数学在电工电子课程中的应用

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1、数学在电工电子课程中的应用摘要：数学作为一门基础性学科，在各个学科中有比较广泛地应用，其中理工科学科应用数学最多。电工电子课程是集电路与磁路、电机与电气控制技术、数字电路和模拟电路等多门课程整合而成的，是高职高专院校所有工科非电类和部分电类专业的一门必不可少的重要的专业技术基础课程，该课程与数学紧密相连，必须先掌握数学知识，才能进行电工电子课程的学习。该文主要列举了向量在三相、单相交流电路和逻辑代数在数字电路中的应用，阐述了数学知识对于学习电工电子课程的重要性。通过数学课程与电工电子课程资源有效整合，能够实现学习专业课程良好的教学效果，对生产实践也具有一定的作用。中国8/vi

2、e　　关键词：数学；电工电子；整合　　中图分类号：G424文献标识码：A：1009-3044（2016）36-0149-02　　当今世界科技飞速发展，物理，化学，生物，建筑，信息技术等各种学科对于科技飞速的发展相当重要，而数学作为一门基础性学科，虽然比较抽象，不宜理解，但是它对于其他学科都有一定指导意义，数学对这些课程的推进提供了理论支持，从某种程度上来说，数学也间接推动了科技发展。不仅理工科要运用到数学，艺术类学科也还要用到数学，例如15世纪几何学的发展，给当时艺术家带来了很多灵感，因此毫不夸张地说，数学可以应用在任何领域。　　电工电子技术课程是高等职业学校一门重要的专业技

3、术基础课程。电工、电子技术应用十分广泛，发展异常迅速，并且渗透到其他学科领域，促进其飞速发展，电工电子技术课程能够突出基础性、体现先进性、加强实践性，结合最新的工程应用、技术和器件，将电路、模拟电子技术及数字电子技术等领域。通过本课程学习，学生可以掌握电工电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能的训练，了解电工、电子技术应用和发展概况，掌握常用电气设备的基本结构、工作原理及其使用特性，学会选择和使用一般常用的电子仪器仪表，为学生学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作奠定必要的基础。　　对于很多大学生，尤其是理工科类学生，在学习专业课时感觉看不懂，更谈不上去理解并应

4、用专业知识。这其中的原因有很多，很重要的一条就是数学课程没有学好，因为很多工科专业课程中的推导过程会涉及微积分方程、线性代数、复变函数和积分变换等知识，如果这些推导过程没有理解，只死记硬背最终的结论，这对于理工科学生来说，是不可取的，一段时间之后会忘记，更谈不到应用了。因此，数学对于工科学生的学习尤为重要，必须要在数学上弄的比较透彻，才能更好理解专业课的原理及其应用。　　1向量在数学中的应用　　1.1向量在三相交流电的应用　　三相交流电路是通过三相交流电源和三个复阻抗连接电路，工业及民用的交流电源一般是由三相交流电源供给的，三相交流电在发电、变配电、输电及用电等方面比其他电源

5、具有用料少、经济、用电设备结构简单、性能良好等优点，因此，三相交流电得到广泛应用。最常用的是对称三相电源，它是三个幅值相等、频率相同、相位互差120°电动势的电源供电系统，选取其中A相电动势的初相位为参考量，�t各项电动势的函数表达式为：　　[eA=Emsinsin（sin（∠0EB=Em∠-120°EC=Em∠120°]　　其中[Em]为幅值，后面的角度为相位角，因此，其三个电动势的向量如图1所示：　　通过向量图对正弦波函数进行了描述，然后将三个电压值相加可以得到：　　[eA+eB+eC=0]　　通过向量图将3个复杂的正弦函数相加，可以很方便地得到最终结果，避免了繁琐的运算

6、过程。教师通过作向量图，可以使学生很清楚地明白电压幅值等于向量的长度，图形箭头的方向决定了向量的方向，三相交流电的幅值相等，它们之间相会差120度。因此，通过向量图可以很直观的表述函数图像，并进行函数的运算，学生体会到数学的应用价值，　　1.2向量在单相交流电的应用　　除了三相交流电路，单相正弦交流电在电力系统得到广泛应用。发电、输配电，以及工农业生产和人民生活用电主要应用正弦交流电。很多同学对于直流电路的计算比较清晰，但是对于一涉及交流电中电容、电感等元器件就比较模糊了。利用向量可以很方便解决交流电路的计算，RL、RC、RLC串联电路的电压合向量如图2所示：　　从图2中可以

7、较清楚地看出电感电压、电容电压和电阻电压三者之间的相位关系，电阻电压的相位是为0度，电感电压的相位是90度，电容电压的相位是-90度，这样只要将向量首尾相连就很容易能够得到最终的计算结果，避免了繁琐的正弦函数运算，学生通过向量图也能更好理解三者电压的区别和联系。　　2逻辑代数在数字电路中的应用　　英国科学家乔治・布尔（George・Boole）创立了逻辑代数。逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法，是进行逻辑分析与综合的数学工具，也是分析和设计逻辑电路的数学基础。由于其逻辑变量只包含0和1，因此也称为