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1、
新版《電路分析軟件Tina,Pro》和《電路分析基礎》的融合教學匯編
摘 要:《電路分析基礎》的數學計算抽象、難懂且煩瑣,學生不易掌握,往往事倍功半。教師要將《電路分析軟件Tina Pro》的教學內容引入到《電路分析基礎》的教學當中,將兩者結合起來,這樣既可以用Tina Pro軟件來解決《電路分析基礎的數學計算問題,又可以采用《電路分析基礎》的內容作為《電路分析軟件Tina Pro》的教學素材,為實踐服務,內容充實而不空洞,不僅提高了教學效率,而且提高了教學質量。
關鍵詞:Tina Pro;仿真;計算
一、前言
《電路分析基礎》是電類專業(yè)必修的
2、技術基礎課,其任務是使學生掌握電工基礎理論、電路基本分析方法,是學習后續(xù)專業(yè)課程和從事專業(yè)技術工作的必備基礎。但該課程的教學抽象、難懂,尤其是電路的計算很煩瑣。對工科院校的學生而言,數學是一只攔路虎,許多精力都耗費在數學課程的學習上面。
二、問題的提出
以復雜直流電路的計算為例,使用支路電流法、節(jié)點電壓法和網孔分析法等求解電壓、電流等電量,要列寫電壓方程式和電流方程式,其求解過程比較煩瑣,效率也較低。在正弦交流電路的計算中,由于電路中的電壓、電流往往存在著相位差,其電壓和電流相量計算也是很煩瑣的。
三、問題的解決
為解決這些問題,可采用電路分析軟
3、件Tina Pro進行分析和計算。
Tina Pro“涵蓋了直流分析、列寫電路的頻域傳遞函數表達式、對電路參數進行最優(yōu)化設計等約10種常用電路仿真功能。其虛擬測量儀器(如多蹤示波器)的動態(tài)演示功能,是極好的電類教學輔助工具”。該軟件的10種常用電路仿真功能是:直流分析、正弦穩(wěn)態(tài)分析、瞬時分析、傅里葉級數及傅里葉頻譜分析、符號分析、噪聲分析、電路參數的最優(yōu)化設計、電路元件的參數掃描分析、蒙特卡羅及最差情況分析和數字電路分析。這10種電路分析功能大多數是在《電路分析基礎》中常用的,非常適宜用于《電路分析基礎》的教學。
下面以網孔電流法為例,先使用傳統(tǒng)方法解題,然后使用Tin
4、a Pro軟件解題,并進行對比分析。
在圖1所示電路中,已知E1=240V,E2=260V,R1=10Ω,R2=2Ω,R3=10Ω,求各支路電流和UAB。
若用傳統(tǒng)的方法求解,則要列寫2個回路電壓方程和1個電流方程。
對于回路a有:R1I1-R2I2=E1-E2
對于回路b有:R2I2-R3I3=-E2
對于節(jié)點A有:I1+I2= I3
代入數據得:
10I1-2I2=240-260
2I2+10I3=260
I1+I2= I3
解得:I1=2A; I2 =20A; I3=2
5、2A。UAB=220V。
如果電路復雜的話,則計算會相當煩瑣。
若用Tina Pro電路分析軟件來求解各支路電流和UAB,則過程非常簡單。
用Tina Pro構建如圖2所示電路:
選擇菜單分析——DC分析——計算節(jié)點電壓,見圖3。
可見,結果一樣,且方便、快捷。
如將Tina Pro電路分析軟件用于正弦交流電路的電量計算,則效果更佳。
下面以圖4電路為例,簡要說明正弦交流電路的電量計算。
在圖4電路中,已知US1=10sin(314t)V、US
6、2=20sin(314t+30O)
V、R1=5Ω、R2=10Ω、R3=2Ω、R4=4Ω、C1=1μF、L1=1mH,求各支路電流。
用傳統(tǒng)的方法求各支路電流,若采用網孔電流法,需列寫
3個回路電壓方程和3個節(jié)點電流方程(圖略),以求出各支路電流。
求解電路方程的過程比較煩瑣,筆者就不一一列寫了,請大家自行分析。
四、小結
用電路分析軟件Tina Pro來解決《電路分析基礎》中的電路分析和計算問題,方便、快捷,省時省力,不易出錯,既提高了教學效率,也提高了教學質量。若把這兩門課程融合起來教學,可以實現資源共享,優(yōu)勢互補,互
7、為促進、互為補充。因此,筆者認為,完全可以把《電路分析軟件Tina Pro》的教學融入到《電路分析基礎》的教學之中,根據《電路分析基礎》的教學的需要,講解電路分析軟件Tina Pro的使用方法。這樣,學生在學習的過程中,就會目的明確、主題鮮明,學習的積極性、主動性和針對性就會明顯提高,也易于激發(fā)學生的學習興趣,有利于《電路分析基礎》教學工作的開展。
參考文獻:
[1]盧秉娟.電路分析基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,202x.
[2]谷良,電路仿真軟件Tina Pro導讀[M].北京:中央廣播電視大
學出版社,202x.
(廣東省肇慶市工程技術學校)