EWB在《电工基础》课程教学中应用

摘要：《电工基础》是中等职业学校电工电子类专业重要的专业基础课程之一，其内容多，理论性强；公式多，计算量大，实践性强。在传统的理论教学模式下，通常是教师教得辛苦，学生学得痛苦，导致该课程的教学效果不理想，学生的学习积极性不高。通过在教学中利用EWB仿真软件进行辅助教学后，弥补了实验的不足，使学生摆脱数学推导的压力及抽象思维，激发学习兴趣，提高教学质量。
关键词：EWB仿真分析辅助教学
1007-9416(2012)07-0198-02
《电工基础》是研究电路和电磁现象基本规律和分析方法的一门专业基础课，是电工电子类课程必备的理论基础。具有公式多，原理抽象、理论性与实践性强的特点。但技校高级班的学生由于基础不扎实，且很多学生高中时学的是文科，抽象思维能力相对比较薄弱，学习起来感觉很难。在往年的教学中，采用过多媒体课件、动画演示、到实验室做实验等手段，但感觉教学效果仍然不是很理想。通过采用EWB进行辅助教学后，学生的学习积极性和主动性都得到了很大的提高，取得了非常理想的教学效果。

1、EWB（Electronics Workbench）简介

Electronics Workbench是加拿大Interactive Image Technologies 公司于20世纪80年代末90年代初推出的一个专门用于电子电路仿真“虚拟电子工作平台”，简称为EWB。它可以仿真分析各种电路，如模拟电路、数字电路、混合电路等，提供了丰富的电路分析功能，如瞬态、稳态分析，线性和非线性分析，失真分析等，还可以对仿真电路中的元器件设置故障。目前，EWB已经在电工电子类课程教学中得到了广泛的应用。

2、EWB在《电工基础》课程教学中的应用

2.1 直流电路分析

案例一：电阻并联电路中的总电流与各并联支路电流的关系。
电路如图1所示，求I。启动EWB，并新建文件，从基本元器件库中调出电阻和开关，从显示器件库中调出电流表，从信号源库中调出直流电源。连接电路，并串接电流表，注意电流表的正负极性，启动仿真开关，可得如图2所示的结果。（如图1图2）
根据显示的结果，可初步得出I=I1+I2+I3。学生会猜想结果是如何得出来的。带着疑问，利用EWB再仿真其它的并联电路，测量出结果，通过多次反复试验，引导学生总结出并联电路中总电流与各并联支路电流之间的关系。最后，得出结论：电阻并联电路中总电流等于各并联支路电流之和。
案例二：验证复杂直流电路的计算结果。
复杂直流电路可运用支路电流法、节点电压法、叠加原理等方法来分析。但由于分析计算过程繁琐，学生难以判断结果是否正确。若利用EWB仿真，能立即显示所求支路变量的值，通过比较学生可发现计算过程有无错误。可以培养学生独立获取知识的能力。如图3所示是一个复杂直流电路，求通过R5的电流。（如图3图4)
用EWB连接电路，在R5支路串接电流表，打开启动仿真开关，仿真结果将显示在电流表上，如图4所示，电流表读数为

3.529mA。

2.2 RC电路的直流暂态过程分析

暂态

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过程是电容、电感动态元件在电路中的特殊现象。暂态过程的存在，可能使电路出现过压或过流，致使设备损坏，必须采取防范措施。因此，电工类专业的学生，必须对暂态电路的过渡过程及规律有深刻的认识。为了让学生理解这部分内容，常利用实验的手段。以RC直流暂态电路为例，由于要观察电容上的波形，同时在研究电路中R和C发生变化对充放电过程的影响时，需要不断改变它们的参数，这在实际电路中操作起来非常不方便。而EWB刚好弥补了这一不足。通过改变R和C的值，并通过示波器观察由于参数变化而引起的系统变化，直观形象，较好地克服了传统教学中的抽象枯燥的特点。
图5为RC直流暂态电路，在EWB中连接电路，从基本元器件库中调出可调电阻和电容，从仪器库中调出函数信号发生器和示波器，并双击元件和仪器，设置好参数，启动仿真开关，可得到如图5所示的仿真结果。只要修改电路中R和C的值，就可以很方便地比较R、C改变前后的变化情况。(如图5)
将EWB融入《电工基础》课堂教学，不但使教学过程更加形象直观，而且极大地提高了学生的学习积极性，又弥补了实验、实习环节的不足，激发学生的学习兴趣，从而提高教学质量，是一种很好的辅助教学手段。
参考文献
叶建波,余志强.EDA技术（Protel 99SE & EWB

5.0）[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2005:3.

作者简介
叶娜（1981-），女，籍贯广东省河源市，广东省河源市高级技工学校专业教师，电气工程及其自动化讲师，现从事电气自动化专业（高级班）的教学与科研工作。研究方向：plc控制技术。