电气工程概论第一章绪论.ppt

1 电气工程概论,1.1 电气工程在国民经济中的地位 1.2 电气科学与工程发展简史 1.3 电气工程发展前景 1.4 电气工程的理论基础,2,3,1.1 电气工程在国民经济中的地位,电气工程是与电能生产和应用相关的技术，同时它也是工程教育体系中的一个学科。 在我国高等学校的本科专业目录中，电气工程对应的专业是电气工程及其自动化或电气工程与自动化。,4,1998年国家颁布的大学本科专业目录,电机电器及其控制 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电气技术 工业自动化,电气工程及其自动化专业,注：在同时颁布的工科引导性专业目录中，把电气工程及其自动化专业和自动化专业中的部分合并为电气工程与自动化专业。,5,在研究生学科专业目录中，电气工程是工学门类中的一个一级学科，包含五个二级学科: 电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电力传动 电工理论与新技术,6,“电气工程” 的英文定义是： The branch of engineering science that studies the uses of electricity and the equipment for power generation and distribution and the control of machines and communication。（工程科学的一个分支，研究电气的应用和发配电设备与机械的控制以及通信）。 目前，我国的电气工程及其自动化专业不包括通信。,7,电气科学与工程的学科分类 电磁学与电路理论 电机电器学 电力系统 电工材料学 高电压与绝缘 电力电子学 脉冲功率技术 放电理论与放电等离子体 超导电工学 生物电磁学 电磁兼容 新能源与新发电技术,8,1.2 电气科学与工程的发展简史,9,10,11,带有莱顿瓶的起电机,12,13,14,15,16,安培与他的实验装置,17,欧姆与他的实验装置,18,法拉第与最早的发电机法拉第盘,19,20,皮克斯发明的直流发电机,21,雅可比发明的世界上第一台电动机模型与实用电动机,22,西门子与他的自激式发电机,23,麦克斯韦与他所著的电磁通论,24,电弧灯（左）与爱迪生发明的白炽灯,25,1882年，爱迪生在纽约建立发电厂,26,27,28,29,18701913年，以电气化为主要特征的第二次工业革命，改变了世界经济格局到1930年前后，电动洗衣机、电冰箱、空调、吸尘器相继问世。20世纪30年代，欧美先后完成电气化 二次大战后，电气工程逐渐分化出电子技术和计算机技术等新兴学科 今天，电能的应用已经渗透到社会生活的各个领域，创造了极大的生产力，彻底改变了人类的社会生活方式，被誉为“现代文明之轮”,30,电气工程,1.3 电气工程的发展前景,31,线控汽车,32,全电旅游船电气设备布置,33,多电飞机电气设备布置,34,智能楼宇示意图,35,近年来的研究热点： 电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各类问题； 生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术； 气体放电及多相混合体放电问题； 基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器； 反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及其观察和测量技术； 电能质量的理论及其测量、控制； 可再生能源发电、电能存储和电力变换技术； 现代测量原理及传感技术； 脉冲功率技术与低温等离子体应用基础； 电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、控制及规划的理论及其应用。,36,1.4 电气工程的理论基础,电路理论的基本概念与基本定律 电路的基本物理量及其正方向； 欧姆定律； 基尔霍夫定律。,37,二、电磁场理论的基本概念与基本定律,电磁场是广泛应用于技术与物理装置中传输与转换能 量或信号的一种基本物理媒介,38,1.5 电气工程常用的计算机程序简介,1. MATLAB,MATLAB是美国Mathwork公司自1984年开始推出的一种使用简便的工程计算语言，由于其强大的数值运算能力和开放灵活的应用界面而在科学技术和工程应用的各个领域得到广泛的应用.其数学计算部分提供了强大的矩阵处理和绘图功能。在工程仿真方面，MATLAB提供的软件几乎支持各个工程领域。,39,2. PSpice SPICE 是美国加州大学Berkely分校在20世纪70年代早期为集成电路仿真开发的，它是低功率等级电力电子最广泛应用的仿真程序。 微机版本的SPICE称为PSpice。,40,3.EMTP EMTP (Electro-Magnetic Transient Program) 是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件,是电力系统中高电压等级的电力网络和电力电子仿真应用最广泛的程序。 EMTP侧重的是系统级的运行工况而不是个别元件的细节。它包含电机、变压器、传输线、二极管、晶闸管和开关等元件的模