Электротехника и электроника : электротехника в программной среде Multisim

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 975 

Кафедра электротехники и микропроцессорной электроники

Электротехника и электроника

Электротехника в программной среде Multisim

Лабораторный практикум 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва 2010 

УДК 621.3 
 
Э45 

Р е ц е н з е н т  
канд. физ.-мат. наук, доц. С.Ю. Юрчук 

 

 
 
 
Электротехника и электроника: Электротехника в програм- 
Э45 мной среде Multisim: Лаб. практикум / М.С. Анисимова, Ф.И. Маняхин, И.С. Попова, М.В. Колистратов. – М.: Изд. Дом МИСиС, 
2010. – 136 с. 
 

Изложены основные теоретические сведения и расчетные формулы по 
темам лабораторных работ по электротехнике. Приведены описания схем 
электрических цепей и устройств, смоделированные в программной среде 
Multisim, даны общие методические рекомендации к выполнению лабораторных работ, обработке данных и оформлению отчетов о работах. 
Предназначен для студентов специальностей 010700, 130405, 150101, 
150102, 150103, 150104, 150105, 150106, 150108, 150109, 150404, 150701, 
150702, 200503, 210602, 220301, 280101, 280200 при выполнении лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника». 

 

 
© Анисимова М.С., 
Маняхин Ф.И., Попова И.С., 
Колистратов М.В., 2010 

СОДЕРЖАНИЕ 

Правила работы в компьютерном классе...............................................4 
Правила выполнения лабораторных работ ............................................5 
Содержание отчета о лабораторной работе ...........................................6 
Инструкция пользователю программы Multisim...................................7 
Лабораторная работа 1. Измерение сопротивлений участков 
цепи постоянного тока методом амперметра и вольтметра ..........29 
Лабораторная работа 2. Исследование цепей постоянного 
тока с линейными и нелинейными элементами .............................48 
Лабораторная работа 3. Неразветвленная цепь синусоидального 
тока. Резонанс напряжений ..............................................................60 
Лабораторная работа 4. Разветвленная цепь синусоидального 
тока. Резонанс токов..........................................................................75 
Лабораторная работа 5. Трехфазные электрические цепи...............88 
Лабораторная работа 6. Однофазный трансформатор ...................110 
Библиографический список.................................................................128 
Приложение 1. Применение пакета MathCAD для расчета 
электрических схем.........................................................................129 
Приложение 2. Пример оформления титульного листа 
лабораторной работы ......................................................................135 
 

Правила работы в компьютерном классе 

1. Работающим в компьютерном классе не разрешается находиться в верхней одежде, иметь при себе продукты питания. 
2. Во время работы в компьютерном классе должна соблюдаться тишина. 
3. При работе в компьютерном классе категорически запрещается: 
• без разрешения преподавателя включать или выключать компьютер; 
• переключать кабели питания, соединительные кабели компьютера и монитора; 
• запускать программы, не используемые при выполнении лабораторной работы; 
• класть сумки, портфели на компьютерный стол; 
• записывать рабочие файлы в директории на жестком диске 
и/или на сменные диски; 
• перенастраивать параметры используемой программы; 
• синтезировать электрические схемы, не входящие в план лабораторной работы; 
• изменять пароль входа в систему; 
• пользоваться папкой «Панель управления»; 
• открывать жесткие диски, не используемые при выполнении 
лабораторных работ; 
• оставлять рабочее место, не предупредив об этом преподавателя; 
• загрязнять рабочее место. 
4. По окончании работы в компьютерном классе студент должен сдать рабочее место в порядке. 
5. При неполадках в работе компьютера студент должен сообщить об этом преподавателю, ведущему занятия. 

Правила выполнения лабораторных работ 

1. Лабораторные работы проводятся в компьютерном классе с 
применением программной среды Multisim 9 (далее Multisim). 
2. Для допуска к выполнению лабораторных работ студент обязан 
ознакомиться с правилами работы в компьютерном классе и правилами техники безопасности, освоить основные приемы владения 
программой Multisim, изучив раздел «Инструкция пользователю программы Multisim». 
3. К началу лабораторной работы студенту необходимо ознакомиться с ее содержанием, изучить теоретические сведения по теме 
лабораторной работы, подготовить отчет для внесения экспериментальных данных и выполнения расчетов. 
4. Полученные в ходе выполнения работы результаты студент 
должен занести в отчет о лабораторной работе. 
5. При анализе результатов лабораторной работы полученные 
расчетные данные и характеристики необходимо прокомментировать 
(пояснить) с позиций известных теоретических положений. 
6. Выводы по результатам лабораторной работы следует занести в 
отчет. 
7. Студент должен защитить оформленную лабораторную работу. 
К защите допускаются студенты, получившие допуск, выполнившие 
лабораторную работу в полном объеме задания и оформившие ее в 
соответствии с настоящими правилами. 
8. Для защиты лабораторной работы необходимо представить 
расчетно-графический экспериментальный результат и уметь объяснить его, а также ответить на вопросы преподавателя. 

Содержание отчета о лабораторной работе 

Лабораторная работа оформляется в виде отчета на скрепленных 
листах формата А4 (или в лабораторной тетради) с титульным листом (см. прил. 2). Схемы, графики и таблицы должны быть начерчены карандашом с использованием трафарета или линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений. 

Отчет о лабораторной работе должен содержать следующие 
пункты 

1. Наименование лабораторной работы. 
2. Цель работы. 
3. Краткое теоретическое введение и расчетные формулы. 
4. Электрические схемы цепей с измерительными приборами. 
5. Таблицы с расчетными и экспериментальными данными. 
6. Графики, топографические, векторные и временные диаграммы, 
вольт-амперные характеристики (ВАХ). 
7. Выводы по результатам лабораторной работы. 

Инструкция пользователю 
программы Multisim 

1. Общие свойства программы 

Программная среда Multisim – это современная система компьютерного моделирования и комплексного анализа схем электронных 
устройств. Программа используется при проведении лабораторных 
работ и практических занятий при изучении студентами дисциплины 
«Электротехника и электроника». 
Особенностью программы Multisim является наличие контрольноизмерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам, а также наличие в ее библиотеках большого количества электронных компонентов и узлов, что 
позволяет создавать не только простые электронные схемы, но и электронные схемы средней сложности. Возможность изменения параметров компонентов схем без остановки процесса моделирования, простота замены и добавления новых компонентов, широкий набор 
средств анализа – вот основные преимущества этой программы. 

Запуск программы 

Запустите программу Multisim, выбрав в меню Пуск >> Программы >> Electronics Workbench >> Multisim либо дважды 
щелкнув левой кнопкой мыши (ЛКМ) по соответствующей иконке, 
расположенной на рабочем столе (рис. 1). 

 

Рис. 1 

Пользовательский интерфейс 

После загрузки программы на экране появится ее Рабочее окно 
(рис. 2). Программа Multisim имеет интуитивно понятный пользовательский интерфейс, выполненный в традиционном для Windows виде, и состоит из: 

• главного меню; 
• панелей инструментов (стандартной, компонентов и т.д.); 
• рабочего поля – на нем ведется разработка схемы. 

 

Рис. 2 

Панели инструментов, доступные в Multisim: 
• стандартная панель – содержит кнопки для наиболее общих 
функций; 
• панель вида – имеет кнопки, которые позволяют отображать 
только рабочее поле, увеличивать и уменьшать изображение схемы; 
• панель компонентов – имеет кнопки, которые позволяют выбрать 
компоненты из библиотеки Multisim для размещения в схеме; 
• виртуальная панель – содержит библиотеки виртуальных компонентов; 
• панель инструментов – имеет кнопки для выбора приборов; 
Главное меню содержит несколько пунктов, в каждом из которых 
больше десятка опций. Для команд характерны как общеизвестные опции 
Open, Save, Copy, Paste и др., так и типичные лишь для среды Multisim. 
Подробное описание команд, опций и моделей компонентов схем дано в 
меню Help (Помощь). 
Рассмотрим назначение отдельных меню и их опций, наиболее 
часто используемых при проектировании электронных схем. 
Меню File предназначено для открытия, закрытия, сохранения и 
печати смоделированных электронных схем. 
Меню Edit (Редактирование) можно использовать для изменения 
объектов схем (копировать, вырезать и т.д.). 

Меню View предназначено для настройки отображения элементов 
Рабочего окна: вывода на рабочее поле размерных полос и точечной 
сетки (Show Border, Show Page Bounds, Show Grid), различных панелей (Toolbar). Например, при выборе View >> Toolbar >> Virtual 
в рабочем окне добавится виртуальная панель. 
Меню Place позволяет с помощью опции AText выводить с клавиатуры текстовую информацию на рабочее поле программы. 
Опция Analyses в меню Simulate (Эмуляция) предназначена для 
выбора методов анализа и установки параметров моделирования. 
Перед запуском моделирования работы схемы необходимо убедиться, что в схеме есть источник энергии и заземление. 
В меню Transfer (Обмен данными) размещены опции, позволяющие экспортировать разработанные схемы устройств в другие 
приложения. 
Меню Tools (Инструменты) служит для вывода на экран усилителей, фильтров и готовых схем на операционном усилителе из библиотеки средства. 
Меню Reports служит для формирования таблиц с подробной 
информацией об элементах и приборах, включенных в исследуемую 
схему электронного устройства. 
С помощью меню Options (Опции) можно настроить систему 
меню, изменить или создать новые панели инструментов и закрепить 
их в любом месте. 
Меню Window используется для быстрого размещения на рабочем 
поле открытых окон участков схем и спроектированных приборов. 

Панели Multisim 

Число выводимых на экран панелей библиотек с соответствующим набором пиктограмм компонентов в инструментальной линейке зависит от 
выбора пользователя в меню View >> Toolbar >> Components (рис. 3). 
Электрическая схема собирается на рабочем поле из элементов, 
содержащихся в библиотеке элементов и приборов. Чтобы выбрать 
элемент из библиотеки, необходимо щелкнуть ЛКМ по кнопке соответствующей библиотеке. 

Кнопки стандартной панели 

1. Редактировать описание цепи. 
2. Создать новый файл схемы. 
3. Открыть файл. 
4. Напечатать. 

Рис. 3 

5. Сохранить файл схемы. 
6. Вставить. 
7. Отменить. 
8. Вырезать. 
9. Копировать. 
10. Повернуть на 90° по/против часовой стрелки. 

 

Рис. 4 

Запуск моделирования работы электрической цепи осуществляется нажатием виртуального выключателя (Run Simulation) на стандартной панели. Там же расположена кнопка паузы Pause (рис. 5), 
которая позволяет приостановить моделирование. 

 

Рис. 5 

Панель компонентов 

Служит для выбора компонентов с номинальными значениями 
параметров компонентов фирм-производителей из соответствующих 
библиотек (рис. 6). 

 

Рис. 6 

После выбора одного из компонентов открывается окно обозревателя этого компонента (рис. 7): 
Group – имя группы, в которую входит компонент; 
Family – имя семейства, в которое входит компонент; 
Component – собственно имя компонента с заданными параметрами; 
Symbol – графическое изображение компонента; 
Model Manuf – производитель. 

 

Рис. 7 

Пользователь выбирает в меню Group нужную ему библиотеку 
компонентов, например Basic, а в столбце Component выбирает Resistor. Для установки выбранного элемента на рабочем поле необходимо нажать кнопку ОК.