对《电路分析》实践教学环节的思考
摘要： 作为应用电子技术专业来说，《电路分析》是必修课程之一，在整个课程体系中起到承上启下的作用。针对高职高专学生基础薄弱的特点，设计出整个实践环节由三部分组成：使用Multisim10.0进行仿真；面包板的应用；天煌教仪KHDL-2型电路箱的使用，可达到加深理解，提高学生的实践能力的目的。
Abstract： Circuit Analysis is one of compulsory courses of applied electronic technology specialty. It plays a transitional role in the curriculum system. According to higher vocational students" foundation is weak， the paper gives the whole practice， consisting of three parts： using Multisim10.0 to simulate， using bread board， and using Tianhuang teaching apparatus KHDL-2 circuit box， which can deepen understanding， and improve the students" practical ability.
关键词： Multisim10.0；仿真；面包板；KHDL-2型电路箱
Key words： Multisim10.0；simulation；bread board；KHDL- 2 type circuit box
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）04-0259-02
0 引言
《电路分析》是应用电子技术专业必修课程之一，作为一门专业基础课，它起到承上启下作用，其前续课程是大学物理（电学），后续课程是模拟电路设计、数字电路设计、集成电路应用、传感器与检测技术、单片机和PLC等[1]。因此顺利掌握电路相关知识，增加学生学习兴趣，提高学生实践能力是我们必须要考虑的方面。
《电路分析》这门课由理论和实践两部分组成。高职高专学生相对于本科生而言，理论基础较薄弱，计算能力较差，在学习过程中遇到的问题较多。因此在完成理论知识的讲解后，实践部分的设计和安排显得尤为重要[2]。它能够验证所学内容，帮助学生理解定理的含义，并且可进一步拓展所学知识。根据以往的教学经验，结合学生的学习效果，在实践环节方面，可作以下安排。
1 合理使用仿真软件
1.1 Multisim10.0简介 Multisim10.0是美国NI公司推出的一款设计工具，可以用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子电工仪表，是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。Multisim10.0的元件库提供数千种电路元器件供试验选用，虚拟仪器仪表库里有万用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪和逻辑分析仪等[3]。与传统的电子电路设计与实践方法相比，该软件具有如下特点：
①设计与实践可以同步进行，边设计边运行，修改调试方便；②元器件和测量仪器仪表齐全，可以完成各种类型的设计，可以方便地对参数进行测试和分析；③可直接打印输出测量数据、特性曲线和电路原理图；④不消耗实际元器件，成本低，速度快，效率高。
1.2 仿真实例 在使用Multisim10.0进行仿真之前，首先应让学生学会识别电路图。观察电路结构、使用的元器件和测量的仪器仪表、需要测定的参数；知道电流表应串联，电压表应并联，在电路连接过程中，电压、电流表极性要正确；明确电路中各器件和仪表所在位置。在仿真完成后，还需要对测量结果进行保存，还可以改变参数，分析比较实验结果。需要注意的是在绘制电路原理图的过程中，千万别忘记接地端的使用。
1.2.1 叠加定理应用 叠加定理：在线性电路中，所有独立电源共同作用时所产生的响应，等于各独立源单独作用时所产生的响应的叠加[4]。
E1、E2电源单独作用和E1、E2共同时，用直流数字电压表和电流表测量各支路电流及AB元件两端电压。通过测量数据，验证叠加定理。
当E1和E2电源单独作用时，其仿真电路分别如图1、2所示。
当E1、E2电源共同作用时，其仿真电路如图3所示。
根据图1、2、3仿真所得数据进行计算，可以验证叠加定理的正确性，加深对线性电路叠加性的认识和理解。
1.2.2 戴维南定理应用 戴维南定理：一个线性有源单口网络，可以等效为一个电压源和电阻串联的电路。其中，电压源的电压等于原电路的开路电压UOC，电阻等于原单口网络全部电源置零后的等效电阻R0。
图4为有源二端电路原理图，使用直流数字电压表和电流表测量R1两端电压和所在支路电流的大小。
当R1断开时，可以测得有源二端电路的开路电压，其仿真电路图如图5所示。将负载R1断开，有源二端网络变成无源二端网络，图6为其等效电阻测试电路，通过仿真可以测出等效电阻为2Ω。
图7为戴维南等效电路。将图4和7的结果进行比较发现，戴维南定理的实际意义和正确性。
2 运用面包板搭建电路
经过软件仿真环节后，同学们对于所学理论有一个更加清晰的认识，学会识别电路图，能正确使用软件进行电路的设计、测试和演示各种基本电路。但没有接触到实物，无法观察的外形、材质，对于构建一个完整的实际电路仍存在疑问。同时，学生尚未掌握电子装配和焊接技术，面包板的使用也不涉及电路焊接，因此采用这种设备能达到实践教学的目的。同学们只要合理布局，在面包板上安放所用器件，根据电路原理图，用导线将各点连接起来，形成闭合回路。电路中所需电源，一般很少采用干电池或其他类型的化学电池，我们可直接使用电路实验箱上的电源模块；测量仪器仪表，同样可以用导线连接进行测试。图8为面包板电路连接图。
使用面包板搭建电路，要注意布局的合理、美观，元器件正确放置，连接时正负极性不要弄错。在接好电源和测量仪表后，防止导线松动、脱落，注意用电安全。对于测试结果，需要绘制出特性曲线，检验结果正确与否。由于不进行焊接，因此面包板只能用于一些简单电路的设计与搭建，如果电路过于复杂，元器件和导线很多，在操作过程中，很容易发生短路或开路情况，直接影响实践效果。
3 使用电路原理实验箱进行实践
在经过前两个阶段的训练与操作后，同学们对于元器件的外形、特性、用法和参数选择等已经有了较为直观的认识，接下来通过电路原理实验箱帮助大家进一步了解所学知识。
本校所使用的设备是浙江天煌教仪KHDL-2型电路原理实验箱。该实验箱可进行元件的伏案特性测试、叠加定理、戴维南与诺顿定理、受控源特性测试、一阶二阶动态电路和RC选频网络等实验。图9为电路箱局部图。
根据电路原理图进行连线，通过万用表可测得各段电压，使用电路箱上的毫安表可获得各支路电路。图10为E1单独作用时连线图。图11为E1、E2共同作用时连线图。如图11所示，在电路连线之前，首先需调出一个+6V的电压。
根据不同情况下所测数据进行计算，在误差范围内，可验证叠加定理的正确性。
综上所述，在掌握电路基本理论之后，同学们可通过以上环节加深对所学知识的理解和掌握，软件仿真和实践能力得到了进一步提高。在以后的教学过程中，应更加注重与实际相结合，将实际案例引入到教学中，以期望能获得更好的教学效果[5]。
参考文献：
[1]迟艳玲，王强，刘晓林.关于高职《电路基础》课程教学内容改革的思考[J].吉林省教育学院学报，2012，4（28）：149-150.
[2]胡国庆.试论高职课程考试改革[J].宁波职业技术学院学报，2008，12（4）：25-27.
[3]李忠波，袁宏.电子设计与仿真技术[M].机械工业出版社，2004.
[4]曹才开，郭瑞平.电路分析基础[M].清华大学出版社，2012.
[5]李季，唐莺，瓮飞兵.Multisim在电工与电路基础课程教学中的应用探索[J].中国现代教育装备，2010（23）：95-96.259