是针对交流电路这一部分，尤其是交流条件下的理想元件的伏安特性的学习，理解不好，这一部分理解不好直接影响后续的交流条件下的串并联电路部分的学习。这一知识点的学习离不开数学上相量知识的理解，和微分知识的应用。往往很多同学数学上的概念理解不好，所以对完全由数学上推导所得的结论感到枯燥，理解不了。从而影响后续学习。即使采取死记硬背的方法记住结论，也在分析电路中出现问题。面对这一现状，在电路基础教学中引入Multisim仿真软件，使得元件上的电压电流的相位关系变得直观，加深对知识点的理解，为后续学习打好理论基础。

二、关于Multisim14

Multisim 是美国国家仪器（NI）推出的一个电路仿真软件，以 Windows 操作系统为基础，本身具备非常强大而又完备功能的电路仿真软件。 至今已经发展至 Multisim14。利用 Multisim 软件对电路进行仿真，将理论知识与硬件实验结合起来， 提高课堂教学效率和教学效果。

三、Multisim在交流电电路分析中的教学应用过程

（一）在课堂上，引入MultiSim 仿真软件对电路进行仿真，首先需要学生在软件的编辑窗口中正确完整的绘制电路图。需要学生明确软件的操作方法。明确软件中仪表的取用和接线方式。一定要有充分的讲解确保学生熟练操作软件。正确绘制电路图。

（二）以不同支路上所含不同种元件的电路为例，如图1所示，

调取四通道示波器分别接在电源端、电阻端、电感端、电容端，观察不同支路的输出波形和电源波形的位置关系。如图2所示。

用不同颜色显示不同支路上的波形。运行仿真后，可以在仿真窗口中，看到如图3的仿真结果。

（三）总结仿真结果

红色代表电源端的波形，黄色代表电阻支路的波形，蓝色代表电感两端的波形，绿色代表电容两端的波形。从波形中不难看出，红色波形和黄色波形在相位关系上是一致的。说明纯电阻电路的端口上电压和电流是同相的。蓝色波形超前红色波形，说明含有电感的电路端口电压和电流具有相位差，从波形上可以看出相位差为。绿色波形滞后于红色波形，说明含电容的电路端口电压和电流具有相位差，相位差也为。

（四）与传统理论教学比较

首先绕过了数学上的理论推导，降低了对数学理论的要求。优化了课堂的教学组织，让学生由被动接受变成了主动寻找结论。培养学生的学习积极性，提高学生解决实际问题的能力。而且很直观地给出需要掌握的结论。结论不再是死板的公式，加深了对理论知识的理解和认知，提高学习效率。

MultiSim 仿真软件在电路基础教学中的应用，使教學活动变得多样化，使学生具有更好的创造性思维，培养学习兴趣，保证教学高效进行。

参考文献

[1] 陈建辉.Multisim软件在《电工学》教学中的应用[J].信息与电脑（理论版），2018（9）：99-101.