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电工学实验教学改革中EWB应用[论文]


电工学实验教学改革中 EWB 的应用 通过列举 ewb 仿真实验实例,说明 ewb 仿真在电工学实验教学改 革中的重要作用。实践证明,仿真技术的推广应用,极大地提高了 实验效率,扩展了学生的实验内容和空间,有助于提高学生动手实 践能力和培养创新型人才。 ewb 仿真实验教学改革仿真实验一、引言 “电工学”作为具有很强理论性、实践性和实用性的技术基础课, 其实验课内容非常丰富,可达

近百个实验之多。若全部开设,相关 实验设备和仪表的投入不是一般院校所能负担的,即使具备了硬件 条件但电工学实验的学时却是有限的,造成不能让学生在实验室完 成所有实验项目的现实。然而,当前倡导的创新型人才培养,希望 为学生提供更多的动手实践机会。在这种形势下,将 ewb 仿真引入 实验教学可以解决上述问题。在我校的电工学实验教学改革中,充 分利用 ewb 仿真软件为学生搭建了虚拟实验平台,扩展了学生的实 验内容和空间,有助于提高学生动手实践能力、分析问题和解决问 题的能力,达到培养创新型人才的目的。 二、ewb 在电工学实验教学改革中的应用 ewb(electronics workbench)作为电子线路设计模拟和仿真软 件,目前已在电子工程设计等领域得到了广泛地应用。ewb 具有界 面直观、操作方便等优点。作为虚拟的电子工作台,ewb 提供了丰 富的元器件库和仪器仪表库,能够完成各种电路的设计、测试和分 析。 电工学中的基础性、综合性和设计性的硬件实验,都可以用 ewb 软件来实现,包含电路、模拟电子和数字电子等方面的内容。而且 ewb 还可以完成硬件实验难以完成的内容,并且不用考虑安全用电 的问题。本文举其中几个典型的实例。 1.三相交流电路中照明系统故障分析 三相交流电路的实验属于强电实验,要求提供 220v 的相电压和 380v 的线电压,并且其中关于照明系统故障分析中,需要元件处于 开路和短路的状态研究中线的作用。在硬件实验中如果操作不当就 会发生危险。 利用 ewb 软件进行仿真就无需紧张强电的潜在危险了。 而且改变元件开路或短路的状态也非常简单。 要研究的三相交流电路仿真电路图如图 1 所示,电阻代表不同的 电灯组,在电阻属性对话框中选择“open”表示电阻开路,选择 “short”表示电阻短路。在图 1 有中线和无中线时,通过测量 5 (电阻分别处于开路和短路两种状态下、负载为对称(ra=rb=rc=5 ω )和不对称(ra=5ω ,rb=10ω ,rc=20ω )时的 b 相和 c 相电压, 研究中线的作用。无中线时的测量实验数据如表 1 所示,有中线时 电压均为 220v, 说明为了保证照明系统在某相负载出现故障后不影 响其他相负载的正常工作,应该在电路中加中线。 2.单管共射放大电路中晶体管温度特性的研究 硬件实验中难以对半导体器件因热敏性对放大电路性能的影响进 行温度特性的研究,但利用 ewb 仿真却很容易实现。在图 2 所示的 单管共射放大电路中,改变晶体管设置选项中的温度值,通过测量 温度为 25(c~100(c 时的静态电流和电压值,可以得到温度变化 对静态工作点的影响为:随着温度的升高,放大电路的静态基极电 流和发射极电流增大,集射间电压减小的温度特性。 3.频率特性的研究 利用硬件电路来研究电路的频率特性时,需要测出很多组数据才 能绘出幅频特性和相频特性曲线,学生们通常手忙脚乱,费了很长 时间却很难获得理想效果。如果先采用 ewb 进行仿真,在仿真过程 中熟悉仪器使用和电路性能,然后再进行硬件实验就会收到事半功 倍的效果。 在图

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