多种方法求解同频率交流电的叠加问题

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  【摘要】在“电工学”等专业课程的学习中,经常会遇到求解同频率交流电的叠加问题.本文通过三种方法推导了其求解过程,并进行了应用举例和三种方法的对比说明,能为学习交流电知识的朋友们提供很好的帮助.
  【关键词】交流电;叠加
  三角函数、向量、复数均为高中阶段数学课程需要掌握的重要知识点,它们在高职专业课程的学习中具有广泛的应用.如在“电工学”中,经常会遇到若干个同频率的正弦交流电叠加的问题,用三种方法均可求解.
  一、方法推导过程
  上述三种方法虽然都可以解决交流电的叠加问题,但各有优劣.三角函数法在交流电随时间变化规律的基础上直接进行求和,优点是把正弦量的变化幅度、快慢、趋势以及每一时刻的瞬时值都清楚地表示出来,既直观也容易理解,但运算过程较为复杂;后两种方法实际上是分别在借助数学两种特殊运算载体的基础上,先对交流电解析式进行向量转换(或复数转换),在向量(或复数)背景下进行求和,从而达到简化运算的目的,完成求和后再还原成交流电的三角函数表达式,方法简便快捷.但对初学者来说,“为什么可以转换、怎样转换、转换前后的等量关系如何理解”等一系列疑惑需要理清和突破.
  以上探究希望能給学习交流电知识的读者朋友们带来帮助.
  【参考文献】
  [1]曹建林.电工学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2014.
  [2]林平勇,高嵩.电工电子技术(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2015.
  [3]罗成林,章曙雯.电路数学(第2版)[M].北京:人民邮电出版社,2012.
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