Sử dụng Multisim để thiết kế một số mạch điện tử ứng dụng dạy học bài 7 CN12

Phần I. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, CNTT đang phát triển rất mạnh mẽ, việc ứng dụng CNTT trong dạy học tuy không
còn mới mẻ, nhưng cũng chưa hẳn đã được phổ biến rộng rãi, nhiều giáo viên còn e dè, ngại ngần,
sử dụng CNTT trong dạy học một cách máy móc, thụ động… Ứng dụng công nghệ thông tin vào
dạy - học sẽ góp phần nâng cao chất lượng, tạo ra môi trường giáo dục mang tính tương tác cao,
giáo viên và học sinh có thể tự sử dụng nhiều phần mềm phục vụ cho quá trình giảng dạy và học
tập như: Autocad, Soliword, Orcad, Electronics Workbench,…, Multisim,…
Một thực trạng hiện nay là môn công nghệ ít được học sinh (HS) quan tâm và chú ý đến.
Nhiều thầy cô còn lơ là trong việc giảng dạy ở các trường THPT. Thậm chí ở một số trường còn
thiếu giáo viên (GV) giảng dạy nên đưa các GV dạy môn học khác sang giảng dạy môn công
nghệ. Có trường GV lạm dụng CNTT vào dạy học nên hiệu quả tiết dạy chưa cao.Một số trường
thì chưa được trang bị thiết bị nên việc ứng dụng CNTT vào dạy học còn gặp khó khăn. Do đó

việc thực sự đổi mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và bồi dưỡng năng lực tự
học cho HS nói chung và trong trường THPT nói riêng chưa mang lại những hiệu quả như mong
muốn.
Với những lí do trên là một GV công nghệ, tôi cũng muốn góp phần vào việc đổi mới PPDH
bằng việc ứng dụng CNTT vào dạy học. Bởi vậy tôi đã chọn đề tài: “Sử dụng phần mềm
Multisim để thiết kế một số mạch điện tử và ứng dụng dạy học bài 7:" khái niệm về mạch điện
tử - chỉnh lưu - nguồn một chiều" trong môn công nghệ 12.”. Tôi hy vọng với đề tài này sẽ
giúp thầy cô và các em HS thuận tiện hơn trong việc dạy và học.
1.2. Đối tượng nghiên cứu
Học sinh khối 12 bậc trung học phổ thông
1.3. Mục đích nghiên cứu
Sau khi nghiên cứu, rút kinh nghiệm hy vọng đề tài này góp phần phát huy tốt việc ứng

dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn công nghệ 12 được tốt hơn. Với phần kĩ thuật điện
gắn liền với các khái niệm và các mạch điện tử, một bước rất quan trọng để hình thành các khái
niệm và kĩ năng tìm hiểu mạch điện tử là dẫn dắt học sinh đi từ tư duy trừu tượng đến trực quan
sinh động. Ở đây việc áp dụng các phương tiện dạy học hiện đại vào các bài giảng rất quan trọng,
nó quyết định đến sự hình thành tư duy kĩ thuật cho học sinh tạo điều kiện cho việc lĩnh hội kiến
thức và hình thành kĩ năng. Phát huy tính tích cực chủ động của học sinh trong việc tiếp thu kiến
thức mới.
Làm cơ sở để giảng dạy các bài khác trong môn công nghệ 12, giúp cho học sinh hiểu và
nắm bài nhanh nhất đồng thời tạo hứng thú cho học sinh trong học tập.
1.4. Giới hạn của đề tài”.
Vì thời gian có hạn đề tài mới chỉ tập trung thiết kế mạch chỉnh lưu và ứng dụng vào thiết
kế giáo án

1.5. Phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu tài liệu và các công trình nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng
tích cực hóa việc học của học sinh.
- Nghiên cứu về cấu trúc và nội dung chương trình Công nghệ 12 phần Kĩ thuật điện tử.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận, tìm hiểu cách sử dụng để xác định được ứng dụng của phần mềm
Multisim vào dạy học môn công nghệ 12.


- Thiết kế mạch điện tử với sự hổ trợ của phần mềm Multisim và thiết kế giáo án.
1.5.2. Phương pháp chuyên gia
Gặp gỡ, trao đổi, tiếp thu ý kiến của các đồng nghiệp để tham khảo ý kiến làm cơ sở cho việc

nghiên cứu đề tài.
1.5.3. Phương pháp thực tập sư phạm
Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT, tiến hành theo quy trình của đề tài nghiên cứu khoa
học giáo dục để đánh giá hiệu quả của đề tài nghiên cứu.
1.5.4. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp này để thống kê, xử lý, đánh giá kết quả thu được.
1.6. Lịch sử nghiên cứu
Trong xu thế hội nhập với giáo dục của thế giới thì việc đưa công nghệ thông tin vào giảng
dạy ở các cấp học là một vấn đề quan trọng. Thời gian gần đây có nhiều đề tài nghiên cứu đưa
công nghệ thông tin vào dạy học nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy của giáo viên và học tập của
học sinh ở trường phổ thông hiện nay của: Nguyễn Thùy Dung với “Khai thác và sử dụng phần
mềm Violet vào dạy học chương động cơ đốt trong sách giáo khoa công nghệ 11”. Phan Gia Anh

Vũ với: “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học cho chương trình động học và
động lực học lớp 10 phổ thông trung học”. Nguyễn Trọng Quyến với: “Ứng dụng công nghệ
thông tin giảng dạy phần cấu tạo và nguyên lý làm việc các hệ thống của Động cơ đốt trong”....
Như vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học đã được nghiên cứu từ khá sớm. Tuy
nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học CN 12 còn rất ít. Đặc biệt chưa tìm thấy đề
tài nào nghiên cứu việc: Sử dụng phần mềm Multisim để thiết kế một số mạch điện tử và ứng
dụng dạy học bài 7: " Khái niệm về mạch điện tử - chỉnh lưu - nguồn một chiều" theo hướng trên
là rất cần thiết.
Phần II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Quan niệm giáo dục hiện nay với mục tiêu là: “ nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng
nhân tài”, hướng tới công cuộc: “ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”, các trường THPT

trong toàn quốc hiện nay đã và đang quan tâm tới việc nâng cao chất lượng giảng dạy và đổi mới
phương pháp dạy học nhằm định hướng cho học sinh THPT về lựa chọn nghề nghiệp trong tương
lai. Đặc biệt là các môn khoa học tự nhiên, trong đó có môn Công nghệ đã từng bước đưa các đồ
dùng dạy học hiện đại vào giảng dạy. Phát huy tính tích cực của học sinh, lấy học sinh là trung
tâm. Vì vậy việc thay đổi phương pháp giảng dạy và nghiên cứu phương pháp giảng dạy để tiếp
cận mang tính phù hợp với đối tượng học sinh là một vấn đề quan trọng.
∗ Phương pháp đặc trưng của bộ môn
Công nghệ là môn học mang tính thực tiễn. Dạy Công nghệ để học sinh lĩnh hội kiến thức
khoa học, góp phần đẩy mạnh công cuộc “Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Người giáo
viên ngay ban đầu phải hình thành phương pháp giảng dạy phù hợp với đặc trưng bộ môn.
2.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài
∗ Khảo sát thực tế đối tượng nghiên cứu

Trước đây căn cứ vào cách dạy trong sách giáo khoa là giáo viên giảng dạy theo phương pháp
thuyết trình nêu vấn đề, việc sử dụng rất ít trang thiết bị đồ dùng dạy học trong nhà trường còn
nhiều hạn chế làm cho học sinh khó hình dung ra các loại hình chiếu và thiết kế được các loại bản
vẽ kĩ thuật.
Dùng phương pháp thuyết trình, chỉ tập trung vào hình vẽ SGK sẽ không có hiệu quả cao
trong việc lĩnh hội kiến thức, cách giảng dạy này học sinh khó hiểu, khó hình dung ra vấn đề, đặc
biệt là trong quá trình vẽ hình sẽ mất rất nhiều thời gian.


∗ Ưu điểm: Cách dạy cũ có ưu điểm là đơn giản, không đòi hỏi trang thiết bị dạy học ở mức
độ cao.
∗ Hạn chế:

− Học sinh gặp khó khăn trong việc tiếp nhận kiến thức.
− Học sinh vẫn còn mơ hồ, chưa hình dung ra được sơ đồ cũng như nguyên lý làm việc
của một số mạch điện tử.
− Đối với giáo viên giảng phần này sẽ thấy rất khó dạy cho học sinh hiểu bài, đặc biệt
mất nhiều thời gian khi vẽ hình trên bảng.
Qua thực tế rút ra bài học từ chính bài giảng của mình và kết quả vận dụng kiến thức của
học sinh theo từng năm học. Tôi thấy cần phải đổi mới phương pháp dạy học đó là ứng dụng công
nghệ thông tin để giảng dạy phần kĩ thuật điện tử, đặc biệt là bài khái niệm mạch điện tử - chỉnh
lưu - nguồn một chiều, giúp cho học sinh tiếp cận với kiến thức mới, vẽ được sơ đồ và năm được
nguyên lý làm việc của một số mạch điện tử dễ dàng hơn.
∗ Đề xuất hướng dạy mới
− Dùng Powerpoint để thiết kế và trình chiếu bài giảng kết hợp với sử dụng bảng đen.

− Học sinh quan sát hình ảnh để hình thành khái niệm về mạch điện tử và nắm được nguyên
lý làm việc của mạch chỉnh lưu - nguồn một chiều.
− Giáo viên thao tác cụ thể trên máy chiếu cho học sinh quan sát rõ hơn.
2.3. Những căn cứ để xây dựng nội dung đề tài
2.3.1 Căn cứ vào chương trình tài liệu
Đối với phân phối chương trình của môn Công nghệ 12 phần Kĩ thuật điện tử theo sách giáo
khoa nhìn chung là phù hợp giữa thời lượng phân phối và yêu cầu kiến thức cần đạt được. Khi
biểu diễn các sơ đồ mạch điện, đặc biệt là tìm hiểu nguyên lý làm việc khá trừu tượng đòi hỏi phải
có khả năng tư duy cao, do vậy khiến học sinh khó tiếp thu bài.
2.3.2 Căn cứ vào phương tiện dạy học của nhà trường
Đối với trường phổ thông việc đầu tư cho môn học này còn ít. Hiện nay trong tình hình thực
tế ở các trường THPT các tranh vẽ, thiết bị dạy học cho môn Công nghệ không đầy đủ, không có

phòng thực hành, phòng máy vì vậy rất khó khăn cho việc ứng dụng công nghệ thông tin trong
giảng dạy.
Hiện nay với trường THPT nơi tôi đang giảng dạy có điều kiện thuận lợi là có máy chiếu đa
năng, máy tính xách tay hỗ trợ cho việc dạy học bằng giáo án điện tử. Nhưng với một trường
THPT chỉ có hai bộ thiết bị như vậy là ít chưa đáp ứng được với yêu cầu thực tế của công tác
giảng dạy vì còn nhiều tiết trùng nhau không thực hiện được. Vì vậy, cần phải trang bị thêm thì
mới đáp ứng được yêu cầu đặt ra.
2.3.3 Căn cứ vào tình hình học sinh trong trường phổ thông
Một vấn đề cần quan tâm là đối tượng học sinh tôi trực tiếp giảng dạy chủ yếu học sinh ở
vùng nông thôn nông nghiệp thuần túy. Trình độ nhận thức của các em không đồng đều, các em
đại đa số không thích học môn công nghệ. Mặt khác, địa bàn khu vực còn chưa có nền công
nghiệp phát triển. Như vậy việc áp dụng phương pháp dạy học mới để tiếp cận phù hợp với đối

tượng học sinh là rất khó khăn. Tuy nhiên, với việc hình thành phương pháp học mới và quá trình
quan sát các hành động sẽ có tác dụng làm cho học sinh cảm thấy hứng thú và yêu thích môn học,
giúp cho các em hình thành được các khái niệm kĩ thuật và tiếp thu bộ môn khoa học kĩ thuật này.
2.3.4 Căn cứ vào nội dung bài dạy
Đối với nội dung của bài dạy việc truyền tải toàn bộ nội dung kiến thức trọng tâm theo yêu
cầu của bài cần phải được quan tâm chú ý. Vì nếu chúng ta không lựa chọn phù hợp thì việc biểu
diễn các sơ đồ mạch điện và tìm hiểu nguyên lý làm việc sẽ gặp nhiều khó khăn. Chính vì vậy
việc ứng dụng công nghệ thông tin vào bài dạy sẽ giúp các em tiếp thu bài nhanh nhất và nắm bắt
ngay được yêu cầu trọng tâm của bài.
2.4. Giải pháp cụ thể của nội dung đề tài

2.4.1. Tổng quan về phần mềm Multisim
 Kkái niệm về Multisim
Multisim là một phần mềm mô phỏng dùng trong thiết kế, phân giải,…các mạch điện tử.
Multisim cũng như Electronic Workbench là sản phẩm có bản quyền của tập đoàn Electronic
Workbench. Multisim là phần mềm hỗ trợ khá mạnh trong các lĩnh vực điện tử, vì cách sử dụng
đơn giản, giao diện trực quan, dễ hiểu, Help khá chi tiết.
 Chức năng chính của phần mềm Multisim
+ Dùng để vẽ các mạch điện tử
+ Dùng để phân giải các mạch điện tử
+ Dùng để thiết kế các mạch in
 Cách cài phần mềm Multisim
Tùy theo cách chọn lựa khi cài đặt mà giao diện chức năng Multíim có sự thay đổi. Ta có thể

cài đặt phần mềm Multisim như sau:
Ta mở file cài đặt lên, rồi click vào setup để cài, xuất hiện hộp thoại sau:

Ta chọn next thì xuất hiện hộp thoại tiếp theo như sau:

Ta chọn vào dòng: I accept the tems of the license agieement, rồi chọn next, thì xuất hiện hộp
thoại khác đòi số seri number, thì ta quay lại thư mục cài đặt rồi chọn crack thì xuất hiện các dòng
sau:


Ta bôi dòng ở phần Specia như trên, rồi coppy và pate vào seri number thì sẽ xuất hiện hộp thoại
thì ta cứ chọn next cho đến lúc xuất hiện hộp thoại khác như sau:

Thì lúc này chương trình bắt đầu được cài đặt. Cho đến khi xuất hiện chữ finish, ta click vào thì
chương trình được cài đặt xong.
2.5. Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu
2.5.1. Tìm hiểu về Diode
2.5.1.1. Ký hiệu và nhiệm vụ
Diode là dụng cụ bán dẫn chỉ có một tiếp giáp P-N, có vỏ bọc bằng thủy tinh, nhựa hoặc kim loại.
Có hai dây dẫn ra là hai điện cực: Anôt(A) và Catôt(K).
Anô
Kat
A
K

t
ôt
P
N
+
Cấu tạo của Diode

Ký hiệu của

Diode được chia làm nhiều loại tùy theo vùng hoạt động củaDiode
Diode
2.5.1.2. Đặc tuyến vôn ampe của Điôt

Đặc tuyến VA của một Điôt là đường biểu diễn của hàm số I = f(U).
Để vẽ đặc tuyến VA ta có sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ
U2

-

0.280

+
A

5

DC 1e-009Ω
1
3

R1
100Ω _LIN
Key = A

-

-1.000

50%

+

V

U1
DC 10MΩ
D1
1GH62

2

2.5.2. Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu
2.5.2.1. Khái niệm về chỉnh lưu
Chỉnh lưu là biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một chiều. Điện áp
và dòng điện sau chỉnh lưu có chiều không đổi, xong vẫn dao động về trị số.


2.5.2.2. Các cách mắc trong sơ đồ chỉnh lưu của Diode
♦ Cách mắc nhóm Catôt chung
♦ Cách mắc nhóm anôt chung
2.5.2.3. Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu
2.6. Thiết kế mạch chỉnh lưu

2.6.1. Quy trình xây dựng mạch mô phỏng
Để thiết kế mạch điện trên phần mềm Multisim thì chúng ta cần phải khởi động chương trình
Multíim bằng cách chọn lệnh Start → Programs → Electronics WorkBench → Multisim →
Multisim. (Hoặc vào biểu tượng
trên màn hình desktop). Sau khi khởi động chương trình,
màn hình Multisim xuất hiện, chúng ta sẽ tiến hành thiết kế mạch để mô phỏng theo các bước như
sau:
Bước 1: Lấy linh kiện từ các thư viện chứa linh kiện: Có thể vào mục place, Component,
hoặc click vào các thư viện ở thanh công cụ. Ta chọn linh kiện cần tìm, rồi đặt vào không gian ta
đang vẽ mạch.
Bước 2: Sắp xếp các linh kiện theo như sơ đồ nguyên lí:
Sau khi lấy các linh kiện ra vùng không gian vẽ mạch thì ta tiến hành sắp xếp các linh kiện

như sơ đồ nguyên lí. Muốn di chuyển linh kiện thì ta kích chuột vào linh kiện và giữ chuột, rồi rê
chuột đến vị trí cần thiết, rồi thả chuột; xoay linh kiện ta kích phải chuột rồi vào các biểu tượng
theo chiều mũi tên tương ứng để xoay phải hoặc xoay trái một góc 90 0; để đổi chân các linh kiện
ta kích phải chuột rồi vào Flip vertical.
Bước 3: Đặt giá trị linh kiện:
Các loại linh kiện như: điện trở, tụ điện, nguồn,… ta có thể đặt linh kiện một cách trực tiếp
bằng cách double click vào linh kiện, điền giá trị linh kiện và đơn vị giá trị. Đối với các linh kiện
phức tạp hơn như Tranzito, Diode, Op-Amp,… thì chúng ta vào mô hình các thông số của linh
kiện và điều chỉnh giá trị phù hợp.
Bước 4: Nối các linh kiện:
Di chuyển chuột đến chân linh kiện cần nối thứ nhất và click vào, rồi di chuyển đến chân
linh kiện thứ hai cần nối, thấy xuất hiện vòng tròn thì click vào chân. Cứ nối như thế cho đến khi

nối xong mạch.
Bước 5: Sử dụng các dụng cụ đo:
Dùng chuột kéo các dụng cụ đo cần thiết vào vùng không gian làm việc, nối các ngõ vào của
dụng cụ đo đến các điểm cần đo, để lấy tín hiệu ra. Ta có thể điều chỉnh hình muốn xem để có
hình rõ nhất, bằng cách sử dụng nút Grapher View.
Bước 6: Chạy mô phỏng:
Sử dụng nút Run ở mục Simulate trên thanh công cụ, Multisim sẽ chạy mô phỏng, các kết
quả đo sẽ hiển thị ở dụng cụ đo. Muốn dùng kết quả mô phỏng ta cũng dùng nút Run.
2.6.2. Thiết kế mạch
2.6.2.1. Thiết kế mạch chỉnh lưu
♦ Thiết kế mạch chỉnh lưu nửa chu kì
Sơ đồ chỉnh lưu:

D1
4

1

T1

2

1LH62

NLT_PQ_4_56
5
3

♦ Thiết kế mạch chỉnh lưu hai điôt
Sơ đồ chỉnh lưu hai điôt:

♦ Thiết kế mạch chỉnh lưu cầu
Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu:

2.6.2.2. Thiết kế mạch nguồn một chiều

Sơ đồ mạch nguồn một chiều:

R1
20kΩ