“电工学课程中的思维方法及教学引导讨论摘要:非线性特性的线性化、分解与叠加、动态化为静态、对偶、等效变换等方法是电工学中常见的思维方法。在教学过程中注重对思维方法的概括与引导可以帮助学生理解所学定理、定律及分析方法的本质,从而掌握电路分析的基本规律,形成自己的认知结构,达到牢固记忆所学知识的目的。关键词:电工学;思维方法;教学引导一、非线性特性的线性化方法含有非线性元件的电路是非线性电路,对于非线性元件或非线性电路的分析都较为困难。而非线性特性的线性化方法是在某些特定条件下可以将非线性元件转化为线性元件,将非线性电路转化为线性电路,从而采纳线性化的理论与方法来进行分析和计算。如二极管、双极型晶体管都是非线性元件,因此含有二极管和双极型晶体管的电路都是非线性电路。但在小信号条件下,由于小信号引起的二极管导通压降的变化量和流过电流的变化量的伏安关系可以看成是一小段直线,因此此时的二极管就可以看成是线性元件。同样,在小信号条件下,双极型晶体管可以用一个由电阻和受控电流源所组成的小信号模型来等效,此时双极型晶体管就变成了线性元件,含有双极型晶体管的基本放大电路也就变成了线性电路,因此可以用线性电路的分析方法对放大电路做静态分析和动态分析。动态分析中的微变等效电路法实质上就是小信号条件下非线性电路线性化后的一种动态分析方法。二、分解与叠加的方法分解与叠加的方法本质上是把复杂事物分解成简单事物的一种简化方法,其最典型的应用就是叠加定理。叠加定理对含有多个电源的复杂电路分解成单个电源或分组电源的简单电路,则求多个电源共同作用下复杂电路的响应就可转化为求单个电源或分组电源的简单电路响应,最后再将求得的量相加。除此之外,分解与叠加的方法还分别运用在非正弦周期信号电路、动态电路、基本放大电路、运算放大电路等电路的分析中。[2]在非正弦周期信号电路中,先需要进行谐波分析,求出非正弦周期信号电源的直流重量和各次谐波重量,然后再求出直流重量和各次谐波重量分别单独作用时所产生的电压和电流,最后将属于同一支路的重量进行叠加得到实际的电压和电流。在一阶动态电路的分析中电路的全响应可以分解成零输入响应和零状态响应之和。基本放大电路则可以分解成直流通路和沟通通路,电路中的电压或电流瞬时量则是直流重量与沟通变化量之和。信号加法和减法等运算放大电路的分析与计算也可以看成是多个信号单独作用时电路输出相加的结...