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1、第卷第期河南教育学院学报自然科学版年月只文章编号一《”一一基于的计算机辅助电路分析,刘艳尤源,江苏盐城,盐城师范学院物理系取南京理工大学理学院江苏南京为,计算机辅助,电路课程中复杂电路的分摘要近年来电路分析已成为电路基础课程教学改革的一个重要方面,而,析求解一直过于烦琐以往用计算机语言辅助电路分析时又面临编程的实际困难针对此问题本文应用当前流行,,用,旨在该的汰软件辅助复杂电路分析给出了两个电路实例说明在辅助电路教学中的有效应课程中,引入”人进一步促进电路课程的教学改革关健词计算机辅助电路教学教学改革二中圈分类号文献标识码引言近
2、年来,计算机辅助电路分析已成为电路基础课程教学改革的一个重要方面,但是用,等计算机语言辅助电路分析时,会将计算复杂的问题又转化为编程复杂的问题,特别对于低年级学生还不具备编程能力时,许多大型复杂电路的分析仍然是一大难点实际上我们分析电路的基本方法、,节点法回路法都是以矩阵方程组的形式出现特图例电路图别是对于大型复杂电路,方程的个数非常之多,加之电路中有时含有相量或运算符号表示,实际求解解法一直接用节点电压方程求解时会很困难而独有的矩阵或数组运算功列写节点电压方程为,,能加其丰富的内部函数【可以方便地处理复一一一杂电路的电压、电流
3、、功率等物理量,其编程如同书左写数学公式,极其简单,编程效率是以往一些程序一一二语言的几倍到几十倍还有强大的作图功其中,可能直观电路各种响应本文仅举直流电路和暂,一二二一,态电路各一例说明在电路分析中的有效二,刀二二一,,应用旨在电路教学中引入用以辅助电二,一二一路教学用编程计算如下电路算法说明及程序程序直流电路,,二二二二二二以文献〔〕中电路如图其中有以二,二,二,求解各支路变量以种一一收稿日期作者简介刘艳一,女,江苏盐城人,盐城师范学院物理系教师,工学硕士二两种编程解法运行结果表明用求解简,,,二单易行短短十行语句相当于在描
4、述公式即完成,二二一一二对所有变量的求解并且修改参数观察结果变化非,二一常方便与文献〔」中用语言描述相比较以,一语言显得更加简洁方便学生在电路课程学习’,」中很多时候没有必要将时间花在烦琐的编程上而二是要侧重于电路原理的理解和结论的分析若此类程序运行结果为题目还含有互感和受控源,就更可见的功’,因能了为以往复杂的求逆运算可交给去,解法二对于复杂电路更一般的方法可利用图完成,论知识求解【〕步骤如下暂态电路,,,已知。二,,二作该电路的拓扑图如图所示点代表电如图电路,,,,二,。一,拌二路节点有向线段代表电路支路有向线段的方向即原来
5、是闭为支路电流的参考方向合的,电路已达稳态,求打开后,。的过渡过程一‘乙厂厂布’下’几认图拓扑图丫图例电路图列写关联矩阵,,‘胜一解画出运算电路如图列写回路方程,一二一一一一」一二一用编程实现十一程序喜犷二一一一一一偿〕岂尸、,,、,。“,,,、寸、、门气一二‘’’“可’“’万州岁甲粤宁」支路导纳矩阵图运算电路’〕独立电压源列阵。’由回路电压定律求一独立电流源列阵,‘’电导矩阵二由公式苦一关苦佘会求电感电压由独立源引起的流人各节点的电流和电容电流随时间的变化规律,电压电流均取二、各节点电压,正关联方向如图所示’‘各支路电压用编程
6、如下二‘一各支路电流程序程序运行结果为定义变量二’二,,关一一《兀旧二一一」’二,’」二叩二,、函数即可得到直观准确的图形‘〔一一一·感流电二即匕一一一一不,,会叫卜,二‘广,,一一二一‘一芍刀哈程序运行结果为时间时间二一。一‘电感电流二一‘一‘山压容电电容电压期电感电压二一。一‘以洲〕。一‘一入方一片一又一万万一二一。一‘一。一笠件电容电流一又叹二工二一,从此例的计算中我们又可见强大的刀,以往复杂的运算方程求解、计算功能反拉氏变换等时间〔时间变得非常简单,只要列写公式,调用函数即得结果,图电压电流的暂态曲线“”正如被称为演算稿
7、语言一样结论绘,,,的变化特性曲线本文通过两个实例的分析,使读者对程序,辅助电路分析有一定的认识事实上许多高校已将引人课堂,为各门专业课的学习服务,成为二一以理工科学生必备的工具仅在电路课程中,它可以涉,,,及电路计算及实验的方方面面,使学生和老师从烦,,,琐的计算、编程中解脱出来,节省了大量的宝贵时,,,间因此,如在该课程中引入,将进一步促,,,进我校电路课程的教学改革,提高学生分析问题、解以上为作图程序语句,显示电压电流波形,决问题的能力达成事半功倍的效果程序运行结果如图所示由图可,电感电流、参考文献以看出电容电压在换路瞬间
8、,,﹄月一气﹃,上,不能突变均为换路前的值分别为而电感电‘内,李强赵伟等数据处理与应用【〕北京国防工业·,一、,,。一出版社压电容电压均发生了突变由变为印由刘燕、蔡群等巧用语言分析复杂电路【〕云南师范大学学一,,变为暂态时间约为最终四个变量以同一时报,,一,、间
