仿真研究先使用仿真软件绘制好仿真电路,然后点击软件工作区左下角的运行按钮,即可开始对电路进行仿真。可以看到电路中不同颜色的小圆点在移动,不同颜色的小圆点表示不同支路的电流,小圆点的移动方向代表各个支路的电流流向。如图3所示,根据仿真过程中电压和电流的数值,我们可以通过简单的计算分析基尔霍夫电流定律。即上节点流入的电流∑I入=10A,流出的电流∑I出=5A+5A=10A,其结果符合基尔霍夫电流定律——流入电路中某一节点的电流之和应与由该节点流出的电流之和相等。同理,我们也可以通过仿真软件验证基尔霍夫电压定律,这里不再详细介绍。通过观察仿真现象之后,有的同学可能会产生疑问,为什么电压源E2的电流方向很特别,与之前学过的知识点——即在电源外部,电流方向由电源正极出来经过负载回到电源负极互相矛盾。这时教师要及时作出解释——在这个电路中,电压源E2是作为蓄电池在充电,而不是作为电压源在供电,所以其电流方向应与电路中流过电阻的电流方向相同,从而化解学生的疑问。当学生掌握基尔霍夫定律,学会使用基尔霍夫定律分析复杂电路时,为了进一步激发学生的兴趣,启发学生的思维,教师可以适当提出一些拓展问题。比如,有没有两个电压源的电流方向是相同的或者电路闭合时电压源的电流等于零等情况?紧接着,教师指出如果通过计算的方法设置参数来验证复杂电路的电流大小非常繁琐,而通过对基尔霍夫定律进行验证比较简单方便。我们只需要在电路仿真过程中通过元件参数旋钮修改元件数值,即可验证电路功能,无须经过复杂的计算。如要验证电路中是否存在两个电压源电流方向是否相同的问题时,我们只需要调节电压源电压的大小,将电路中两个电压源的电压数值设置一致即可。如通过运行仿真电路可以清楚地看到,这时两个电压源外部的电流方向都是从电压源的正极出来经过负载回到电压源的负极,流入节点电流为∑I入=1.8A+3A=4.8A,流出节点的电流∑I出为4.8A,符合基尔霍夫定律。至于电压源电流为零的情况,课后可以让学生自己在手机上仿真验证即可,让学生独立解决问题,引导学生学以致用。
电工报名条件:
1、年满18周岁且符合相关工种规定的年龄要求;
2、经医院体检合格且无妨碍从事相应特种作业的疾病和生理缺陷;
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4、符合相应特种作业需要的其他条件;
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