“EWB”在電工電子實(shí)驗(yàn)中的作用

    “EWB”（Electronics Workbench也稱電子設(shè)計(jì)工作平臺(tái)或者虛擬電子實(shí)驗(yàn)室）是一個(gè)電子電路的仿真軟件。眾所周知要學(xué)好電工電子技術(shù)，就必須進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)并且從直接的實(shí)驗(yàn)結(jié)果去總結(jié)知識(shí)進(jìn)而掌握知識(shí)，然而在目前來說很多學(xué)校由于種種主觀上或者客觀上的原因還不能具備讓學(xué)生進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)的條件，而EWB軟件則以其“快捷、方便、安全”的特點(diǎn)很好的解決了這個(gè)問題。這個(gè)軟件之所以能很好的解決這個(gè)問題主要是因?yàn)樗�有以下的四大�?yōu)點(diǎn)：
     一．保障了學(xué)生和設(shè)備的安全
    對(duì)于電氣類和電子類的教師來說，如果要他們帶領(lǐng)學(xué)生去進(jìn)行電工電子實(shí)驗(yàn)，那么他們首先要解決的問題就是學(xué)生和設(shè)備的安全問題。因?yàn)殡姽る娮訉?shí)驗(yàn)中的對(duì)象是與電流電壓有著密切關(guān)系的，在實(shí)驗(yàn)過程的錯(cuò)誤操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而失去了實(shí)驗(yàn)的本來意義，甚至可能導(dǎo)致元器件、設(shè)備損壞（例如電子實(shí)驗(yàn)中的低頻放大實(shí)驗(yàn)，如果加至三極管上的電壓大小或者電壓極性不對(duì)則可能會(huì)令三極管損壞），甚至造成人員傷亡（特別是在強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)中更容易出現(xiàn)此類事故）。而利用EWB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于它是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，不必接觸真正的元器件或者設(shè)備，因此這個(gè)問題就迎刃而解了。
    二．避免了煩瑣，提高了效率
    在平常帶領(lǐng)學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備，實(shí)驗(yàn)中拼插、焊接實(shí)驗(yàn)元器件、使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、學(xué)生的安全問題，實(shí)驗(yàn)后清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)材料，以及日常維護(hù)實(shí)驗(yàn)器材等工作常常耗費(fèi)了大量的時(shí)間、人力和財(cái)力，它們導(dǎo)致了許多老師都不愿意帶領(lǐng)學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)。可是只要我們?cè)谟?jì)算機(jī)上安裝了EWB軟件，并利用該軟件去進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，上述的種種問題也就隨之解決了，我們可以把所有的精力都用在做仿真實(shí)驗(yàn)上面，而且無論學(xué)生怎樣去做實(shí)驗(yàn)仿真，元器件庫(kù)的任何元件、測(cè)試儀器都不會(huì)損壞或者丟失。運(yùn)用該軟件做仿真實(shí)驗(yàn)不僅解決了上述問題，而且大大的加快了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的速度，學(xué)生在真正的實(shí)驗(yàn)室里花了四節(jié)課還沒有完成的實(shí)驗(yàn)，在利用該軟件重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，大部分的學(xué)生僅僅用了一節(jié)課就完成了，原因在于利用軟件去做仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生要做的工作僅僅是用鼠標(biāo)去設(shè)計(jì)連接實(shí)驗(yàn)電路和思考分析問題，不必去應(yīng)付除此以外的種種意外情況，做實(shí)驗(yàn)當(dāng)然就得心應(yīng)手了。
    例如在做歐姆定律的驗(yàn)證時(shí)，（電路及表格分別如圖1和表1表2所示）如果是在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)，我們就必須在做實(shí)驗(yàn)前給學(xué)生準(zhǔn)備好電壓表（V）、電流表（A）、電源（Us）、各種不同阻值的電阻（R）以及連接導(dǎo)線，在連接好電路后還要老師檢查了以后才能讓學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)中還需更換不同的電源（Us）或電阻（R）以獲取表1或者表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所有的這些都是很繁瑣的事情，它常常會(huì)令一些學(xué)生沒有耐心。然而如果換成是用“EWB”軟件去仿真這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們只要告訴學(xué)生按照?qǐng)D1去建立實(shí)驗(yàn)的仿真電路，并且按照表1、表2去更改電源（Us）或者電阻（R）的值就可以獲得相應(yīng)的電流I(A)值，這樣我們就節(jié)省了許多寶貴時(shí)間，把時(shí)間都用在分析思考解決問題上面，大大的提高了實(shí)驗(yàn)效率。
    三．可以很方便地仿真實(shí)際中我們不能完成或者比較難完成的實(shí)驗(yàn)在我們的電工電子實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)候我們會(huì)碰到一種情況就是由于實(shí)驗(yàn)器材出現(xiàn)故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，又或者我們想分析某元器件出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電路產(chǎn)生什么影響，從理論上來說，我們是可以分析出這時(shí)候的數(shù)據(jù)結(jié)果。例如電路的電阻或電容出現(xiàn)開路、短路、漏電時(shí)可能對(duì)電路造成什么影響，理論上我們是可以分析出來，但是就比較難用實(shí)驗(yàn)去模擬這些故障情況（如果要模擬就必須準(zhǔn)備好相應(yīng)的元器件）。
    如果我們用EWB去做仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們只要改變一下元器件的參數(shù)就可以模擬出元器件出現(xiàn)故障時(shí)的情況，我們只要雙擊電阻或電容，在彈出的圖框中點(diǎn)擊Fault選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的圖框，在圖框中我們就可以通過選取Leakage（漏電）、 Short（短路）、 Open（開路）、 None（正常）參數(shù)而模擬出這些元器件出現(xiàn)各種故障時(shí)的情況。
    
圖  2                                  圖   3
例如圖4至圖7就是利用EWB仿真出來的單相半波整流濾波電路（圖3）中當(dāng)濾波電容處于正常、漏電、短路、開路時(shí)負(fù)載R上的電壓波形形狀，在建立了仿真電路后，整個(gè)仿真過程不到一分鐘就可以完成了。
      
圖 4（None ）    圖  5（Leakage）    圖 6（Short）       圖 7（Open）
    四．彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室里面實(shí)驗(yàn)元器件的不足
大家都知道實(shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)元器件型號(hào)與數(shù)量都是非常有限的，它只能準(zhǔn)備一些常用的元器件以供使用，有許多元器件的型號(hào)種類在實(shí)驗(yàn)室里是沒有準(zhǔn)備的，使用EWB我們就可以很好的彌補(bǔ)了這個(gè)不足。因?yàn)镋WB里面集成了成千上萬的元器件，甚至可以這樣說我們幾乎可以在它里面找到現(xiàn)實(shí)中存在所有元器件，如果不能找到，我們還可以利用它本身附帶的建庫(kù)功能，按照元器件的各種參數(shù)去創(chuàng)建新器件并保存以供日后使用。這樣相當(dāng)于我們擁有了最完整的實(shí)驗(yàn)素材庫(kù)，從最大的程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室里面實(shí)驗(yàn)元器件不足的缺點(diǎn)。
    綜上所述，使用EWB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)可以幫助我們節(jié)省大量的時(shí)間，從而讓我們把所有的精力都用在指導(dǎo)學(xué)生怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以及分析處理數(shù)據(jù)，還可以模擬仿真一些在實(shí)際中難以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生有機(jī)會(huì)去認(rèn)識(shí)掌握更加多的知識(shí)。學(xué)生進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)后為提高操作技能應(yīng)繼續(xù)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，由于對(duì)理論知識(shí)有了交深刻的理解，學(xué)生在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中也就可以做到得心應(yīng)手，從而避免了出現(xiàn)部分學(xué)生因?yàn)樽霾怀鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果而失去了學(xué)習(xí)興趣的情況，而我們的教學(xué)工作也就可以取得事半功倍的效果了。（責(zé)任編輯：劉永新）

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