黃愛群

摘要：長(zhǎng)期以來(lái)，在給學(xué)生教授三相交流電這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生對(duì)三相正弦交流電的表示法感覺模糊難記，為了讓學(xué)生更好地理解記憶，筆者采用了文學(xué)體裁對(duì)應(yīng)各個(gè)表示法的比喻教學(xué)，收到良好的效果。

關(guān)鍵詞：三相正弦交流電；表示法；教學(xué)藝術(shù)

中圖分類號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）05-0111

多年來(lái)，筆者一直從事中職學(xué)校電子電器專業(yè)課教學(xué)，在教授《電工基礎(chǔ)》中的三相正弦交流電的表示法過(guò)程中，學(xué)生總是難以理解并記住三種關(guān)于三相正弦交流電的表示法，以致影響到后面的學(xué)習(xí)和提高。為此，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出關(guān)于這個(gè)內(nèi)容的教學(xué)藝術(shù)，以供參考：

首先，了解三相正弦交流電的產(chǎn)生，利用多媒體及操作演示，呈現(xiàn)三相正弦交流電產(chǎn)生的過(guò)程和表示方法，教師進(jìn)行詳細(xì)分析講解：

簡(jiǎn)介發(fā)電機(jī)的構(gòu)造后，演示三相交變電流產(chǎn)生：將三個(gè)靈敏電流計(jì)分別接到發(fā)電機(jī)的三個(gè)接線柱上，搖轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)線圈，三個(gè)靈敏電流計(jì)都有擺動(dòng)，說(shuō)明三個(gè)線圈均產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，從而有三相交變電流通過(guò)。

如上圖所示，三相交流發(fā)電機(jī)內(nèi)有三個(gè)相差120°電角度的線圈，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就能產(chǎn)生三個(gè)在相位上相差120°的三相交流電了。

第二，了解三相正弦交流電的特點(diǎn)，如何表示三相正弦交流電：

重做三相正弦交流電產(chǎn)生的演示實(shí)驗(yàn)，搖動(dòng)線圈盡量均勻，讓學(xué)生仔細(xì)觀察三個(gè)電流計(jì)指針的擺動(dòng)情況，并讓學(xué)生思考：三個(gè)電流計(jì)指針擺動(dòng)為什么不同？他們所反映的三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)有何異同？

引導(dǎo)學(xué)生分析：三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)：

頻率相同、最大值相同、達(dá)到最大值的時(shí)刻落后三分之一周期

那么，該怎樣表示三相正弦交流電呢？下面將一起了來(lái)學(xué)習(xí)：

三相正弦交流電的表示法有三種，分別是：解析式表示法，波形圖表示法，相量圖表示法。

1. 解析式表示法

解析以u(píng)A為參考正弦量，則三相電壓的解析式（瞬時(shí)值表達(dá)式）為：

uA=Umsinωt

uB=Umωt-）

uC=Um

式中，uA，uB，uC，分別是三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，Um是最大值（峰值或振幅），是交流電的角頻率，單位為弧度/秒（rad/s），它表征正弦交流電流每秒內(nèi)變化的電角度；即120°表示該相電動(dòng)勢(shì)的初相位，也就是說(shuō)，uA的初相為0°電角度，uB的初相為-120°電角度，uC的初相為+120°電角度，它表示初始時(shí)刻（t=0時(shí)）三相交流電所處的電角度。

在此，解析式表示法（也叫做瞬時(shí)值表達(dá)式）中，分別把三相交流電的最大值（峰值、振幅）、角頻率（周期、頻率）、初相（相位）表達(dá)得清楚明了，這就像是一篇小說(shuō)，把一個(gè)故事交代的清楚完整，而小說(shuō)的三要素是人物、情節(jié)、環(huán)境，交流電也有最大值、頻率和初相三要素，如此，交流電的解析式表示法就好比文學(xué)體裁中的小說(shuō)。

2. 波形圖表示法

交流電的波形可以用示波器觀察到，將其在建立的直角坐標(biāo)系中直觀畫出隨時(shí)間變化的曲線，這種用正弦波形圖表示正弦交流電的方法，稱為波形圖表示法。

以熟悉的初相為0正弦函數(shù)式uA=Um的波形為參照，根據(jù)所需表示的正弦交流電的初相判定超前或滯后關(guān)系，將波形圖起點(diǎn)前移或后移相應(yīng)角度，結(jié)合最大值（或有效值）調(diào)整幅值，并按波形的自然趨勢(shì)補(bǔ)充完整，如圖所示：

波形圖中，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t或電角度ωt，縱坐標(biāo)表示隨時(shí)間變化的電壓（電動(dòng)勢(shì)、電流）的瞬時(shí)值，因此，波形圖上可以反映出交流電的最大值、頻率和初相。

用正弦波形這樣表示三相正弦交流電，直觀、清晰，這就好像文學(xué)體裁中的散文，波形飄逸，印象深刻，卻和散文一樣，形散而神不散。

3. 相量圖表示法

正弦交流電也可以用最大值相量或有效值相量表示，但通常用有效值相量表示。

（1）最大值向量表示法

最大值相量表示法是用正弦量的振幅值（最大值）作為相量的模（大?。?、用初相角為相量的幅角，例如有三個(gè)正弦量為：

e=60）V

u=30）V

i=5）A

則它們的最大值相量圖如圖所示：

（2）有效值相量表示法

有效值相量表示法用正弦量的有效值做為相量的模（長(zhǎng)度大?。杂贸跸嘟亲鰹橄嗔康姆?/p>

例如：

u=220）V

i=0.41

則它們的有效值相量圖如圖所示：

由此可見，一個(gè)正弦量只要知道它的最大值和初相，就可以用一個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量表示，矢量以角速度沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，其他的矢量就可以依次確定。

那么，以上的三相正弦交流電壓uA，uB，uC 也可以用如相量圖表示：

由此可見，用相量圖表示三相正弦交流電，圖形簡(jiǎn)單明了，卻意喻豐富，就好像文學(xué)體裁中的詩(shī)歌，詩(shī)歌的語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、跳躍，意象豐富，與相量圖表征三相交流電很相似。

總之，三相正弦交流電的三種表示法，可以分別對(duì)應(yīng)于小說(shuō)、散文、詩(shī)歌這三種文學(xué)體裁來(lái)進(jìn)行理解和記憶，解析式法對(duì)應(yīng)小說(shuō)，波形圖法對(duì)應(yīng)散文，相量圖法對(duì)應(yīng)詩(shī)歌，如此聯(lián)系教學(xué)，可以讓學(xué)生展開豐富的聯(lián)想，增強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶。

（作者單位：廣西扶綏縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校 532100）