“EWB”在電工電子實驗中的作用

    “EWB”（Electronics Workbench也稱電子設(shè)計工作平臺或者虛擬電子實驗室）是一個電子電路的仿真軟件。眾所周知要學好電工電子技術(shù)，就必須進行大量的實驗并且從直接的實驗結(jié)果去總結(jié)知識進而掌握知識，然而在目前來說很多學校由于種種主觀上或者客觀上的原因還不能具備讓學生進行大量實驗的條件，而EWB軟件則以其“快捷、方便、安全”的特點很好的解決了這個問題。這個軟件之所以能很好的解決這個問題主要是因為它有以下的四大優(yōu)點：
     一．保障了學生和設(shè)備的安全
    對于電氣類和電子類的教師來說，如果要他們帶領(lǐng)學生去進行電工電子實驗，那么他們首先要解決的問題就是學生和設(shè)備的安全問題。因為電工電子實驗中的對象是與電流電壓有著密切關(guān)系的，在實驗過程的錯誤操作導致數(shù)據(jù)不準確而失去了實驗的本來意義，甚至可能導致元器件、設(shè)備損壞（例如電子實驗中的低頻放大實驗，如果加至三極管上的電壓大小或者電壓極性不對則可能會令三極管損壞），甚至造成人員傷亡（特別是在強電實驗中更容易出現(xiàn)此類事故）。而利用EWB進行仿真實驗時，由于它是利用計算機進行仿真，不必接觸真正的元器件或者設(shè)備，因此這個問題就迎刃而解了。
    二．避免了煩瑣，提高了效率
    在平常帶領(lǐng)學生去做實驗時，實驗前準備實驗材料和設(shè)備，實驗中拼插、焊接實驗元器件、使用實驗設(shè)備、學生的安全問題，實驗后清點實驗材料，以及日常維護實驗器材等工作常常耗費了大量的時間、人力和財力，它們導致了許多老師都不愿意帶領(lǐng)學生去做實驗。可是只要我們在計算機上安裝了EWB軟件，并利用該軟件去進行仿真實驗，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驗上面，而且無論學生怎樣去做實驗仿真，元器件庫的任何元件、測試儀器都不會損壞或者丟失。運用該軟件做仿真實驗不僅解決了上述問題，而且大大的加快了學生做實驗的速度，學生在真正的實驗室里花了四節(jié)課還沒有完成的實驗，在利用該軟件重做這個實驗時，大部分的學生僅僅用了一節(jié)課就完成了，原因在于利用軟件去做仿真實驗時，學生要做的工作僅僅是用鼠標去設(shè)計連接實驗電路和思考分析問題，不必去應付除此以外的種種意外情況，做實驗當然就得心應手了。
    例如在做歐姆定律的驗證時，（電路及表格分別如圖1和表1表2所示）如果是在實驗室里做實驗，我們就必須在做實驗前給學生準備好電壓表（V）、電流表（A）、電源（Us）、各種不同阻值的電阻（R）以及連接導線，在連接好電路后還要老師檢查了以后才能讓學生進行測試，實驗中還需更換不同的電源（Us）或電阻（R）以獲取表1或者表2中的實驗數(shù)據(jù)，所有的這些都是很繁瑣的事情，它常常會令一些學生沒有耐心。然而如果換成是用“EWB”軟件去仿真這個實驗時，我們只要告訴學生按照圖1去建立實驗的仿真電路，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的電流I(A)值，這樣我們就節(jié)省了許多寶貴時間，把時間都用在分析思考解決問題上面，大大的提高了實驗效率。
    三．可以很方便地仿真實際中我們不能完成或者比較難完成的實驗在我們的電工電子實驗中，有時候我們會碰到一種情況就是由于實驗器材出現(xiàn)故障而導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，又或者我們想分析某元器件出現(xiàn)故障時對電路產(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、漏電時可能對電路造成什么影響，理論上我們是可以分析出來，但是就比較難用實驗去模擬這些故障情況（如果要模擬就必須準備好相應的元器件）。
    如果我們用EWB去做仿真實驗時，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)故障時的情況，我們只要雙擊電阻或電容，在彈出的圖框中點擊Fault選項，就會出現(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）中當濾波電容處于正常、漏電、短路、開路時負載R上的電壓波形形狀，在建立了仿真電路后，整個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．彌補了實驗室里面實驗元器件的不足
大家都知道實驗室里準備的實驗元器件型號與數(shù)量都是非常有限的，它只能準備一些常用的元器件以供使用，有許多元器件的型號種類在實驗室里是沒有準備的，使用EWB我們就可以很好的彌補了這個不足。因為EWB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。這樣相當于我們擁有了最完整的實驗素材庫，從最大的程度上彌補了實驗室里面實驗元器件不足的缺點。
    綜上所述，使用EWB進行仿真實驗可以幫助我們節(jié)省大量的時間，從而讓我們把所有的精力都用在指導學生怎樣進行實驗以及分析處理數(shù)據(jù)，還可以模擬仿真一些在實際中難以進行的實驗，從而讓學生有機會去認識掌握更加多的知識。學生進行了仿真實驗后為提高操作技能應繼續(xù)讓學生進行實際的實驗操作，由于對理論知識有了交深刻的理解，學生在實際的實驗中也就可以做到得心應手，從而避免了出現(xiàn)部分學生因為做不出實驗結(jié)果而失去了學習興趣的情況，而我們的教學工作也就可以取得事半功倍的效果了。（責任編輯：劉永新）

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