正弦交流電路分析中相量模型的運用

[摘要] 在正弦交流電路中，各物理量之間不僅有數量大小的關系，而且還有相位的關系。利用相量模型電路統領正弦交流電路的教學，使學生能運用直流電路的知識和分析方法及思維模式，來分析計算交流電路。通過教學班級對比，教學效果較好。

[關鍵詞] 交流電路 相量模型 教學效果

一、教材內容及教學方法上的調整

在以前的中職教學中，交流電路的教學遵循教材的編排順序，學生學習感到困難，經常忽略或弄錯了相位關系;在引入相量模型后，對教材的內容及教學方法上要作相應調整或處理，遵循循序漸進的原則，使之符合學生的認知規律。

1.相量模型電路

2.教學上的調整

同理，對純電感電路、純電容電路章節內容作相同的教學調整，利用相量模型電路，可得出純電感電路、純電容電路的歐姆定律表達式，由表達式得出大小關系、相位關系。這樣處理后，避免了繁瑣的三角函數數學公式推導，避開了學生數學基礎不牢帶來的畏難情緒，同時和他們較為熟悉的直流電路聯系起來，便于學習和理解。對RLC串聯電路分析的章節，先將交流電路變換成相量模型，電路變為復阻抗的串聯關系，由于有單一參數元件電路相量模型分析的鋪墊，利用串聯電路的特點分析計算，使學生對交流電路的相量模型分析方法有了進一步的認識和理解。對交流電路的分析，是對交流電路知識的綜合運用，是對單一參數元件電路、RLC 串聯電路的綜合總結。因此，對教材中該章節的處理，利用相量模型電路分析計算，就順理成章，教學內容連貫，前后呼應，逐步加深，也符合學生的認知規律。對教材幾個章節的處理，始終貫穿著相量模型電路，利用相量模型統領著交流電路的教學，借鑒直流電路的分析方法及思路，熟悉的知識，學生易于接受，教學效果較好。

3.涉及知識

用相量模型來分析計算交流電路，要求學生具有一定的復數及復數運算知識，如復數的四則運算、復數的表示方法及相互轉換，復數的模及幅角的計算等，這些知識在前一學期中的課程內容已學過，在教材中也有體現，教學中要加以復習、鞏固并運用。

二、教學效果比較

2007～2008學年(上)到2008～2009學年(上)的二個學期，在我所教授的教學班級中，選取了生源進校分數相當、教育結構層次相似、專業相同、男女生比例相近的班級，進行教學對比，在交流電路的教學中，嘗試采取兩種不同的教學方式:一種是用相量模型統貫交流電路的教學，交流電路的電壓與電流的數量關系和相位關系直接通過相量模型，利用相量的歐姆定律導出，而不用三角函數推導(簡稱方法1);另一種是教材上的方法和順序，用三角函數推導出電路電壓、電流之間的關系，再在交流電路的分析中引入復阻抗(簡稱方法2)。從二個學期的教學效果看，方法1的教學效果明顯好于方法2;電路分析中，前者思路較后者明晰，運用較好。表1、2、為二個學期的比較數據。

三、結束語

通過最近二學期的教學實踐及教學效果比較，用相量模型電路統領交流電路的教學，取得了較好的教學效果，學生解題思路清晰，方法熟悉，更重要的是理解了相量和正弦交流電路的相量分析方法，這些嘗試效果，得到本校教師和同學們的認可。固然，不同的老師處理教材的方式方法各不相同，但最終的目的應該是利于學生學習，提高教學質量。

參考文獻:

[1]周紹敏.電工基礎.北京:高等教育出版社，2006.

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