“EWB”在電工電子實(shí)驗(yàn)中的作用

“EWB”在電工電子實(shí)驗(yàn)中的作用

“EWB”（ElectronicsWorkbench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幸韵碌乃拇髢?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)?？墒侵灰覀?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