《 电工学 》课程教学大纲.doc

电工学 课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：070362课程名称：电工学（电工技术）英文名称：Electrical Engineering课程类别：专业基础课 学 时：54学分：2.5适用对象:理工科本科学生考核方式：考试（平时成绩占总成绩的百分之30）先修课程：二、课程简介中文简介：电工学是一门高等学校非电专业设置的技术基础课程，是一门理论性和实践性都很强的课程，对于学生的后续专业课程学习、毕业设计及毕业后从事工程实际工作起着重要的作用。主要内容包括：电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、正弦交流电路、三相电路、磁路与铁芯线圈电路、交流电动机、继电接触器控制系统和电工测量等。英文简介：Electrical Elegineering is a basic course of technology whose theoretical nature and practical nature are very strong, setupped by not-circuit specialty in the college.It plays important roles in specialtycourse-learning、graduate design and practical work after graduation.The main contents are as follows:basic ideas and basic laws of electric circuits;analytic method of electric circuits;sine ac circuits;three-phase circuits;magnetic circuits and coil circuits;alternative motor;relay-contatactor control system and electrical measurement,etc.三、课程性质与教学目的电工学是一门非电专业的技术基础课程，它的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并使他们受到必要的基本技能的训练。通过对基本理论、基本定律及基本分析方法的阐述和通过实例、例题和习题来说明理论的实际应用，以加深学生对理论的掌握和理解，以及了解电工技术的发展与生产发展之间的密切关系。四、教学内容及要求 第一章 电路的基本概念（一） 目的与要求1 了解电路中电压和电流的参考方向与实际方向；理解电路的欧姆定律。2 了解电源的有载、开路和短路状态；了解电路中的参考点的意义，掌握电位的计算。 3 理解结点、支路、回路基本概念。掌握电路的基尔霍夫定律。（二） 教学内容 第一节 1 主要内容：电路的作用与组成部分2 基本概念和知识点：电路、激励和响应的概念、电路的组成部分、电路的作用。3 问题与应用（能力要求）：通过电力系统和扩音机的例子了解电路的主要作用和组成部分。 第二节1 主要内容：电路模型2 基本概念和知识点：实际电路元件和理想电路元件、实际电路和电路模型。3 问题与应用（能力要求）：了解主要的理想电路元件，掌握电路元件的图形符号。 第三节1. 主要内容：电压和电流的参考方向2. 基本概念和知识点：电压、电流和电源的实际方向与参考方向。3. 问题与应用（能力要求）：了解电路图中所标的方向一般都是参考方向，掌握电压和电流的参考方向常见的表示方法。 第四节1. 主要内容：欧姆定律2. 基本概念和知识点：欧姆定律的内容和表示式、线性电阻的伏安特性曲线。3. 问题与应用（能力要求）：应用欧姆定律分析电路 第五节1. 主要内容：电源有载工作、开路与短路2. 基本概念和知识点：电源的外特性曲线；电源与负载的判别；额定值与实际值；开路电压；短路电流3. 问题与应用（能力要求）：了解电源有载工作、开路与短路情况下电压与电流的关系以及功率问题；掌握电源与负载的判别方法。 第六节1. 主要内容：基尔霍夫定律2. 基本概念和知识点：结点、回路、支路；基尔霍夫电流定律；基尔霍夫电压定律。3. 问题与应用（能力要求）：了解结点、回路、支路基本概念；应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律分析电路。 第七节1. 主要内容：电路中电位的概念及计算2. 基本概念和知识点：电位差、参考电位；电位的计算。3. 问题与应用（能力要求）：了解电路图中参考电位的表示符号；掌握电路中电位的计算。（三） 课后练习习题：1.2，1.4，1.5 1.11（四） 教学方法与手段本章教学主要采用的方法和手段有课堂讨论等。第二章 电路的分析方法（一）目的与要求1. 了解了解电阻串并联连接的等效变换。2. 理解结点电压、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理等基本概念。3. 掌握用等效电源定理、支路电流法、结点电压法、叠加原理和戴维宁定理与诺顿定理分析电路的方法。（二）教学内容第一节1. 主要内容：电阻串并联连接的等效电路2. 基本概念和知识点：电阻的串联和电阻的并联的等效条件；等效电阻。3. 问题与应用（能力要求）：掌握电阻串联电路的等效电阻以及电压分配情况；掌握电阻并联电路的等效电阻以及电流分配情况。第三节1. 主要内容：电源的两种模型及其等效变换2. 基本概念和知识点：电压源模型与理想电压源；电流源与理想电流源；两种模型的等效变换。3. 问题与应用（能力要求）：了解电压源和理想电压源的外特性曲线；了解电流源和理想电流源的外特性曲线；掌握两种电源模型的等效变换条件与方法；运用两种模型的等效变换方法简化和分析电路。第四节1. 主要内容：支路电流法2. 基本概念和知识点：复杂电路；支路电流法3. 问题与应用（能力要求）：掌握支路电流法的应用第五节1. 主要内容：结点电压法2. 基本概念和知识点：结点电压3. 问题与应用（能力要求）：掌握结点电压法的应用第六节1. 主要内容：叠加原理2. 基本概念和知识点：叠加定理3. 问题与应用（能力要求）：掌握叠加原理的应用第七节1. 主要内容：戴维宁定理与诺顿定理2. 基本概念和知识点：有源二端线性网络、等效电源；戴维宁定理；诺顿定理。3. 问题与应用（能力要求）：掌握戴维宁定理和诺顿定理的应用。路中电位的计算。（三） 课后练习习题：2.1.6；2.3.3；2.3.5；2.6.4；2.7.3；2.7.5（四）教学方法与手段本章教学主要采用的方法和手段有课堂讨论等。 第四章 单相交流电路 （一）目的与要求 1.了解正弦电压和电流的三要素以及正弦量的相量表示法。 2.掌握单一参数（电阻、电感、电容）元件电路中电压与电流之间的关系和功率。 3.掌握电阻、电感与电容元件串联的交流电路中电压与电流之间的关系和功率。 4.了解交流电路中阻抗的串联与并联；掌握功率因数提高的方法。 （二）教学内容 第一节 1. 主要内容：正弦电压与电流 2. 基本概念和知识点：正弦量；角频率；初相位和相位差；同相和反相。 3. 问题与应用（能力要求）：了解正弦量的三要素；了解同频率正弦量的相位差。 第二节 1. 主要内容：正弦量的相量表示法 2. 基本概念和知识点：相量；相量图；相量式 3. 问题与应用（能力要求）：了解正弦量的三种表示法；掌握正弦量的相量图和相量式法。 第三节 1. 主要内容：单一参数的交流电路 2. 基本概念和知识点：瞬时功率，平均功率，无功功率；容抗；感抗 3. 问题与应用（能力要求）：掌握单一参数（电阻、电感、电容）元件电路中电压与电流之间的关系；掌握单一参数元件的瞬时功率、平均功率、无功功率；了解电感元件的感抗同频率的关系和电容元件的容抗同频率的关系。第四节 1. 主要内容：电阻、电感与电容元件串联的交流电路 2. 基本概念和知识点：串联交流电路的阻抗、阻抗模、阻抗角；视在功率3. 问题与应用（能力要求）：掌握电阻、电感与电容元件串联的交流电路中电压与电流之间的关系；掌握串联交流电路的瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率；掌握相量图法分析串联交流电路的方法。 第五节 1. 主要内容：阻抗的串联与并联 2. 基本概念和知识点：阻抗的串联和阻抗的并联3. 问题与应用（能力要求）：掌握串联和并联阻抗的等效阻抗以及电流、电压分配情况。 第八节 1. 主要内容：功率因数的提高 2. 基本概念和知识点：功率因数；功率因数角。3. 问题与应用（能力要求）：了解提高功率因数的意义；掌握提高功率因数的方法。 （三）课后练习 习题： （四）教学方法与手段 本章教学主要采用的方法和手段有课堂练习和讨论等。 第四章 三相电路（一）目的与要求 1.掌握三相电源和三相负载的联结方式； 2.理解并掌握对称三相电路中的电压、电流和功率的计算； 3.了解三相四线制供电系统中中性线的作用。 （二）教学内容 第一节 1. 主要内容：三相电压 2. 基本概念和知识点：三相对称正弦电压；相序；中性点（零点）；星形联接；中性线；火线；相电压和线电压 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相交流电压的产生；掌握中性点、中性线、火线等基本概念；了解发电机绕组星形联接时线电压与相电压的关系。第二节 1. 主要内容：负载星形联结的三相电路 2. 基本概念和知识点：三相四线制电路；线电流和相电流；三相三线制电路 3. 问题与应用（能力要求）：掌握三相四线制电路中不对称负载和对称负载的线电流和相电流以及中性线电流；了解负载不对称而又没有中性线对负载相电压的影响；了解不对称负载星形联接时必须有中性线。第三节 1. 主要内容：负载三角形联结的三相电路 2. 基本概念和知识点：线电流和相电流 3. 问题与应用（能力要求）：掌握负载三角形联接时负载的相电压等于电源的线电压；对称负载三角形联接时线电流与相电流的关系。第四节 1. 主要内容：三相功率 2. 基本概念和知识点：有功功率、无功功率和视在功率 3. 问题与应用（能力要求）：掌握三相负载不对称和三相负载对称时的有功功率、无功功率和视在功率。（三）课后练习 习题：4.2； 4.3；4.4；4.6 （四）教学方法与手段 本章教学主要采用的方法和手段有课堂练习和讨论等。第六章 磁路与铁心线圈电路（一）目的与要求 1.了解磁场的基本物理量以及物质的磁性质； 2.掌握利用磁路的基本定律计算直流磁路； 3.了解交流铁心线圈电路中感应电动势与磁通的关系以及外加电压与磁通的关系； 4.了解变压器的工作原理和外特性曲线。（二）教学内容 第一节 1. 主要内容：磁路 2. 基本概念和知识点：磁感应强度；磁场强度；磁导率；磁通势；磁路的欧姆定律。 3. 问题与应用（能力要求）：了解磁场的基本物理量以及物质的磁性能；掌握磁路的欧姆定律和直流磁路的计算。第二节 1. 主要内容：交流铁心线圈电路 2. 基本概念和知识点：主磁通和漏磁通；主磁电动势和漏磁电动势；磁滞损耗和涡流损耗。 3. 问题与应用（能力要求）：了解交流铁心线圈感应电动势与磁通的关系；外加电压和磁通的关系；了解交流铁心线圈的功率损耗。第三节 1. 主要内容：变压器 2. 基本概念和知识点：电压变换、电流变换和阻抗变换。 3. 问题与应用（能力要求）：了解变压器分类和构造；理解变压器的工作原理（电压变换、电流变换和阻抗变换）；了解变压器的外特性以及损耗和效率。（三）课后练习 习题：6.1.1；6.3.1；6.3.3 （四）教学方法与手段 本章教学主要采用的方法和手段有课堂练习和讨论等。第七章 电动机（一）目的与要求 1.了解三相异步电动机的构造； 2.了解三相异步电动机的转动原理； 3.理解三相异步电动机的电路分析； 4.了解三相异步电动机的转矩与机械特性； 5.了解三相异步电动机的起动、调速和制动。（二）教学内容 第一节 1. 主要内容：三相异步电动机的构造 2. 基本概念和知识点：定子和转子；笼型和绕线型三相异步电动机。 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机的两个基本部分（定子和转子）；了解三相异步电动机的转子在构造上分为两种型式（笼型和绕线型）。第二节 1. 主要内容：三相异步电动机的转动原理 2. 基本概念和知识点：旋转磁场；电动机的转动原理；转差率。 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机旋转磁场的产生、旋转磁场的转向、旋转磁场的极数和旋转磁场的转速；了解电动机的转动原理；了解异步电动机的重要物理量（转差率）。 第三节 1. 主要内容：三相异步电动机的电路分析 2. 基本概念和知识点：定子电路；转子电路 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机定子电路的感应电动势；了解电动机转子电路的转子频率、转子电动势、转子感抗、转子电流和功率因数。第四节 1. 主要内容：三相异步电动机的转矩与机械特性 2. 基本概念和知识点：转矩公式；机械特性曲线 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机的转矩公式；了解电动机机械特性曲线以及曲线上的三个转矩（额定转矩、最大转矩和起动转矩）。第五节 1. 主要内容：三相异步电动机的起动 2. 基本概念和知识点：起动电流；起动转矩；直接起动；降压起动 3. 问题与应用（能力要求）：了解转动机的起动时的电流和转矩；掌握笼型电动机的两种常用起动方法（直接起动和降压起动）。第六节 1. 主要内容：三相异步电动机的调速 2. 基本概念和知识点：变频调速；变极调速；变转差率调速 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机的三种调速方法（变频调速、变极调速和变转差率调速）第七节 1. 主要内容：三相异步电动机的制动 2. 基本概念和知识点：能耗制动；反接制动；发电反馈制动 3. 问题与应用（能力要求）：了解三相异步电动机的制动方法（能耗制动、反接制动和发电反馈制动）（三）课后练习 习题：7.3.1；7.3.2；7.4.2 （四）教学方法与手段 本章教学主要采用的方法和手段有课堂练习和讨论等。第八章 继电接触器控制系统（一）目的与要求 1.了解常用控制电器； 2.了解笼型电动机直接起动的控制电路； 3.了解笼型电动机正反转的控制线路； （二）教学内容 第一节 1. 主要内容：常用控制电器 2. 基本概念和知识点：组合开关；按钮