防震減災(zāi)的重點(diǎn)精選(九篇)
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第1篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
Abstract： This paper uses Proteus simulation technology to SCM practice， makes a detailed analysis and discussion on a series of typical application， and discusses its positive effect on SCM technology curriculum construction and practice ability training.
關(guān)鍵詞： 仿真技術(shù)；單片機(jī)；Proteus仿真軟件；實(shí)踐；應(yīng)用
Key words： simulation technology；SCM；Proteus simulation software；practice；application
中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）29-0233-02
0 引言
單片機(jī)技術(shù)是電子信息類、電氣控制應(yīng)用類、通信類、機(jī)電和數(shù)控類專業(yè)的必修課程之一，其理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)。在實(shí)際授課過程中，授課教師必須借助一些軟硬件實(shí)驗(yàn)理論，并將其與實(shí)際技術(shù)內(nèi)容相聯(lián)系，才能幫助學(xué)生有效地理解和掌握課程內(nèi)容的重點(diǎn)，提升學(xué)習(xí)效果。但目前，從總體來看，我國仍有相當(dāng)一部分院校在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入上不足?；A(chǔ)硬件設(shè)施不足，嚴(yán)重地影響相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，不利于其學(xué)科建設(shè)的長效發(fā)展。在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程建設(shè)和理論學(xué)習(xí)中，學(xué)校通常將一些課程實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)板或試驗(yàn)箱上。但由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)板或試驗(yàn)箱的硬件電路設(shè)計(jì)較為完善，無需過多連接和操作，因此學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)只能完成一些難度系數(shù)較低、專業(yè)水平不強(qiáng)的接線工作，待接線完成后再按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書將程序編好寫入得到預(yù)期結(jié)果。這種課程實(shí)驗(yàn)難以滿足學(xué)生單片機(jī)技術(shù)課程學(xué)習(xí)的需要，學(xué)習(xí)效果不佳。實(shí)驗(yàn)做完后，學(xué)生對系統(tǒng)硬件原理仍然是一知半解，更談不上學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，這樣的結(jié)果是大大降低了實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐效果。針對這些問題，嘗試將Proteus軟件引入到單片機(jī)的課堂學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作環(huán)節(jié)當(dāng)中，利用這種虛擬仿真軟件，既可以做到邊講邊演示、邊學(xué)邊做，又可以有效地檢驗(yàn)學(xué)生所涉及的電路是否合理實(shí)用，符合電路操作規(guī)范。一般情況下，那些在普通機(jī)房中安裝的仿真軟件是可以拆卸和移動(dòng)的，這就形成了一個(gè)可移動(dòng)的、完全開放的、靈活的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果顯示，此種實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)了Proteus仿真軟件與單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的有機(jī)統(tǒng)一，充分地發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，有利于提高其學(xué)習(xí)積極性和興趣，有利于學(xué)生深入學(xué)習(xí)和加強(qiáng)實(shí)踐。
1 Proteus仿真軟件
Proteus仿真軟件是目前世界上最為先進(jìn)和完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真平臺(tái)，由英國的Labcenter公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)，它具有軟件仿真、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)了微控制器與電路的仿真一體化，并可對軟件源代碼進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試，更為高效便捷。當(dāng)Proteus仿真軟件被應(yīng)用于單片機(jī)試驗(yàn)時(shí)，必須至少經(jīng)過以下三個(gè)步驟：①畫出實(shí)驗(yàn)所必須的實(shí)驗(yàn)電路圖。在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)，設(shè)計(jì)者必須先在Proteus平臺(tái)上及時(shí)定位所需器件，通過特定的搜索確定其相應(yīng)內(nèi)容；完成電路設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)者可以充分利用軟件給定的檢測工具及時(shí)排除電氣故障，以保證整項(xiàng)試驗(yàn)的順利進(jìn)行。②根據(jù)設(shè)計(jì)圖確定具體的實(shí)驗(yàn)程序和步驟。在經(jīng)過一系列調(diào)試之后，設(shè)計(jì)者即可得到一個(gè)十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼。另外，在對軟件進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于Proteus仿真軟件自身并不支持C語言，因此要進(jìn)行相應(yīng)的程序轉(zhuǎn)換后再裝入單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。③將生成的十六進(jìn)制目標(biāo)代碼文件裝入單片機(jī)，仿真實(shí)際效果，若不滿意可修改原理圖或程序，直至成功。若最終結(jié)果未達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目標(biāo)，則需進(jìn)行多次仿真模擬，直至達(dá)到原定的設(shè)計(jì)目標(biāo)為止。與其他方式相比，仿真技術(shù)的最終顯示更為形象，直觀性強(qiáng)，便于觀察。其中，數(shù)字電平用色點(diǎn)來顯示，高電平用紅色顯示，而低電平和無效電平則分別用藍(lán)色和灰色來標(biāo)注顯示。
2 單片機(jī)仿真實(shí)踐應(yīng)用實(shí)例
在進(jìn)行單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用學(xué)習(xí)時(shí)，課程設(shè)計(jì)人員必須在熟練操作軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，領(lǐng)會(huì)軟硬件統(tǒng)一協(xié)調(diào)的含義，現(xiàn)以籃球比賽簡易計(jì)分器為例說明單片機(jī)仿真實(shí)踐應(yīng)用過程。
2.1 硬件電路設(shè)計(jì) 該實(shí)例是一臺(tái)單片機(jī)控制的籃球比賽簡易計(jì)分器，通過三個(gè)LED數(shù)碼管來顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)硬件主要由AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管、按鍵等元器件組成。若“加1”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加1；“加2”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加2；“加3”鍵按下，則分?jǐn)?shù)加3；“減1”鍵按下，則分?jǐn)?shù)減1。四個(gè)鍵分別連至AT89C51的P0.0到P0.3等4個(gè)引腳。在Proteus ISIS中繪制好的系統(tǒng)原理圖如圖1所示。
2.2 軟件設(shè)計(jì) 本實(shí)例的軟件設(shè)計(jì)思想是：單片機(jī)總在不停地掃描P0口的低4位，并判斷是否有鍵按下、哪個(gè)鍵按下。有鍵按下后，執(zhí)行相應(yīng)的加法或減法程序；再將分?jǐn)?shù)值轉(zhuǎn)換成3位非壓縮BCD碼，利用查表指令分別查出相應(yīng)的數(shù)碼管顯示代碼并通過相應(yīng)接口輸出，最后由LED數(shù)碼顯示相應(yīng)的分值。主程序清單如圖2。
2.3 仿真調(diào)試 一般地，設(shè)計(jì)人員一般選擇在ISIS里進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)完成后將系統(tǒng)軟件以HEX文件的形式保存，并裝入事先預(yù)備好的AT89C51芯片內(nèi)。在完成上述一系列工作后，設(shè)計(jì)人員即可開始系統(tǒng)虛擬仿真操作。
在本實(shí)例中，設(shè)計(jì)人員充分利用了單片機(jī)的一系列硬件功能，如按鍵功能、I/O功能、LED功能等，同時(shí)還使用了主程序和子程序等的一些有效設(shè)計(jì)方法，有效地保證了仿真運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。據(jù)最終分析結(jié)果顯示，該實(shí)驗(yàn)中硬件電路的連接較為準(zhǔn)確，整體功能發(fā)揮較好。
3 結(jié)語
利用Proteus仿真軟件對所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，既克服了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)板或?qū)嶒?yàn)箱電路固定、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定、學(xué)生自主性差等方面的局限性，又能從工程的角度直接看程序運(yùn)行和系統(tǒng)工作的過程和結(jié)果，有效地彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用脫節(jié)的矛盾。由于實(shí)驗(yàn)過程與工程實(shí)踐相接近，可在不投入硬件的情況下鍛煉學(xué)生進(jìn)行軟硬件綜合開發(fā)的能力。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示：這種仿真技術(shù)與單片機(jī)實(shí)踐相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)模式解決了理論和實(shí)踐相脫節(jié)的問題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生理論學(xué)習(xí)與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)統(tǒng)一，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，取得了明顯成效。
參考文獻(xiàn)：
[1]張婧武，周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
第2篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
電子電氣類課程的傳統(tǒng)教學(xué)采用"先理論,后實(shí)踐"的教學(xué)方法,即先在教室進(jìn)行理論教學(xué),然后在實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)踐教學(xué).這種教學(xué)模式的弊端是顯而易見的,枯燥的理論課程讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣.因?yàn)閷W(xué)生前面的理論知識(shí)沒有掌握好,導(dǎo)致后面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也難以收到好的效果.
近十年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國家對高等院校大力支持使得實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得到了很大的發(fā)展.在應(yīng)用型本科院校和高職高專院校中,廣泛開展了理實(shí)一體化的教學(xué)改革.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互交叉進(jìn)行,將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,實(shí)踐的結(jié)果反過來又促進(jìn)學(xué)生對理論知識(shí)的理解.這種教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,獲得了很好的教學(xué)效果[1,3].但這種理實(shí)一體化教學(xué)要求學(xué)校購買足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以保證正常的教學(xué).雖然國家給予一定的資金支持,但學(xué)校仍面臨巨大的財(cái)政壓力.因此實(shí)際中通常只有少數(shù)課程能夠開展這樣的一體化教學(xué).再者,實(shí)驗(yàn)過程中的耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)等需要耗費(fèi)大量的人力物力.所以這種理實(shí)一體化的教學(xué)改革投入成本高,難以全面普及,大部分課程仍繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式.
2 專業(yè)仿真軟件
近十多年來,電子電氣類的仿真軟件得到了快速發(fā)展.出現(xiàn)了許多能夠?qū)I(yè)仿真軟件,極大地改變了許多相關(guān)課程的學(xué)習(xí)方式.以前需要在硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在可以在這些軟件中進(jìn)行仿真進(jìn)行模擬或?qū)嶒?yàn).因此仿真實(shí)驗(yàn)不僅極大地節(jié)省了開支,還可以靈活地改變各種參數(shù)、模擬各種情況下的實(shí)驗(yàn).
3 教學(xué)案例
在多媒體教室內(nèi)授課的情況,分別以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,來說明專業(yè)仿真軟件的應(yīng)用.
3.1 電工基礎(chǔ)課程電工基礎(chǔ)課程是電氣類及機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ),其特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng).學(xué)生不僅需要理解相關(guān)重要定律和定理,并能正確地完成相應(yīng)計(jì)算,還需要在實(shí)際中能正確運(yùn)用所學(xué)知識(shí).這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時(shí),感到難度很大,尤其是學(xué)生對初高中物理電學(xué)知識(shí)掌握欠缺的情況下,更是如此.
以基爾霍夫定律的講解為例.教師采用多媒體電腦,在 Protues軟件中設(shè)置如圖1所示的驗(yàn)證電路.圖中三個(gè)支路上的電流表分別顯示各支路中的電流值,每個(gè)元器件上電壓也一目了然.引導(dǎo)學(xué)生來分析電路圖, 先計(jì)算電流.如果按照流入電流為正,流出電流為負(fù) (反之亦可),電流的代數(shù)和為零;然后再計(jì)算右邊回路各元器件的電壓代數(shù)和也為零.所以可以很容易得到節(jié)點(diǎn)電流定律.修改電源電壓和電阻的阻值,來驗(yàn)證結(jié)論是否正確.這樣的仿真實(shí)驗(yàn),能夠有效彌補(bǔ)板書教學(xué)形式的不足,使學(xué)生更容易明白相應(yīng)知識(shí)點(diǎn),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
3.2 單片機(jī)課程學(xué)生普遍感覺單片機(jī)課程的理論抽象難懂.我們開發(fā)了基于Pro-teus和Keil軟件聯(lián)合仿真的一系列單片機(jī)項(xiàng)目化教程,旨在幫助學(xué)生學(xué)好本門課程.圖2是80C51單片機(jī)控制一個(gè)LED的實(shí)驗(yàn)電路.筆者的教學(xué)思路是:首先點(diǎn)亮該LED,然后讓其閃爍.在此過程中學(xué)習(xí)指令.再者,增加一個(gè)按鍵來點(diǎn)亮和熄滅該LED.陸續(xù)引出有關(guān)指令的學(xué)習(xí),這樣的教學(xué)方法可以收到良好的教學(xué)效果.
4 對教師的要求
但采用仿真教學(xué)方法也對授課教師提出了較高的要求.除了對課程內(nèi)容熟悉之外,教師還必須學(xué)習(xí)仿真軟件的使用以及設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn),把課程內(nèi)容融入到仿真實(shí)驗(yàn)之中.上課內(nèi)容以仿真實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn),通過每個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握哪些新的知識(shí),教師必須提前做好規(guī)劃.還要注意分散課程的重點(diǎn)與難點(diǎn).在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,引入的新知識(shí)點(diǎn)及重難點(diǎn)要適量.實(shí)驗(yàn)講解完畢后,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,并鼓勵(lì)學(xué)生自行嘗試實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)系列的設(shè)計(jì)要注意前后的銜接性,后續(xù)的實(shí)驗(yàn)則以在前面實(shí)驗(yàn)中所學(xué)過的內(nèi)容為基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循由簡單到復(fù)雜、由淺入深的原則.所以設(shè)計(jì)一系列仿真實(shí)驗(yàn)并非易事,需要教師們反復(fù)討論與交流.另外,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生熟練兩款軟件的使用,鼓勵(lì)學(xué)生自己去設(shè)計(jì)一些仿真實(shí)驗(yàn).
5 總結(jié)
本文以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,說明了專業(yè)仿真軟件在電子電氣類課程教學(xué)中的方便性和重要性,其目的是提醒教師要重視此類仿真軟件在教學(xué)過程中的應(yīng)用,以提高教學(xué)效果.
參考文獻(xiàn)
[1] 張士磊,孟昕元.創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2014.
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第3篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
1引言
在EDA類仿真軟件中，其功能強(qiáng)大、界面清晰直觀、容易掌握、使用方便，經(jīng)常受到各類電子設(shè)計(jì)開發(fā)人員的青睞。該軟件用虛擬的電子元器件及各類相關(guān)的儀器儀表，依據(jù)不同的電路要求，將元器件和儀器進(jìn)行合理的組合，是電路設(shè)計(jì)、電路測試和驗(yàn)證的一款非常實(shí)用的虛擬仿真軟件。
2 在?子類課程中應(yīng)用優(yōu)勢
在電子類（如模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)等）課程教學(xué)中，實(shí)踐證明仿真軟件能高效的促進(jìn)教學(xué)，提升了教學(xué)質(zhì)量，安全直觀地反映了需要在客觀實(shí)驗(yàn)室中才能完成的項(xiàng)目，增加了課堂互動(dòng)性，突破了客觀條件對教學(xué)的限制。在教學(xué)過程中學(xué)生加深對原理性、抽象性的內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解、消化，避免了使用現(xiàn)實(shí)元件和儀器而造成的消耗與損壞，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決了教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目耗材消耗大、設(shè)備成本太高、不容易展開等許多難題。
如在講授電子電路中的整流濾波電路時(shí)，利用軟件可以很好地觀察到整流濾波的輸出情況，可以斷開濾波電容觀察整流輸出波形，也可以接入不同容量的電容器觀察濾波的不同效果，靈活、形象、直觀的演示須在實(shí)驗(yàn)課堂才能達(dá)到的效果。
3 仿真軟件對電工類課程教學(xué)的促進(jìn)
3.1能有效地促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)
在電工類課程（如電工基礎(chǔ)、電工原理、電路分析等）的教學(xué)中，目前還沒有一款針對性強(qiáng)的教學(xué)仿真軟件，而電工類課程作為機(jī)電大類專業(yè)的主干課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。但實(shí)際上在教學(xué)過程中，由于課程理論性太強(qiáng)，抽象的概念非常多，教學(xué)活動(dòng)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)等環(huán)節(jié)的教學(xué)困難非常大，如果將仿真軟件能夠引入到電工類課程的教學(xué)中，將抽象的理論具體化、形象化，便可以在教學(xué)活動(dòng)中達(dá)到事半功倍的效果。
3.2有效的補(bǔ)充和完善實(shí)踐環(huán)節(jié)
電工類課程教學(xué)內(nèi)容廣泛，實(shí)踐環(huán)節(jié)多，如果全部實(shí)踐環(huán)節(jié)安排在實(shí)驗(yàn)室完成，設(shè)備與耗材的消耗是非常大的，同時(shí)對部分要求自主設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從設(shè)備要求和元器件的采購方面均存在著諸多困難，同時(shí)部分的實(shí)驗(yàn)還存在著一定的危險(xiǎn)和污染，如果利用仿真軟件的虛擬技術(shù)可以完美的解決傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中難以解決的問題。
通過多年的教學(xué)實(shí)踐，在不同的專業(yè)年級中利用仿真軟件教學(xué)輔助作用，取得了非?？上驳慕虒W(xué)效果，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加師生互動(dòng)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、學(xué)習(xí)能力均有突出的效果。
4仿真軟件在課程教學(xué)中的應(yīng)用探索
4.1在直流電路中的應(yīng)用
通常的直流電路，電壓電流是不隨時(shí)間變化而變化的，一個(gè)電路參數(shù)一旦確定，電路中的電壓電流就是一定的。由于電路中的各物理量看不見、不能摸，學(xué)生對這些電路參數(shù)通過想象很難理解。在學(xué)習(xí)基爾霍夫定律時(shí)，對節(jié)點(diǎn)和回路關(guān)于電流和電壓的關(guān)系也是半信半疑，對疊加原理、戴維南定理等課堂理論中學(xué)到的內(nèi)容同樣持懷疑的態(tài)度，因?yàn)檫@些定理、定律理論性很強(qiáng)，經(jīng)常需要復(fù)雜的推導(dǎo)才能夠得出結(jié)論。
而借助仿真軟件強(qiáng)大的功能，可以在課堂上利用多媒體手段進(jìn)行引導(dǎo)和演示，改變了傳統(tǒng)教學(xué)過程中由于教學(xué)內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，不理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也就會(huì)無心學(xué)習(xí)的惡性循環(huán)。
由于現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和手段的不斷發(fā)展和更新，在教學(xué)中充分利用專業(yè)機(jī)房，在學(xué)生每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)的條件下去完成相關(guān)的教學(xué)任務(wù)是可以實(shí)現(xiàn)的。如在客觀現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)前，先利用仿真軟件去完成對應(yīng)的項(xiàng)目，避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的不熟練誤操作導(dǎo)致的客觀實(shí)驗(yàn)室功能喪失。
4.2在交流電路中的應(yīng)用
正弦交流電路是電類課程的重點(diǎn)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)電學(xué)的理論基礎(chǔ)。因此，對正弦交流電路的學(xué)習(xí)與研究是十分重要的，由于正弦交流電具有大小和方向都在不斷變化的特點(diǎn)，所以在教學(xué)中存在著理解困難。而仿真軟件的引入，使得這一教學(xué)難點(diǎn)變得直觀和形象，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，如充分利用仿真軟件虛擬的信號(hào)源、示波器、各種元件和儀表，組成對應(yīng)不同的電路，對相位、相位差、有效值以及不同的電路性質(zhì)的學(xué)習(xí)具有非常重要的促進(jìn)作用。
如在講授功率因數(shù)的提高時(shí)，由于發(fā)電廠在發(fā)出有功功率的同時(shí)也輸出無功功率，二者在總功率中各占多少不是取決于發(fā)電機(jī)，而是由負(fù)載的功率因數(shù)決定的，負(fù)載功率因數(shù)的大小是由負(fù)載的性質(zhì)決定的。功率因數(shù)太低，會(huì)對供電系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，會(huì)引起下述兩方面的問題：降低了供電設(shè)備的利用率，電源設(shè)備越得不到充分的利用；增加了供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗。負(fù)載從電源取用的電流在電路有功功率和輸電電壓一定的情況下，功率因數(shù)越低，電流就越大，電流流過輸電導(dǎo)線，在輸電線路上引起的功率損耗愈大，就意味著輸電線路上傳輸電能的效率低。
為了提高發(fā)電、供電設(shè)備的利用率，減少輸電線路上的能量損耗，應(yīng)提高負(fù)載的功率因數(shù)。提高功率因數(shù)的方法很多，由于生產(chǎn)實(shí)際中大多數(shù)負(fù)載都是感性的，所以往往采用在負(fù)載兩端并聯(lián)合適的電容器補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣唠娐返墓β室驍?shù)。
利用仿真軟件，在一個(gè)感性負(fù)載兩端并聯(lián)了合適的電容器后，電路中的總電流為會(huì)大幅減小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沒有并聯(lián)電容器時(shí)的電路，從而驗(yàn)證了提高電路功率因數(shù)所采用方法的正確性。
5結(jié)束語
通過上述幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例可以看出，利用仿真軟件在電工類課程教學(xué)中有著非常重要的意義，它不僅僅對課堂的教學(xué)具有一定的促進(jìn)作用，同時(shí)增加了學(xué)生分析問題與解決問題的能力，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限和珍貴的情況下，通過虛擬仿真達(dá)到了理想的實(shí)訓(xùn)效果。
第4篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
1.將虛擬仿真引入課堂，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率
過去主要是理論課教學(xué)，過于注重原理分析、公式推導(dǎo)，學(xué)生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學(xué)效率，需要配合演示實(shí)驗(yàn)。但準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，需要花費(fèi)較多時(shí)間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會(huì)占用過多時(shí)間，影響教學(xué)進(jìn)度。
現(xiàn)在我們將仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)課堂，在講解理論的同時(shí)，利用多媒體同步演示，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補(bǔ)了理論上的抽象性。下面是我們具體應(yīng)用仿真軟件來仿真的兩個(gè)實(shí)例。
在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時(shí)，三極管具有放大和反相的作用，學(xué)生理解起來非常困難。我們利用EWB仿真軟件來仿真電路的實(shí)際效果。學(xué)生先有了感性認(rèn)識(shí)后，理論的講解聽起來就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號(hào)的正半周，在輸出端放大的同時(shí)，還存在著失真。
在模擬電路中講授振蕩電路的起振時(shí)，通過電路的正反饋?zhàn)饔?，輸出信?hào)就會(huì)逐漸由小變大，當(dāng)振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學(xué)生很難理解，用現(xiàn)有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現(xiàn)在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進(jìn)型號(hào)振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學(xué)模式生動(dòng)活潑，學(xué)生自始至終保持著極高的學(xué)習(xí)興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學(xué)效率。
2.開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
電子技術(shù)課是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)必須緊密地與實(shí)踐結(jié)合起來。以往，實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是上實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。
我們的做法:在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生必須先將電路進(jìn)行仿真，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以后，再進(jìn)行實(shí)際的安裝、焊接、調(diào)試。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣提高，信心加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大大提高，特別是在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，可以隨時(shí)修改元件參數(shù)，并能馬上獲得仿真結(jié)果，直到滿足電路設(shè)計(jì)要求。學(xué)生可提出各種設(shè)計(jì)方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識(shí)，也大大提高了學(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)水平。這樣很好地解決了原來設(shè)計(jì)電路的缺陷：先設(shè)計(jì)出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調(diào)試，需要連接很多的電位器，當(dāng)調(diào)試好以后，必須重新買元件，重新安裝調(diào)試，將損耗浪費(fèi)大量的電子元器件。
3.虛擬仿真在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
對于課程設(shè)計(jì)，我們的做法:將模擬電子技術(shù)的內(nèi)容分成幾個(gè)單元，每一個(gè)單元搞一個(gè)課程設(shè)計(jì)。第一次在老師的帶領(lǐng)下，講電路設(shè)計(jì)的步驟，完成課程設(shè)計(jì)。上完下一個(gè)單元電路以后，老師布置一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，學(xué)生自己查找資料，自己設(shè)計(jì)好電路以后，交給老師檢查，在檢查學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，要求學(xué)生陳述自己的設(shè)計(jì)思路，學(xué)生在講述的過程中就會(huì)進(jìn)行再次思維。這種虛實(shí)結(jié)合的方法，既發(fā)揮了虛擬實(shí)驗(yàn)高效、經(jīng)濟(jì)的長處，又培養(yǎng)了學(xué)生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題
第5篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：振蕩波；電纜；局部放電；定位；OWTS系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TM835
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-2374（2012）25-0034-03
目前，判斷電力電纜絕緣性能好壞的方法是給電力電纜進(jìn)行直流高壓絕緣試驗(yàn)，并且在直流高壓試驗(yàn)的同時(shí)還能夠檢測泄漏電流的大小。此種試驗(yàn)的缺點(diǎn)是只能判斷電纜的整體絕緣性能，而沒有辦法得出電力電纜局部放電量的具體數(shù)值，更不能對局部放電點(diǎn)的位置進(jìn)行有效定位。直流耐壓對于電力電纜最為突出的缺點(diǎn)是具有破壞性，因?yàn)橹绷髂蛪涸囼?yàn)本身就屬于破壞性試驗(yàn)，特別是對交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜，當(dāng)外加直流高壓降低為零后，在一段時(shí)期內(nèi)電纜的絕緣層中被外加直流高壓所極化的分子排列狀態(tài)仍舊維持，此時(shí)如果因?yàn)轭愃朴诶匣仍蚨闺娎|存有缺陷，那么造成被極化的分子排列很難恢復(fù)到外施高壓之前的狀態(tài)，因此，通過直流耐壓試驗(yàn)合格的電力電纜，在投入系統(tǒng)運(yùn)行后不久即可能發(fā)生絕緣擊穿事故的案例早已經(jīng)是屢見不鮮。基于以上原因，XLPE電力電纜的預(yù)防性試驗(yàn)中相繼出現(xiàn)了0.1Hz超低頻、工頻耐壓試驗(yàn)以及振蕩波測試。
1 電纜局部放電產(chǎn)生的原因分析
電力電纜絕緣產(chǎn)生破壞的主要原因是局部放電。原因主要有四點(diǎn)：電纜發(fā)生局部放電的過程中，電離出來的電子、正負(fù)離子在電場力的作用下具有較大的能量，當(dāng)它們撞到絕緣內(nèi)空氣隙的絕緣壁時(shí)，足以打斷絕緣材料高分子的化學(xué)鍵，產(chǎn)生裂解；當(dāng)發(fā)生局部放電，在放電點(diǎn)的位置，介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，此熱量會(huì)燒焦甚至融化絕緣材料，由于絕緣材料都有溫升限值，溫度升高會(huì)增大絕緣材料的電導(dǎo)和損耗，并使絕緣材料產(chǎn)生裂解，造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致絕緣體擊穿破壞；在局部放電過程中會(huì)產(chǎn)生許多活性生成物，這些生成物會(huì)腐蝕絕緣體，使得介質(zhì)性能劣化；連續(xù)爆破性的放電以及放電產(chǎn)生的高壓氣體都會(huì)使絕緣體產(chǎn)生微裂，從而發(fā)展成電樹枝。局部放電起始時(shí)雖然只是跨越絕緣體一小部分，但會(huì)逐漸地破壞絕緣材料，最終導(dǎo)致整體絕緣擊穿。
2 振蕩波測試方法及傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法的比較
目前，電力電纜在供配電系統(tǒng)中被大量應(yīng)用，同時(shí)，電力電纜突發(fā)故障所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)得到了人們高度的關(guān)注。雖然目前供配電系統(tǒng)所使用的設(shè)備質(zhì)量在日益提高，然而如果某個(gè)設(shè)備發(fā)生突發(fā)故障，會(huì)產(chǎn)生大量的維護(hù)費(fèi)用，并且可能會(huì)被電力用戶投訴，甚至要做出經(jīng)濟(jì)賠償?shù)取?/p>
事實(shí)上，運(yùn)行中的電氣設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生一定的老化，而且不同的設(shè)備具有不同的老化程度，不同生產(chǎn)廠家的制造工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，因此，不同性能的電氣設(shè)備在運(yùn)行中的可靠性將是難以預(yù)計(jì)，這將無法保證合理正確地編制測試與檢修計(jì)劃，對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)有效的故障預(yù)測與預(yù)防。狀態(tài)檢修方式就是以當(dāng)前設(shè)備的實(shí)際工作狀況為主要依據(jù)，通過使用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測和診斷手段、設(shè)備可靠性評價(jià)以及故障（壽命）預(yù)測手段，準(zhǔn)確掌握設(shè)備的運(yùn)行工況，找出設(shè)備故障的早期征兆，總結(jié)出設(shè)備故障部位、嚴(yán)重程度以及故障發(fā)展趨勢，并通過綜合性分析診斷，當(dāng)設(shè)備性能下降到警戒值或判斷設(shè)備故障即將發(fā)生之前即采取有效的維護(hù)或維修，保障電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定、全性能、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。
高壓電力電纜進(jìn)行局放測試并定量確定放電量以及對電纜故障點(diǎn)的具置進(jìn)行有效定位已被人們所接受。目前用于替代50Hz交流耐壓的測試方法有超低頻0.1Hz法，理論上0.1Hz測試所需的設(shè)備容量是50Hz測試所需容量的1/500，實(shí)際容量大約是1/200至1/100，這是0.1Hz測試方法主要的優(yōu)點(diǎn)之一。然而，如果把非工頻試驗(yàn)條件下對電介質(zhì)測試所得結(jié)論進(jìn)行有效考慮，0.1Hz測試條件下得到的局部放電量是不能夠等同50Hz條件下所得結(jié)論的。通過實(shí)際證明，在超低頻工況下所測的局部放電量水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻附件時(shí)的水平。并且0.1Hz與直流局放測試具有很大的相似性，伴隨著測試電壓從AC變成DC，電力電纜中的電場分布也相應(yīng)從電容性突變成電阻性，致使局放測試所得結(jié)果也同時(shí)發(fā)生了本質(zhì)變化?；谝陨显颍娎|進(jìn)行局部放電測試所得到的結(jié)論應(yīng)該盡可能與工頻條件下所得結(jié)論相一致，這樣才具有等效性。由于以上諸多原因，在生產(chǎn)實(shí)踐中提出了專用于電纜測試的振蕩波測試系統(tǒng)（Oscillating Wave Test System——OWTS）。
3 振蕩波檢測系統(tǒng)原理
XLPE電力電纜由于具有較高的絕緣電阻，而且在交流電壓與直流電壓作用下的電壓分布具有較大的差別，直流耐壓實(shí)驗(yàn)后，在XLPE電纜中，特別是電纜缺陷處會(huì)殘留大量空間電荷，電纜投運(yùn)后，這些空間電荷常造成電纜的絕緣擊穿事故。
近年來國內(nèi)外研究較多并針對XLPE電力電纜局放進(jìn)行檢測并有效定位的一種方法就是振蕩波檢測。振蕩波電源如果與交流電源進(jìn)行比較，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：具有較高的等效性，作用時(shí)間比較短，并且現(xiàn)場易于攜帶而且操作方便，XLPE電力電纜中的各種缺陷可有效地被檢測出來，最重要的是試驗(yàn)對電纜不會(huì)造成傷害。
4 振蕩波試驗(yàn)系統(tǒng)的突出特性
目前，振蕩波試驗(yàn)系統(tǒng)在國內(nèi)外的供用電企業(yè)中被大量使用，主要原因是振蕩波測試系統(tǒng)具有6點(diǎn)突出的特性：局放測試在振蕩波所加的測試電壓下進(jìn)行，電纜中的電場強(qiáng)度分布與電纜正常工作時(shí)的狀態(tài)是一樣的；局放結(jié)果的評價(jià)與估計(jì)以及放電形式的識(shí)別與辨別都是在正常電壓下完成；裝置整體重量比較輕，電氣元件整體設(shè)計(jì)緊湊；現(xiàn)場測試時(shí)間比較短，最重要的是電纜在測試過程中不會(huì)損壞；通過試驗(yàn)電壓的波形特征進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算可以得出電纜的電容量和被測對象的介損因數(shù)值；根據(jù)IEC270（國際電工委員會(huì)）中的要求，電力電纜的局放等級測量可以在50～1kHz的帶寬下完成。
第6篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞 Proteus仿真軟件；電工技術(shù)；中職
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2017）01-0032-02
1 引言
電工技術(shù)基礎(chǔ)課程是中職院校中電氣、機(jī)電類專業(yè)尤為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程可為后續(xù)深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)等課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。由于電工技術(shù)基礎(chǔ)課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，但中職學(xué)生通常素質(zhì)較差，因此，該課程教學(xué)效果欠佳，不僅教師教得費(fèi)勁，學(xué)生也不能良好地吸收知識(shí)，嚴(yán)重影響了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果。中職院校教師需深入探究該課程，以提高教學(xué)質(zhì)量[1]。為了使學(xué)生能更好地掌握電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識(shí)，增強(qiáng)教學(xué)效果，本文主要探討Proteus仿真軟件的課堂教學(xué)效果，以促使學(xué)生能更直觀地進(jìn)行仿真訓(xùn)練，從而有效理解難懂的理論教學(xué)，并融會(huì)貫通，以增強(qiáng)電工技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果。
2 中職院校學(xué)生、就業(yè)現(xiàn)狀分析
學(xué)生現(xiàn)狀 電工技術(shù)基礎(chǔ)課程涉及的知識(shí)面較廣且難度較高，教學(xué)內(nèi)容通常抽象、難懂，要求學(xué)生具有較高的邏輯思維以及抽象思維能力，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程較為困難，不易掌握，如何讓中職學(xué)生更輕松地理解這門課程就成為現(xiàn)在教學(xué)的難題。傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是以“教師主講，學(xué)生聽”的方式進(jìn)行，讓學(xué)生被動(dòng)接受晦澀難懂的知識(shí)，學(xué)生在不能理解該課程時(shí)，僅學(xué)習(xí)皮毛，如定義、名稱之類，不能將該課程在實(shí)踐中運(yùn)用自如。
就業(yè)現(xiàn)狀 由于社會(huì)快速向信息化、科技化發(fā)展，因此大量需求各方面的高技能人才，這要求學(xué)生不僅具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需具備較強(qiáng)的創(chuàng)新、動(dòng)手能力。電工技術(shù)基礎(chǔ)同樣是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，不僅可以提高動(dòng)手能力，也能培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是一門尤為重要的基礎(chǔ)課程。
3 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值
目前常用的電路仿真軟件較多，如早期的EWB系列、Multisim系列以及Proteus系列等。EWB系列具有占用系統(tǒng)資源較小、簡單方便的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行升級后就是Multisim系列。EWB系列、Multisim系列在目前的電路、電工技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用較廣，但也存在一些缺點(diǎn)，如仿真功能弱、互動(dòng)性差等。Proteus系列在教學(xué)中通常用以實(shí)現(xiàn)微控制器系統(tǒng)軟件及硬件仿真，雖然功能更強(qiáng)大，但初學(xué)者較難上手，不過在初學(xué)者加強(qiáng)對Proteus的練習(xí)后，自然可以得到解決。
Proteus系列具有實(shí)現(xiàn)電子電路交互式仿真的巨大優(yōu)點(diǎn)，且交互性更強(qiáng)，電路的運(yùn)行也可更直觀、形象地展示于學(xué)生面前[2]。在教學(xué)時(shí)，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入Proteus實(shí)驗(yàn)室，每位學(xué)生平均分配一臺(tái)電腦。教師可在課堂上對學(xué)生使用Proteus仿真軟件的連接、調(diào)試等進(jìn)行指導(dǎo)，并激發(fā)學(xué)生利用該軟件學(xué)習(xí)電工技術(shù)基礎(chǔ)課程的興趣，加深對課程的理解。
4 Proteus仿真軟件概述
Proteus仿真軟件是一個(gè)將實(shí)物仿真與電路分析相結(jié)合的平臺(tái)，具有強(qiáng)大的仿真、分析功能，將多種功能集于一身。該軟件具有較多的性能特點(diǎn)，主要有：
1）具備>27 000個(gè)仿真元器件；
2）不僅具備多樣激勵(lì)源，還支持信號(hào)以文件形式輸入其中；
3）具備多種虛擬儀器，且軟件的面板操作更加逼真；
4）具備更加生動(dòng)的仿真顯示；
5）具備高級圖形仿真功能；
6）具備單片機(jī)協(xié)同仿真功能。
5 Proteus仿真軟件在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
在對學(xué)生進(jìn)行電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)過程中會(huì)用到較多基礎(chǔ)元器件知識(shí)，如電阻器、電容器、電感器等，也會(huì)用到較多基礎(chǔ)理論知識(shí)，如直流電路、單相交流電路、三相交流電路等。僅靠教師進(jìn)行枯燥乏味的講解，學(xué)生很難對這些知識(shí)進(jìn)行深刻理解，但通過使用Proteus仿真軟件則可較好地解決這些問題[3]。下面將舉部分實(shí)例來說明在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件的情況。
在基爾霍夫定律教學(xué)中的應(yīng)用 上課時(shí)先指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對Proteus仿真軟件的基本操作，然后讓學(xué)生根據(jù)教材上的電路圖開始操作：將基爾霍夫定律的驗(yàn)證電路繪制于Proteus仿真軟件的原理圖編輯窗口上，并顯示出各支路中的電流值，通過在Proteus仿真軟件電路圖中三個(gè)支路上的電流，使每個(gè)元器件上的電壓能一目了然地呈現(xiàn)于學(xué)生面前，再指導(dǎo)學(xué)生對電路圖進(jìn)行分析。
首先計(jì)算電流，可根據(jù)電流流入為正、流出為負(fù)來計(jì)算，也可以電流流入為負(fù)、流出為正計(jì)算，得出電流的代數(shù)和為0；然后對右回路各元器件的電壓代數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示其和依然為0。因此，通過運(yùn)用Proteus仿真軟件可得出結(jié)論：流入流出一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和在任意時(shí)刻均等于0，將回路內(nèi)各段電壓閉合的代數(shù)和也恒等于0。
為鞏固該結(jié)果的可信度，可讓學(xué)生再次使用Proteus仿真軟件對電阻、電壓源的數(shù)值進(jìn)行改變，并再次觀察，得出同樣的結(jié)果。當(dāng)學(xué)生基本理解定理后，可在電路圖上人為設(shè)置障礙，如阻值增大、短路、開路等，并讓學(xué)生采用Proteus仿真軟件對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，自行找出故障原因，以對該課程進(jìn)一步理解。
電容的充放電及電感的電磁效應(yīng)電路仿真
1）電容的充放電電路仿真。與課本上的電容充放電仿真電路圖像對照，運(yùn)行Proteus仿真軟件，閉合課本圖中的SW2，保持?jǐn)嚅_SW1，可看到正在對電容充電的電池，AM1上出現(xiàn)逐漸減小的電流讀數(shù)，而VM1上則出現(xiàn)逐漸增大的電壓讀數(shù)，同時(shí)可于C1上查看到正負(fù)端電荷累積。將SW2斷開，并閉合SW1，可觀察到電容的放電情況，發(fā)現(xiàn)AM2上流過的電流以及被點(diǎn)亮的燈泡，且AM2的x數(shù)在逐步減小，燈泡也逐漸變暗，直至放完電荷，燈泡完全熄滅。通過在Proteus仿真軟件中觀察這一充放電過程，可更靈活、深刻地理解該知識(shí)點(diǎn)。
2）電感的電磁效應(yīng)電路仿真。與課本上的電感的電磁效應(yīng)仿真電路圖相對應(yīng)，并運(yùn)行Proteus仿真軟件，可發(fā)現(xiàn)電流變的讀數(shù)快速增加，增加至某一值后點(diǎn)亮燈泡，同時(shí)電流表的讀數(shù)繼續(xù)增加。隨后讀數(shù)的增加幅度逐漸變緩，直至穩(wěn)定下來，燈泡則被持續(xù)點(diǎn)亮。如電感值為1000 H時(shí)，則可長時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定值，且穩(wěn)定值與燈泡的電池內(nèi)阻、電阻均存在一定關(guān)聯(lián)。Proteus仿真軟件可幫助學(xué)生更好地理解電感器的特性。
作業(yè)鞏固 當(dāng)學(xué)生對課堂上所學(xué)的電工技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)有初步理解后，則可給予他們作業(yè)習(xí)題對其基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行鞏固。但既往學(xué)生完成習(xí)題后，不能自行檢查對錯(cuò)，僅能在交給教師后由教師來檢查。有Proteus仿真軟件后，學(xué)生可將題目在Proteus仿真軟件中進(jìn)行檢測，自行檢查，這種方法比讓教師來檢查更能鞏固知識(shí)，并進(jìn)一步提高動(dòng)手能力。
教學(xué)效果評價(jià) 教師可在學(xué)生進(jìn)行仿真操作時(shí)觀察其熟練度以及對知識(shí)點(diǎn)的理解度，根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行量化評分。同時(shí)，教師可根據(jù)學(xué)生對Proteus仿真軟件的\用熟練程度進(jìn)行評價(jià)。Proteus仿真軟件使抽象的概念、理論知識(shí)變得形象、具體，學(xué)生也更易接受，理解難點(diǎn)。當(dāng)學(xué)生能夠順利理解難點(diǎn)后，會(huì)更愿意去主動(dòng)學(xué)習(xí)，把學(xué)習(xí)過程當(dāng)作有趣的游戲，從而顯著提高教學(xué)質(zhì)量。另外，學(xué)生通過Proteus仿真軟件獲得更加扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與動(dòng)手能力，也進(jìn)一步提高了自身創(chuàng)新能力，成長為符合社會(huì)發(fā)展需求的技術(shù)型人才。
6 結(jié)語
Proteus仿真軟件能對電工技術(shù)基礎(chǔ)的理論環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真，將難以理解的知識(shí)通過實(shí)踐變得更易吸收，同時(shí)也縮短了從理論到實(shí)踐的過程，有效提高了教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能從學(xué)習(xí)實(shí)踐中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心。另外，在電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。
1）教師需在進(jìn)行演示教學(xué)前就畫好相關(guān)電路，并進(jìn)行完整演示，使學(xué)生在課堂中能看到教師熟練講解、操作，并以教師為榜樣進(jìn)行實(shí)踐操作，避免讓學(xué)生看到不完美的操作效果，打擊其學(xué)習(xí)積極性。
2）在Proteus仿真軟件的電路仿真實(shí)驗(yàn)中，需注意指導(dǎo)學(xué)生首先學(xué)會(huì)如何在軟件中快速查找實(shí)驗(yàn)電路圖所需元器件，以加快學(xué)生繪制實(shí)驗(yàn)電路圖的速度，節(jié)省學(xué)習(xí)時(shí)間，并快速連接虛擬儀器，進(jìn)入仿真實(shí)驗(yàn)，體會(huì)由仿真實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的成就感、自信心，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。
綜上所述，在中職電工技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用Proteus仿真軟件，具有較大的教學(xué)意義，其教學(xué)效果較傳統(tǒng)教學(xué)方法更好，并能克服傳統(tǒng)教學(xué)帶來的課堂枯燥無味、難于理解的弊端，讓學(xué)生親自實(shí)踐，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，開拓思路，提高學(xué)習(xí)分析能力及動(dòng)手能力。
參考文獻(xiàn)
[1]黃山，吳飛青.Proteus軟件在《電工電子學(xué)》實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].電子制作，2012（8）：99-100.
第7篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
【關(guān)鍵詞】 Proteus 仿真軟件 電子電路設(shè)計(jì)
隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也得到了一定的發(fā)展。Proteus仿真軟件是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展中的重要成果之一，Proteus仿真軟件具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真以及電路等部分組成的仿真系統(tǒng)，其自身帶有先進(jìn)的虛擬器，其中包括示波器、邏輯分析儀以及信號(hào)發(fā)生器等等。為了更好的研究Proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用，需要在Proteus仿真軟件環(huán)境下，明確的分析各個(gè)階段的電路設(shè)計(jì)，包括各個(gè)部位的元件，為進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。
1 關(guān)于Proteus仿真軟件的簡要分析
Proteus仿真軟件是LabeenterElectronics公司出品的一種集電路設(shè)計(jì)和仿真的工具軟件，其軟件自身系統(tǒng)包含ISIS、ARES軟件部分，這兩部分軟件在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中分擔(dān)著不同的職責(zé)。通常情況下，ARES軟件部分是用來輔助PCB的設(shè)計(jì)工作，而ISIS軟件部分則是在軟件環(huán)境下用來進(jìn)行電路原理以及仿真的設(shè)計(jì)工作。從目前的研究結(jié)果分析，Proteus以其豐富的資源，自身系統(tǒng)中帶有的元器件庫就有幾十個(gè)，可以在正常的軟件工作環(huán)境中，提供至少27000左右個(gè)仿真元器件，以便其自身系統(tǒng)可以順利實(shí)現(xiàn)仿真電路以及其他電路的仿真設(shè)計(jì)。同時(shí)，其系統(tǒng)內(nèi)的示波器、虛擬終端、仿真儀器等儀表資源，可以將電路設(shè)計(jì)中發(fā)生變化的信號(hào)，以圖形的方式輸出，這方面的突出功能，甚至強(qiáng)于示波器，再利用虛擬儀器的理想指標(biāo)進(jìn)行參照、研究，最終最大化的降低相關(guān)測量儀器對測量結(jié)果的誤差，提高了仿真研究的水平，也因此逐漸引起科研人員的關(guān)注。
2 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)的相關(guān)分析
在實(shí)際的電子電路實(shí)驗(yàn)中，Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)需要在Proteus編輯界面中，實(shí)現(xiàn)按照研究的思路，設(shè)計(jì)出完整的電子電路原理圖，再通過一系列的仿真測算與計(jì)算，經(jīng)過不斷的修正程序發(fā)現(xiàn)的問題指數(shù)，力求在最短的時(shí)間內(nèi)完成重要參數(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)與研究要求，最終敲定設(shè)計(jì)方案，利用程序的系統(tǒng)功能，輸出自動(dòng)生成的圖像。不斷的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，我們可以利用如下的設(shè)計(jì)與操作流程，確保順利完成Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)的相關(guān)工作，具體環(huán)節(jié)如圖1所示：
3 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)與調(diào)試
通常情況下，我們會(huì)利用Proteus ISIS編輯窗口，再一次對電子電路的原理圖進(jìn)行一次慎重的選擇與修改。在實(shí)際的Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)選好信號(hào)源的放置位置與及虛擬儀器、測試點(diǎn)布置的情況。工作人員應(yīng)及時(shí)的檢查測量儀表的輸入端是否與被測量點(diǎn)處于良好的連接狀態(tài)以及信號(hào)源的接地情況，包括示波器是否與地線處于連接的狀態(tài)。同時(shí)，明確測量結(jié)果是相對GND的波形，以便于后續(xù)的研究。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，觀察實(shí)時(shí)工具中電壓、電流的探針變化，在仿真執(zhí)行時(shí)，時(shí)刻觀察串聯(lián)電路中電流探針的指數(shù)，并及時(shí)的在相應(yīng)的操作執(zhí)行菜單，通過網(wǎng)絡(luò)的手段，選擇適當(dāng)?shù)碾妷汉?，進(jìn)行仿真的調(diào)試，進(jìn)一步促進(jìn)Proteus仿真軟件應(yīng)用的水平。
4 Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析
在未來的實(shí)際工作中，我們應(yīng)在發(fā)展 Proteus仿真軟件的同時(shí)，更加注重通過科學(xué)的手段研究 Proteus仿真軟件未來發(fā)展的趨勢，Proteus仿真軟件應(yīng)用需要在傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用電路中，進(jìn)行不斷的實(shí)驗(yàn)與研究，才能夠真正的落實(shí)到實(shí)際電子產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。因此，在進(jìn)行Proteus仿真軟件應(yīng)用的實(shí)用電路分析的相關(guān)環(huán)節(jié)中，我們應(yīng)重點(diǎn)傳感器電路、正弦、方波電路的實(shí)用性以及適用性，以更好的滿足Proteus仿真軟件應(yīng)用的具體流程。以便可以更好的開發(fā)其系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，為更好的探究電子系統(tǒng)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5 總結(jié)
綜上所述，現(xiàn)階段 Proteus仿真軟件的實(shí)際功能非常強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計(jì)的工作環(huán)節(jié)中，為進(jìn)一步研究電路的運(yùn)行狀態(tài)以及相關(guān)電路參數(shù)的調(diào)整，我們應(yīng)進(jìn)一步研究 Proteus仿真軟件的操作規(guī)范，以其自身系統(tǒng)具備的功能，來完成對重要電路參數(shù)的調(diào)整。同時(shí)，可以有效的改善傳統(tǒng)電子電路實(shí)驗(yàn)與檢測工作，能夠在有效的時(shí)間段里，高效的完成研究的目標(biāo)，為進(jìn)一步減少電子電路實(shí)驗(yàn)成本、提高電子電路實(shí)驗(yàn)的有效性以及不斷的縮短實(shí)驗(yàn)周期等方面，都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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第8篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：Multisim10；教學(xué)；仿真；電路基礎(chǔ)
中圖分類號(hào)：G642.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）09-0064-03
一、電路基礎(chǔ)課程的教與學(xué)現(xiàn)狀分析
電路基礎(chǔ)課程是我系電子類專業(yè)的必修課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是：先學(xué)習(xí)理論知識(shí)，待理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累到一定程度后，學(xué)生自己動(dòng)手畫電路原理圖并搭接電路來驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)。由于該門課程理論性較強(qiáng)，學(xué)生接受困難，在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中如果沒有達(dá)到預(yù)期效果，則需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)、重新測量，直到電路參數(shù)達(dá)到預(yù)期效果為止。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將計(jì)算機(jī)仿真引入電路的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，已取得較好的效果。在學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)中加入仿真，能夠更好地理解和預(yù)測電路的動(dòng)作，對電路的Y構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方便地進(jìn)行驗(yàn)證，對難以測量的電路參數(shù)進(jìn)一步探索和研究，從而減少了電路課程的學(xué)習(xí)時(shí)間，也避免了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
二、Multisim10簡介
Multisim10是美國NI公司最新推出的仿真軟件，它的界面直觀、操作方便，為用戶提供了創(chuàng)建電路所需要的元器件庫及電路仿真需要的虛擬測試儀器儀表，可對各種電路進(jìn)行仿真分析和設(shè)計(jì)，并且在操作中不消耗任何元器件，不受元器件種類和數(shù)量的限制。在教學(xué)中引入仿真技術(shù)，不僅改進(jìn)了電路的學(xué)習(xí)方法，降低了成本，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣。因此，許多國內(nèi)大學(xué)都將其作為電子類課程的輔助教學(xué)使用。
三、Multisim10在課堂教學(xué)中的實(shí)踐
Multisim10是一款很強(qiáng)的實(shí)物模型仿真軟件，課堂教學(xué)過程中結(jié)合理論分析不斷穿插對應(yīng)的Multisim10仿真電路模型，實(shí)驗(yàn)教學(xué)前布置仿真任務(wù)，實(shí)驗(yàn)中加入電路的仿真環(huán)節(jié)，能建立起一種交互式、討論式的教學(xué)模式，提升學(xué)生對空間實(shí)物電路的理解能力，下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際，詳細(xì)介紹Multisim10仿真技術(shù)在疊加定理、網(wǎng)孔電流分析法、直流工作點(diǎn)分析和交流分析、功率因數(shù)及其提高方法中的具體應(yīng)用。
（一）利用Multisim10驗(yàn)證疊加定理
疊加定理是電路基礎(chǔ)中一個(gè)很重要的定理，其定義為：在任何含有多個(gè)獨(dú)立的線性電路中，每一個(gè)支路中的電流值或電壓值等于各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，在此支路中所產(chǎn)生的電流值或電壓值的代數(shù)和。以1.1所示電路圖為例，通過理論計(jì)算和利用Multisim10仿真來驗(yàn)證此定理求解電壓源、電流源共同作用時(shí)通過電阻R3中的電流、電壓及功率。
1.理論計(jì)算驗(yàn)證疊加定理。電流源Is開路，電壓源Us單獨(dú)作用時(shí)，求得：I″■=■I■=0.5（A）；
U″■=I″■R■=20（V）；P″■=I″■R■=10（W）
電壓源Us短路，電流源Is單獨(dú)作用時(shí)，計(jì)算得：I■=I′■+I″■=0.8（A）；U■=U′■+U″■=32（V）；P■=I■■R■=25.6（W）；P■≠P′■+P″■
應(yīng)用疊加定理，計(jì)算求出：I′■=■=0.3（A）；U′■=I′■R■=12（V）；P′■=I′■R■=3.6（W）
2.仿真軟件驗(yàn)證疊加定理。①打開Multisim10，從Source庫中選取電壓源、電流源、接地端，從Basic元器件庫中分別選取三個(gè)電阻R1、R2和R3，再從Indicators Components庫中選取電壓表、電流表、瓦特表并設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)，按圖1.2所示連線電路。電壓源US、電流源IS共同作用時(shí)，激活仿真軟件后，電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別是0.8A，32.000V，25.6W。②將電流源IS，電壓源US單獨(dú)作用時(shí)，運(yùn)行仿真開關(guān)后，電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別為1.3（a，b）圖所示。
即疊加定理不能用于功率的計(jì)算，只能用來求解電路中的電流或電壓。講授該定理時(shí)，要求學(xué)生不僅要記住它的內(nèi)容，更重要的是能夠靈活地應(yīng)用該定理。在教學(xué)過程中，通過理論計(jì)算和利用Multisim10仿真軟件來驗(yàn)證此定理。因此，采用合適的教學(xué)方法，創(chuàng)建直觀的教學(xué)情境，讓學(xué)生更容易理解疊加定理，進(jìn)而熟練應(yīng)用該定理。
（二）網(wǎng)孔電流分析法仿真實(shí)驗(yàn)
仿真電路如圖2.1所示。
理論計(jì)算
有網(wǎng)孔電流分析法，可列KVL方程：
80I1-20I2=40
-20I1+60I2-40I3=10
-40I2+80I3=40
聯(lián)立上述方程，解得：
I1=0.786A，I2=1.143A，I3=1.071A
比較仿真分析與理論計(jì)算結(jié)果相同。
（三）直流工作點(diǎn)分析和交流分析
直流工作點(diǎn)分析（DC）用于電路靜態(tài)工作點(diǎn)的確定，是其他分析方法的基礎(chǔ)，在仿真分析中，交流電壓源和電感被視為短路；交流電流源和電容被視為開路；交流（AC）電源輸出為零，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。利用Multisim10進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析的步驟：A.在電路工作窗口建立待分析的電路原理圖如圖3.1所示電路。B.執(zhí)行OptionSheet Properties命令，在Circuit選項(xiàng)卡下，選定Net Names中的Show All，把電路中的節(jié)點(diǎn)標(biāo)志顯示到電路圖上。C.執(zhí)行Simulate＼Analysis＼DC Operating Point命令，即打開直流工作點(diǎn)分析對話框，該對話框包括Output、Analysis Option及Summary共三個(gè)選項(xiàng)卡。在Output選項(xiàng)卡上，從左側(cè)備選欄已羅列的電路結(jié)點(diǎn)和變量中，選擇需要分析的結(jié)點(diǎn)或變量，通過“Add”按鈕添加到右側(cè)的分析欄中即可，當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)選中的電路變量不能滿足用戶要求時(shí)，可通過“Output”選項(xiàng)卡中的其他選項(xiàng)添加或刪除需要的變量。完成相關(guān)分析設(shè)置后，點(diǎn)擊Simulate按鈕即可進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果由圖形窗口輸出。如圖3.2所示。
交流分析（AC）是一種頻域分析，是對幅頻特性和相頻特性進(jìn)行分析。進(jìn)行交流分析時(shí)程序自動(dòng)將所有直流電源置零，交流信號(hào)源、電容及電感等元件用交流模型代替，非線性元器件使用交流小信號(hào)模型。無論用戶在電路的輸入端輸入哪一種信號(hào)，交流分析時(shí)都將自動(dòng)以正弦波替換，并且以設(shè)定的頻率范圍掃描。
建立如圖3.3所示的RLC串聯(lián)電路，執(zhí)行Simulate/Analyses/AC Analysis命令，設(shè)置交流分析的初始頻率、終止頻率、掃描方式、采樣數(shù)量、選擇輸出波形的縱坐標(biāo)刻度，點(diǎn)擊Reset to default 按鈕，可把所有設(shè)置恢復(fù)為程序默認(rèn)值，用戶也可以自己重新設(shè)置。在Output輸出窗口中，選擇I（l1）為輸出量，點(diǎn)擊Simulate仿真按鈕，可得到如圖3.4所示的交流分析結(jié)果。
（四）提高功率因數(shù)的方法
應(yīng)用Multisim10仿真軟件，對日光燈電路進(jìn)行測試。在電路窗口中放置萬用表、瓦特表，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，執(zhí)行仿真開關(guān)后測得該電路的電流為415.623mA，功率為34.563W，功率因數(shù)為0.378。如果想得到功率因數(shù)為0.82左右的日光燈電路，通過理論計(jì)算的方法可以得到并聯(lián)電容值的大小。
C=■（tgφ-tgφ′）
=■■-■
=■×■-■
=4.04μF
為得到日光燈電路的功率因數(shù)為0.82，在Multisim10窗口中搭建圖4.1所示的仿真實(shí)驗(yàn)連線圖，執(zhí)行仿真開關(guān)后，不斷調(diào)節(jié)可變電容的容量，將功率表指示的功率因數(shù)值達(dá)到0.82左右，測得并聯(lián)電容后，通過觀察萬用表、瓦特表的讀數(shù)得到為190.806mA，功率為34.54W，功率因數(shù)為0.823，如圖4.2所示，觀察可變電阻的容量仿真結(jié)果與理論計(jì)算值一致。
四、結(jié)論
1.借助于Multisim10仿真軟件可實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)加深了理解力，也提高了分析問題的能力。
2.Multisim10仿真軟中擁有一個(gè)元器件齊全、設(shè)備精良的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以根據(jù)需要任意搭接各種電路，接上虛擬實(shí)驗(yàn)儀器和儀表，運(yùn)行仿真就可以測試到精確的數(shù)據(jù)和直觀的波形，使實(shí)驗(yàn)做得既快又準(zhǔn)，從而提高實(shí)驗(yàn)效率。
3.利用Multisim10仿真軟件對電路課程進(jìn)行仿真，并將仿真結(jié)果直接顯示出來，具有形象又直觀的特點(diǎn)，使學(xué)生直觀感受、理解課程知識(shí)，并且操作中不消耗實(shí)際的元器件，所需元器件的種類和數(shù)量不受限制。
4.學(xué)生可以利用Multisim10仿真軟件，課前先在計(jì)算機(jī)上做仿真實(shí)驗(yàn)，觀察“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。這樣能夠很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，帶著問題聽老師講解電路原理課程。
5.采用“學(xué)中做，做中學(xué)，教學(xué)做一體化”模式，將虛擬仿真技術(shù)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合，在動(dòng)手操作實(shí)踐過程中，全面掌握知識(shí)，形成技能。同時(shí)，仿真軟件借助計(jì)算機(jī)，不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，特別適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)過程從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。
雖然電路仿真軟件有它的種種優(yōu)勢，但從培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)際操作能力角度出發(fā)，仿真件并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，應(yīng)將仿真教學(xué)和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各種教學(xué)的優(yōu)勢，讓學(xué)生從中更多地受益。
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Multisim10 Simulation Technology in the Application of "Circuit Basis" Teaching and Practice
WU Ling-min，WANG Wei-na
（Department of Electrical and Mechanical Engineering，Hetao College，Bayannur，Inner Mongolia 015000）
第9篇：防震減災(zāi)的重點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：電力教學(xué)；ETAP；電力系統(tǒng)仿真分析
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0092-02
隨著電力工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量和系統(tǒng)容量不斷增大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，如果用人工方法對于龐大電力系統(tǒng)網(wǎng)進(jìn)行分析與計(jì)算將十分繁瑣，甚至是難以實(shí)現(xiàn)的。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得這一切成為可能。電力系統(tǒng)分析軟件，是用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法對系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行研究，用來確定規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，擬定運(yùn)行方式，整定自動(dòng)裝置的控制參數(shù)，進(jìn)行事故分析和協(xié)助運(yùn)行人員做出正確的決策，還可用于教學(xué)和培訓(xùn)。本文將簡單介紹使用電力系統(tǒng)實(shí)用分析軟件ETAP進(jìn)行電力系統(tǒng)分析教學(xué)方面的一些應(yīng)用及體會(huì)。
一、高校電力系統(tǒng)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀
高等學(xué)校課程主要分為理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)專業(yè)因?yàn)樗某橄笮院蛯W(xué)生將來工作崗位安全要求高等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所占的比重越來越高。比較常見的有電機(jī)實(shí)驗(yàn)、高壓實(shí)驗(yàn)、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)等針對系統(tǒng)中某一設(shè)備的實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)專業(yè)所研究的對象是橫跨大江南北的龐大的電力系統(tǒng)，從發(fā)電機(jī)到變壓器，從輸電線路到用戶，從一次系統(tǒng)到二次系統(tǒng)，其中各設(shè)備的聯(lián)系和相互影響非常密切，因此對于電力系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生來說針對單一設(shè)備的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能滿足他們學(xué)習(xí)的需要了。
而建立電力系統(tǒng)物理模擬實(shí)驗(yàn)室耗資巨大，較難實(shí)現(xiàn)普遍應(yīng)用，因此人們把精力轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)。所謂的數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)就是用數(shù)學(xué)的方法建立電力系統(tǒng)各元件模型，模擬系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或計(jì)算系統(tǒng)中某點(diǎn)發(fā)生故障（如短路、跳閘等）后其他地方各電氣參數(shù)（如電壓、電流、相角等）的變化。
電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)在很大程度上可以幫助學(xué)生掌握電力系統(tǒng)理論知識(shí)和運(yùn)行特性?，F(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有多款成熟的商用電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)軟件，ETAP就是其中的一款。
二、電力系統(tǒng)專業(yè)課中使用商業(yè)軟件的優(yōu)勢
電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件最初出現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)計(jì)和研究機(jī)構(gòu)。電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件由有一定電力系統(tǒng)研究實(shí)力的公司開發(fā)，能保證算法的正確性；計(jì)算機(jī)的快速性和精確性把廣大從事電力系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和研究的人員從繁重枯燥的工作中解脫出來；開發(fā)商業(yè)軟件的電力系統(tǒng)專家把他們多年的研究成果寫入到軟件中，使一般工程技術(shù)人員也能做深入的研究，如暫態(tài)穩(wěn)定性分析。所以越來越多的公司開始使用甚至依賴商業(yè)軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)模擬計(jì)算。
高等電力院校和電力行業(yè)其他機(jī)構(gòu)不同，它的主要目的是讓學(xué)生掌握好知識(shí)，經(jīng)濟(jì)性相對來說排在后面。在電力行業(yè)中，電力院校使用商業(yè)軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)相對來說比較晚。經(jīng)過這些年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為在電力高校教學(xué)中使用商業(yè)軟件（以ETAP為例）還是有一定的優(yōu)勢。
1.復(fù)習(xí)課堂知識(shí)
用商業(yè)軟件建立電力系統(tǒng)模型需要填入必要的參數(shù)，思考哪些參數(shù)是必須的過程也是一個(gè)復(fù)習(xí)課堂知識(shí)的過程。例如，建立變壓器模型時(shí)回顧下變壓器的模型是一理想變壓器和一阻抗串聯(lián)，而變壓器阻抗的計(jì)算公式是，所以可以得知在軟件里必須填入的數(shù)據(jù)有高壓側(cè)額定電壓、低壓側(cè)額定電壓、額定容量、短路電壓百分?jǐn)?shù)。
2.校驗(yàn)課堂知識(shí)
為了加深學(xué)生對學(xué)過知識(shí)的印象，通過實(shí)驗(yàn)方法來校驗(yàn)理論知識(shí)是常用的途徑。由于電力系統(tǒng)的抽象性、龐大性和高安全要求等特點(diǎn)，學(xué)生到實(shí)際現(xiàn)場做實(shí)驗(yàn)可能性不大。有了商業(yè)電力系統(tǒng)模擬軟件在實(shí)驗(yàn)室就可以完成理論知識(shí)校驗(yàn)，如校驗(yàn)無功電壓特性、不同類型節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行特性、環(huán)網(wǎng)潮流控制理論等。
3.實(shí)習(xí)系統(tǒng)運(yùn)行
商業(yè)軟件的快速性和精確性可以讓學(xué)生在同樣的課堂時(shí)間內(nèi)完成電力系統(tǒng)在多個(gè)不同運(yùn)行方式下的模擬實(shí)驗(yàn)，對比不同運(yùn)行方式下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，豐富實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，使學(xué)生更加容易理解電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的含義和掌握任何選擇運(yùn)行方式的知識(shí)。
4.進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定研究
電力系統(tǒng)暫態(tài)過程是色極其復(fù)雜的過程，手工分析需要相當(dāng)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，讓學(xué)生獨(dú)立來做幾乎不可能。有了成熟的電力系統(tǒng)模擬商業(yè)軟件后，學(xué)生可以借助開發(fā)軟件專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)獨(dú)立完成電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的分析，加深他們對暫態(tài)過程的了解。
5.學(xué)習(xí)最新技術(shù)
當(dāng)今社會(huì)風(fēng)云變幻，新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮，學(xué)生多學(xué)習(xí)些新技術(shù)、新產(chǎn)品有助于他們更快適應(yīng)現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境。
總之，了解并初步學(xué)會(huì)使用先進(jìn)的商用電力系統(tǒng)分析軟件，使用其對電力系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行分析，可以使學(xué)生加深和鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，加深對電力系統(tǒng)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)、工作打好基礎(chǔ)。
三、ETAP軟件介紹
ETAP（Electrical Transient Analysis Program）軟件由美國OTI（Operation Technology，Inc）公司開發(fā)，是第一個(gè)真正32位Windows環(huán)境下全圖形界面的電力系統(tǒng)仿真分析計(jì)算高級應(yīng)用軟件。ETAP采用圖庫一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在界面上圖形化添加、刪除、連接、移動(dòng)設(shè)備，調(diào)整大小和方向、操作設(shè)備，在圖形界面上輸入各設(shè)備的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。這些信息都自動(dòng)保存到庫里，無須對庫操作。多個(gè)負(fù)荷和發(fā)電類型使人們能方便分析各種負(fù)荷狀態(tài)下的電力系統(tǒng)，三維數(shù)據(jù)庫更是讓人們靈活使用不同的設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行方式，不限個(gè)數(shù)的分析案例實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)工程里完成多個(gè)方案分析。ETAP擁有潮流分析、短路計(jì)算、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)計(jì)算、諧波分析和暫態(tài)穩(wěn)定分析等20多個(gè)功能模塊，所有模塊計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)保存在一個(gè)庫里，對一個(gè)工程只要通過模塊切換按鈕就可以做所有的計(jì)算，操作便捷。
ETAP在1986年問世，經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)是一款很成熟的電力系統(tǒng)實(shí)用分析軟件。OTI公司擁有大量知名的電力系統(tǒng)專家，他們中很多人在IEC和ANSI等組織中起著積極的作用參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。ETAP算法嚴(yán)格遵循相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，并且密切監(jiān)視這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)及時(shí)修訂算法。ETAP每個(gè)新版本之前都要進(jìn)行V&V認(rèn)證，計(jì)算結(jié)果經(jīng)手算結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果雙重校驗(yàn)。每年有數(shù)次由其他單位組織的質(zhì)量評審，保證ETAP質(zhì)量可靠。
ETAP在1999年進(jìn)入中國市場，10多年來深受電氣技術(shù)人員的歡迎，在中國的用戶數(shù)不斷增加。上海電力學(xué)院在2003年引進(jìn)ETAP用于教學(xué)，在2005年建立ETAP電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室。到目前為止，已經(jīng)有約4000人次接受了ETAP電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果比較理想。
四、ETAP軟件教學(xué)應(yīng)用實(shí)例
某系統(tǒng)接線圖如圖1。GEN1（Vθ節(jié)點(diǎn)）、GEN2（PV節(jié)點(diǎn)）和GEN3（PV節(jié)點(diǎn)）是三臺(tái)發(fā)電機(jī)，通過三臺(tái)升壓變和220kV系統(tǒng)相連，母線BusA，BusB，BusC是三條220kV用戶母線，上面掛有負(fù)荷（全是恒功率負(fù)荷）和無功補(bǔ)償裝置。Lump1=125MW+70Mvar，Lump2=35MW+10Mvar，Lump3=90MW+40Mvar，Lump4=100MW+55Mvar，其他設(shè)備參數(shù)見圖中注釋。
1.系統(tǒng)建模
ETAP提供了成型的發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)荷、并聯(lián)電容器和線路模型，建系統(tǒng)模型時(shí)只需要從工具條中添加需要的模型，再根據(jù)接線圖拓?fù)潢P(guān)系把他們連起來，然后填入需要的參數(shù)。
在仿真計(jì)算中發(fā)電機(jī)的模型是電壓源和阻抗串聯(lián)，暫態(tài)模擬需要發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗、暫態(tài)電抗、直軸電抗、電阻，額定電壓和額定容量；變壓器的模型是理想變壓器和阻抗串聯(lián)，需要變壓器的高低壓側(cè)額定電壓、額定容量、短路電壓百分?jǐn)?shù)、X/R；線路的模型是阻抗加并聯(lián)電容，需要的數(shù)據(jù)是電阻、電抗和電納；負(fù)荷和電容器的模型都是PQ節(jié)點(diǎn)，需要的數(shù)據(jù)是額定電壓和有功、無功容量。
把GEN1設(shè)為平衡節(jié)點(diǎn)，確定它的出口電壓值和無功限制范圍；把GEN2和GEN3設(shè)為電壓控制節(jié)點(diǎn)，確定他們的出口電壓、有功輸出和無功限制范圍。
2.仿真分析
模型搭建后，可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)的潮流、短路和暫態(tài)模擬計(jì)算?？梢詫Σ煌\(yùn)行方式下潮流結(jié)果進(jìn)行對比，觀察不同設(shè)置對潮流結(jié)果的影響，并分析其原因。
能對不同地點(diǎn)發(fā)生各種短路故障進(jìn)行仿真，分析其短路穩(wěn)態(tài)電流及沖擊電流大小，以及不同負(fù)荷模型在短路計(jì)算中的區(qū)別。在短路計(jì)算中把電動(dòng)機(jī)負(fù)荷（或叫旋轉(zhuǎn)負(fù)荷）和照明加熱負(fù)荷（或叫靜止負(fù)荷）分開考慮，前者有短路電流反饋，后者沒有。
可以仿真分析系統(tǒng)受到干擾后的穩(wěn)定性，如發(fā)生短路故障、故障切除、重合閘動(dòng)作后等不同狀態(tài)下系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并能直觀觀察各事件發(fā)生后發(fā)電機(jī)功角、端電壓等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況，如圖2、圖3所示。
五、ETAP軟件教學(xué)總結(jié)和評價(jià)
ETAP軟件是新興的科技產(chǎn)物，能幫助人們解決不少問題，但是它只是個(gè)工具，要用好它必須要懂得它的工作原理。所以在教學(xué)生使用ETAP前要求學(xué)生掌握好基本的電力系統(tǒng)分析計(jì)算理論，這樣后面的實(shí)驗(yàn)課才能進(jìn)行得順利。
用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模擬分析有相當(dāng)大一部分工作是建立系統(tǒng)模型，模型的質(zhì)量直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)分析的成功和失敗。為了保證模型的正確性，建模前先要弄清楚各元件的數(shù)學(xué)模型，并且注意模型中個(gè)數(shù)據(jù)的單位。
用ETAP軟件做電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只要摁計(jì)算按鈕就可以。大量的計(jì)算工作由計(jì)算機(jī)完成，所以跟傳統(tǒng)的手工計(jì)算實(shí)驗(yàn)相比，在相同的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)可以多分配些實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生多了解些電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性。但對原理的透徹理解則更需要加強(qiáng)，否則是照葫蘆畫出了瓢，卻不理解結(jié)果的來龍去脈。除了潮流、短路和暫態(tài)分析等基本功能外，ETAP還有電動(dòng)機(jī)起動(dòng)模擬、諧波模擬和保護(hù)設(shè)備動(dòng)作模擬等模擬功能，全面應(yīng)用這些模擬功能，可以把電力系統(tǒng)各方面特性全面地展現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生掌握。
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