正弦交流电路分析中相量模型的运用 正弦稳态交流电路相量的研究思考题

　　 [摘要] 在正弦交流电路中,各物理量之间不仅有数量大小的关系,而且还有相位的关系。利用相量模型电路统领正弦交流电路的教学,使学生能运用直流电路的知识和分析方法及思维模式,来分析计算交流电路。通过教学班级对比,教学效果较好。
　　[关键词] 交流电路 相量模型 教学效果
　　
　　一、教材内容及教学方法上的调整
　　在以前的中职教学中,交流电路的教学遵循教材的编排顺序,学生学习感到困难,经常忽略或弄错了相位关系;在引入相量模型后,对教材的内容及教学方法上要作相应调整或处理,遵循循序渐进的原则,使之符合学生的认知规律。
　　1.相量模型电路
　　2.教学上的调整
　　同理,对纯电感电路、纯电容电路章节内容作相同的教学调整,利用相量模型电路,可得出纯电感电路、纯电容电路的欧姆定律表达式,由表达式得出大小关系、相位关系。这样处理后,避免了繁琐的三角函数数学公式推导,避开了学生数学基础不牢带来的畏难情绪,同时和他们较为熟悉的直流电路联系起来,便于学习和理解。对RLC串联电路分析的章节,先将交流电路变换成相量模型,电路变为复阻抗的串联关系,由于有单一参数元件电路相量模型分析的铺垫,利用串联电路的特点分析计算,使学生对交流电路的相量模型分析方法有了进一步的认识和理解。对交流电路的分析,是对交流电路知识的综合运用,是对单一参数元件电路、RLC 串联电路的综合总结。因此,对教材中该章节的处理,利用相量模型电路分析计算,就顺理成章,教学内容连贯,前后呼应,逐步加深,也符合学生的认知规律。对教材几个章节的处理,始终贯穿着相量模型电路,利用相量模型统领着交流电路的教学,借鉴直流电路的分析方法及思路,熟悉的知识,学生易于接受,教学效果较好。
　　3.涉及知识
　　用相量模型来分析计算交流电路,要求学生具有一定的复数及复数运算知识,如复数的四则运算、复数的表示方法及相互转换,复数的模及幅角的计算等,这些知识在前一学期中的课程内容已学过,在教材中也有体现,教学中要加以复习、巩固并运用。
　　二、教学效果比较
　　2007～2008学年(上)到2008～2009学年(上)的二个学期,在我所教授的教学班级中,选取了生源进校分数相当、教育结构层次相似、专业相同、男女生比例相近的班级,进行教学对比,在交流电路的教学中,尝试采取两种不同的教学方式:一种是用相量模型统贯交流电路的教学,交流电路的电压与电流的数量关系和相位关系直接通过相量模型,利用相量的欧姆定律导出,而不用三角函数推导(简称方法1);另一种是教材上的方法和顺序,用三角函数推导出电路电压、电流之间的关系,再在交流电路的分析中引入复阻抗(简称方法2)。从二个学期的教学效果看,方法1的教学效果明显好于方法2;电路分析中,前者思路较后者明晰,运用较好。表1、2、为二个学期的比较数据。
　　三、结束语
　　通过最近二学期的教学实践及教学效果比较,用相量模型电路统领交流电路的教学,取得了较好的教学效果,学生解题思路清晰,方法熟悉,更重要的是理解了相量和正弦交流电路的相量分析方法,这些尝试效果,得到本校教师和同学们的认可。固然,不同的老师处理教材的方式方法各不相同,但最终的目的应该是利于学生学习,提高教学质量。
　　
　　参考文献:
　　[1]周绍敏.电工基础.北京:高等教育出版社,2006.
　　[2]邱关源.电工基础.北京:高等教育出版社,2004.
　　[3]傅道春.教育学.北京:教育科学出版社,2006.
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