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摘要:在传统教学中应用现代计算机仿真技术,可以使电工技术理论课的教学变得生动、形象,且教学具有很好的交互性,能够取得良好的教学效果,是一种值得推广应用的辅助教学手段。
关键词:EWB 仿真电路 教学
《电工基础》是研究电路和电磁现象的基本规律及分析方法的一门技术基础课,是学习电工专业知识必备的理论基础,其内容概念多、原理抽象、难懂难学,是电工专业学生感到学习难度较大的一门课程。现在,优秀仿真软件在教学中的合理运用,可以有效扩充教学信息,增强课程吸引力,从而使教学更加生动、形象。针对《电工基础》课程的特点和技师学院学生的基础,笔者在教学过程中采用EWB仿真软件进行仿真辅助教学,取得了较好的教学效果。EWB仿真软件可以使学生在仿真过程中随意改变感兴趣的参数,实时观察系统行为的变化,交互性好。而且这种计算机仿真教学既避免了实验仪器损坏与试验材料的消耗,又有利于学生加深对本课程基本理论与基本概念的掌握,同时EWB的仿真环境更能使学生摆脱深奥数学推演的压力,容易激发学生对新知识产生浓厚的探索兴趣,很适合在高级技校和技师学院开展。
一、 EWB简介
EWB(Electronics Workbench, 电子工作平台)是加拿大Interactive Image Technologies 公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA(Electronics Design Autoimmunization,电子设计自动化)工具软件,是计算机仿真技术在电工电子技术中的应用。EWB软件提供了上万种真实精度的电工电子元器件模型,标准的电工电子元器件符号、外形和操作方法与实际电子仪器十分相似的虚拟仪器(万用表、函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪等)以及稳态分析、瞬态分析、噪声分析和失真分析等十多种对电路进行仿真分析的手段。EWB易学易用,与其他电路仿真软件(如Protel99)相比,具有界面直观、操作方便等优点。它改变了一般电路仿真软件输入电路必须采用文本方式的不便,创建电路选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取。电工电子电路的分析、设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间,不仅为电工电子电路设计和实验带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电工电子设计和实验工作的质量和效率。
二、EWB在《电工基础》教学中的应用
1.直流电路分析
直流电路可运用戴维南定理、叠加定理、支路电流法、回路电流法等方法来分析。学生在做练习或作业时,对于复杂电路,由于计算过程繁琐,往往无法判断分析结果的正确性。利用EWB仿真软件能立即显示任何支路变量的值,这有助于学生及时得到准确结果,发现自己计算过程有无问题,可以培养学生独立获取知识的能力。如图1是一个复杂直流电路,求流过RO的电流。首先用EWB构建仿真电路,然后设置各元件的参数。具体过程是:先在EWB工作平台上画出待分析电路,分别从基本元件库和电源库中选取电阻和电源,然后按照电路结构,连接各个元件。双击元件符号,从属性对话框中设置电源和电阻的参数。其次从指示器件库中选取直流电流表,串入待测的电路中,并注意电流表的正负极性。最后,打开仿真开关,系统开始仿真,仿真结果将显示在电流表上。如图2所示,电流表读数为725mA。
根据实验目的,首先用EWB建立仿真电路,设置好各元件的参数,(如图4左图)然后启动仿真开关,可得到仿真结果如图4右图所示。从仿真过程可以清楚看到RL电路在接通电源时u L变化过程以及RL短接时的放电变化过程。
同时,在电感元件的两端并接一个电压表,可以从电压表的读数变化来观察uL 的变化情况,从电压数值变化上观察验证电感电压的变化规律。要观察电路参数的改变对暂态过程的影响情况,只要修改仿真电路中相关器件的设置,就可以很方便地比较参数改变前后的变化情况。
结语
计算机仿真技术EWB进入电工电子课堂教学,为我们改进、完善、发展和创新教学方法创造了前所未有的条件。它不但使教师的教学更加具有直观性、形象性和生动性,而且使学生的学习更加具有主动性和创造性。既克服了传统教学过于抽象和枯燥及教学内容难以扩展的缺点,又弥补了试验、实习环节的不足,能够开发学生的智力,激发学习兴趣,提高教学质量,是一种很好的辅助教学手段。
参考文献:
[1]李忠波,袁宏等著.电子设计与仿真技术.北京:机械工业出版社,2004.
[2]王庄英.EWB在电工电子专业教学中的应用.职业教育研究,2005.11.
关键词:EWB 仿真电路 教学
《电工基础》是研究电路和电磁现象的基本规律及分析方法的一门技术基础课,是学习电工专业知识必备的理论基础,其内容概念多、原理抽象、难懂难学,是电工专业学生感到学习难度较大的一门课程。现在,优秀仿真软件在教学中的合理运用,可以有效扩充教学信息,增强课程吸引力,从而使教学更加生动、形象。针对《电工基础》课程的特点和技师学院学生的基础,笔者在教学过程中采用EWB仿真软件进行仿真辅助教学,取得了较好的教学效果。EWB仿真软件可以使学生在仿真过程中随意改变感兴趣的参数,实时观察系统行为的变化,交互性好。而且这种计算机仿真教学既避免了实验仪器损坏与试验材料的消耗,又有利于学生加深对本课程基本理论与基本概念的掌握,同时EWB的仿真环境更能使学生摆脱深奥数学推演的压力,容易激发学生对新知识产生浓厚的探索兴趣,很适合在高级技校和技师学院开展。
一、 EWB简介
EWB(Electronics Workbench, 电子工作平台)是加拿大Interactive Image Technologies 公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA(Electronics Design Autoimmunization,电子设计自动化)工具软件,是计算机仿真技术在电工电子技术中的应用。EWB软件提供了上万种真实精度的电工电子元器件模型,标准的电工电子元器件符号、外形和操作方法与实际电子仪器十分相似的虚拟仪器(万用表、函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪等)以及稳态分析、瞬态分析、噪声分析和失真分析等十多种对电路进行仿真分析的手段。EWB易学易用,与其他电路仿真软件(如Protel99)相比,具有界面直观、操作方便等优点。它改变了一般电路仿真软件输入电路必须采用文本方式的不便,创建电路选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取。电工电子电路的分析、设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间,不仅为电工电子电路设计和实验带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电工电子设计和实验工作的质量和效率。
二、EWB在《电工基础》教学中的应用
1.直流电路分析
直流电路可运用戴维南定理、叠加定理、支路电流法、回路电流法等方法来分析。学生在做练习或作业时,对于复杂电路,由于计算过程繁琐,往往无法判断分析结果的正确性。利用EWB仿真软件能立即显示任何支路变量的值,这有助于学生及时得到准确结果,发现自己计算过程有无问题,可以培养学生独立获取知识的能力。如图1是一个复杂直流电路,求流过RO的电流。首先用EWB构建仿真电路,然后设置各元件的参数。具体过程是:先在EWB工作平台上画出待分析电路,分别从基本元件库和电源库中选取电阻和电源,然后按照电路结构,连接各个元件。双击元件符号,从属性对话框中设置电源和电阻的参数。其次从指示器件库中选取直流电流表,串入待测的电路中,并注意电流表的正负极性。最后,打开仿真开关,系统开始仿真,仿真结果将显示在电流表上。如图2所示,电流表读数为725mA。
根据实验目的,首先用EWB建立仿真电路,设置好各元件的参数,(如图4左图)然后启动仿真开关,可得到仿真结果如图4右图所示。从仿真过程可以清楚看到RL电路在接通电源时u L变化过程以及RL短接时的放电变化过程。
同时,在电感元件的两端并接一个电压表,可以从电压表的读数变化来观察uL 的变化情况,从电压数值变化上观察验证电感电压的变化规律。要观察电路参数的改变对暂态过程的影响情况,只要修改仿真电路中相关器件的设置,就可以很方便地比较参数改变前后的变化情况。
结语
计算机仿真技术EWB进入电工电子课堂教学,为我们改进、完善、发展和创新教学方法创造了前所未有的条件。它不但使教师的教学更加具有直观性、形象性和生动性,而且使学生的学习更加具有主动性和创造性。既克服了传统教学过于抽象和枯燥及教学内容难以扩展的缺点,又弥补了试验、实习环节的不足,能够开发学生的智力,激发学习兴趣,提高教学质量,是一种很好的辅助教学手段。
参考文献:
[1]李忠波,袁宏等著.电子设计与仿真技术.北京:机械工业出版社,2004.
[2]王庄英.EWB在电工电子专业教学中的应用.职业教育研究,2005.11.