Matlab与Origin软件在“电路及磁路”教学中的应用

发布时间:2014-09-19 来源:重庆水利电力职业技术学

根据“电路及磁路”教学过程中出现的正弦交流电波形图难以绘制的问题,提出用Matlab与Origin软件相结合的方法来描述它。通过教程中实例的分析,逐步阐述了Matlab与Origin软件相结合来描述正弦交流电波形图的步骤。该法具有简单、方便、易于操作的特性,有助于提高学生学习的兴趣。

1、前 言

在“电路及磁路”教学过程中,正弦交流电波形图的绘制是一个比较棘手的问题。对于波形图的绘制,有的老师采用Excel 软件来描述它,但是存在数据点不够多的障碍;也有的老师采用AutoCAD 软件来绘制,但是存在曲线不够精确的困境。为此,本文根据Matlab和Origin软件各自的优势,通过它们的互补性来描述如何绘制正弦交流电的波形图,期望解决“电路及磁路”教学过程中面临的一个难题。

2、Matlab与Origin软件介绍

Matlab软件自1984 年推向市场以来,已经成为世界公认的、比较优秀的应用软件.它是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析、数据可视化、算法和应用程序开发,提供了最核心的数学和高级图形工具。

一般认为,Matlab软件具有三大特点:一是功能强大,它具有数值计算、符号计算、计算结果、编程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算等功能;二是界面友善、语言自然,Matlab以复数处理作为计算单元,指令表达与数学表达式相近;三是开放性强.Matlab还具有图像处理的功能,图像处理工具包是由一系列支持图像处理操作的函数组成的,所支持的图像处理操作有:几何操作、区域操作和块操作;线性滤波和滤波器设计;变换(DCT 变换);图像分析和增强功能.图像处理工具包的函数,有以下几类:图像显示;图像文件输入与输出;几何操作;象素值和统计;图像分析与增强;图像滤波;线性二维滤波器设计;图像变换;领域和块操作.因此Matlab软件不但具有鲜明的个性特性,而且应用领域非常广泛,主要应用于模拟领域、数字电路设计等。

Origin软件是Windows 平台下用于数据分析、工程绘图的软件。Origin软件与Word 和Excel 等软件相类似,是一个多文档界面的应用程序。Origin软件具有使用简单的特性,常用领域是数据分析和绘图。数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱变换、曲线拟合等。

Origin的绘图是基于模版的,其本身提供了几十种二维和三维绘图模版,而且允许用户自己定制模版.使用绘图命令时,只要选择所需要的模版就可以了。

3、Origin软件绘制方程的波形图

将表1 中的数据输入Origin软件相应的命令,通过plot 命令,经过整理和调整,输出的图形如图1 所示.将图1 和图2对比发现,两条曲线变化的趋势是相似的,可以认为图1 符合正弦曲线的变化规律,也是方程(1)的波形图。

Origin 软件绘制方程的波形图

图1 方程(1)的波形图

Origin 软件绘制方程的波形图

图2 正弦交流电的波形图

4、结论

本文探讨Matlab与Origin软件相结合在“电路及磁路”教学中的应用。通过实例分析,阐述了Matlab与Origin软件的结合应用,能显著提高正弦交流电波形图的准确度。采用此方法绘制的曲线,操作简单、方便、实用,而且曲线光滑、整洁,减少了因绘图方法不当造成的偏差,有助于吸引学生的注意力,提高学生对“电路及磁路”学习的兴趣,对于学生以后从事科研和技术开发工作大有帮助。

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