《电工与电子技术》教学大纲.docx

1、电工与电子课程教学大纲、课程基本信息英文名称Electricalandelectronictechnology课程代码MEAU3063课程性质专业必修课程授课对象机械制造本科生学分2.5学时45指定教材电工学（第七版上下册）二、课程目标（四号黑体）（-）总体目标：（小四号黑体）电工与电子技术（一）是机械工程专业的一门必修课程，旨在培养学生掌握电工技术必要的基本概念、基本原理、基本定律。能独立地运用这些基本知识分析计算各种暂态电路、交流电路、三相电路，设计各种继电接触系统、了解直流电机和交流电机并能进行选型设计,并具有一定的解决工程实际问题的能力，为学习从事与本专业有关的工程技术奠定必要的基础。

2、（二）课程目标：（小四号黑体）电工与电子技术（一）是电气设计的基础学科。本课程主要内容包括：电路的基本概念和定律、电路的分析方法、电路的暂态分析、正弦交流电路、三相电路、交流电动机及继电器控制系统。了解电工技术的应用和发展概况，为学习后续课程以及从事与本专业有关的电工电子技术工作打下一定的基础。通过对该课程的学习，要求学生基本掌握电路、电机、交流电路、测量技术、控制技术的基本理论和基本分析方法；能够独立完成后续电工电子学实验；了解和使用实际生活中常见的电工、电子设备；掌握电工电子技术的基本应用。本课程的具体教学目标如下：1、掌握电路基本概念，基本定律、基本原理培养学生利用欧姆定律、基尔霍夫定律

3、、支路电流法、节点电压法、戴维南原理分析计算各种电路。2、掌握电路的分析方法、电阻串并联等效变换、支路电流法、节点电压法，理解戴维南原理。3、理解电路的暂态分析方法、储能元件和换路定则；掌握RC电路的三种响应，熟悉微分电流与积分电流。4、掌握正弦交流电的向量表示方法、单一参数的交流电路及多参数的交流电路并能进行计算，了解阻抗的串并联及功率因数提高方法。2. 讨论法：围绕电学基本应用、基本分析方法、理想运放与集成运放、数电和模电等主题组织学生进行讨论。3. 案例教学法：在进行基本理论中，结合相应的实践应用案例进行分析讲解，围绕案例组织学生进行主动分析、研讨。4. 实验法：通过实验课的具体操作，学

4、习基本电路的搭建与测试，形成基础的实践能力。八、考核方式及评定方法(-)课程考核与课程目标的对应关系课程考核以考核学生对课程目标的达成为主要目的，以检查学生对教学内容的掌握程度为重点。课程成绩包括三个部分：平时成绩、期中考试成绩、实验成绩、期末考试成绩。成绩的评定方式如下表所示:考核环节分值考核/评价细则课堂练习与课后作业2提交的课堂和课后作业，根据完成情况评分；全0部作业得分按20%计入总成绩期中考试成绩20根据试卷的成绩按20%计入总成绩实验10根据提交的实验报告进行评分，按10%计入总成绩期末考试成绩50根据考试试卷成绩按50%计入总成绩(-)评分标准作业评分标准表考核内容A(90-10

5、0)B(80-89)C(70-79)D(60-69)E(<60)给定课程习题的完成情况完整所有习题，答案正确正确完整大部分练习，答案基本正确完整部分练习，答案部分基本正确，操作较熟练不能完成基本练习，关键知识环节掌握一般。不能完成基本练习。实验报告评分标准报告内容A(90-100)B(80-89)C(70-79)D(60-69)E(<60)三个实验单独积分报告完整，完全按照规定格式书写，实验数据详实准确。报告完整，基本按照规定格式书写，实验数据准确。报告完整，基本按照规定格式书写，实验数据基本准确。报告完整，按照规定格式书写，实验数据大部分准确。报告不完整，格式书写不规范，实验不准

6、确。5、理解三相电路及三角形负载和星型负载，并能进行计算。6、了解交流电动机的基本原理，掌握异步机的启动方法及调速方法。7、了解继电器，掌握各种继电器、会分析和设计电动机的启动控制线路及正反转控制线路。通过启发拓展式教学，锻炼和培养学生自主学习的能力。（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表L课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表毕业要求指标点课程目标支撑关系论证说明1.工程知识：1-2针对机械设计、制造及测控方面的具体对象，能建立数学模型并求解；课程目标1:掌握电路基本概念，基本定律、基本原理培养学生利用欧姆定律、基尔霍夫定律、支路电流法、节点电压法、戴维南原理分析计算各种电路；教学

7、目标可以通过课堂提问、课堂习题、课后作业等大量练习来实现，从而使学生掌握电工的基本知识，培养了毕业要求指标点1-2所需的基本能力。能力的彳新量可以通过课后作业及考试相关设计题目的完成情况来衡量。因此，本课程对指标点1-2具有强支撑。2.问题分析：2-4能运用基本原理，借助文献研究，分析机械产品使用与运行过程、制造过程及测量与控制过程中的影响因素，获得有效结论；课程目标2:掌握电路的分析方法、交直流电路动、静态性能分析与计算，培养学生分析计算各种电路的能力；通过讲解和实际电路分析掌握交直流电路基本原理，培养了毕业要求指标点2-4所需的基本能力。能力的彳野量可以在学习作业、考试设置的相关内容来考察

8、和彳财量。因此，本课程对指标点2-4具有强支撑。4.研究：4-3能够根据实验方案搭建实验装置，采用科学的实验方法，安全地开展实验，正确地采集实验数据。课程目标3:根据掌握的基本原理搭建电路验证戴维南原理，搭建三相交流电路理解三角型负载和星形负载的特点，使学生能够在实际工程中正确使用三角形和星形负载。通过实际操作，加深学生对基本原理的理解和认识，锻炼学生动手能力，培养了毕业要求指标点4-3所需的能力。能力的衡量通实验报告完成情况考察和衡量。因此，本课程对指标点4-3具有强支撑。三、教学内容3.1课堂教学1、电路的基本概念与基本定律（3学时）（支撑教学目标1）1.1电路的作用与组成部分1.2电路模

9、型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1. 7电路中电位的概念及计算目标及要求：1）理解电压与电流参考方向的意义；2）理解电路的基本定律并能正确应用；3）了解电路的有载工作、开路与短路状态，理解电功率和额定值的意义；4）会计算电路中各点的电位。讨论内容电压和电流的参考方向、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律作业内容：电路的基本物理量及其参考方向，欧姆定律，电源的有载工作状态、开路和短路，基尔霍夫定律，电路中电位的概念及计算。2、电路的分析方法（3学时）2. 1电阻串并联连接的等效变换2.2电阻星型联结与三角型联结的等效变换2.3电源的两种模型

10、及其等效变换2.4支路电流法2.5结点电压法2.6叠加原理2. 7戴维宁定理与诺顿定理*2.8受控源电路的分析2.9非线性电阻电路的分析目标及要求：1）掌握支路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析方法。2）了解实际电源的两种模型及其等效变换。3）了解非线性电阻元件的伏安特性及静态电阻、动态电阻的概念，以及简单非线性电阻电路的图解分析法。讨论内容1）理解星型和三角形联结的等效变换；2）支路电流方法和节点电压法；3）掌握戴维南原理和诺顿定理。作业内容电压源和电流源及其等效变换，支路电流法，节点电压法；叠加原理，戴维南定理。3、电路的暂态分析（3学时）3. 1电阻元件、电感元件、电容元件3.

11、2储能元件和换路定则3. 3RC电路的响应3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法3.5微分电路和积分电路3.6RL电路的响应目标及要求：D了解电阻元件、电感元件与电容元件的特征；2）理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状态响应、全响应的概念，以及时间常数的物理意义；3）掌握换路定则及初始值的求法；4）掌握一阶线性电路分析的三要素法。讨论内容1）RCRL暂态的三种响应；2）微分电流和积分电路。作业内容换路定则与电压电流初始值的计算，一阶线性电路暂态分析的三要素法。4、正弦交流电路（9学时）4.1正弦电压与电流4.2正弦量的相量表示法4.3单一参数的交流电路4.4电阻、电感与电容元件串联交流电路4.

12、5阻抗的串联与并联4.6复杂正弦交流电路的分析与计算4.7交流电路的频率特性4.8功率因数的提高4.9非正弦周期交压和电流目标及要求1）理解正弦量的特征及其各种表示方法；2）理解电路基本定律的相量形式及阻抗；熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法，会画相量图；3）掌握有功功率和功率因数的计算，了解瞬时功率、无功功率和视在功率的概念；4）了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐振的条件及特征；5）了解提高功率因数的意义和方法。讨论内容1）掌握正弦量的向量几种表示方法；2）电阻、电感、电容元件交流电路的计算及向量表示；3）功率因数提高方法。作业内容相量表示法，单一参数的正弦交流电路，RLC串联的正弦交

13、流电路，阻抗的串、并联，功率因数的提高。5、三相电路（3学时）5.1三相电压5.2负载星形联结的三相电路5.3负载三角形联结的三相电路5.4三相功率目标及要求1）搞清对称三相负载Y和联结时相线电压、相线电流关系；2）掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用；3）掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。讨论内容星型连接和三角形连接区别及电压电流计算方法。作业内容三相电源电压，负载Y型/型联接的三相电路，三相功率的分析与计算。7、交流电动机（2学时）7.1三相异步电动机的构造7.2三相异步电动机的转动原理7.3三相异步电动机的电路分析7.4三相异步电动机转矩与机械特性7

14、.5三相异步电动机的起动7.6三相异步电动机的调速7.7三相异步电动机的制动7.8三相异步电动机铭牌数据7.9三相异步电动机的选择7.10同步电动机（略）7.11单相异步电动机目标及要求1）了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。2）理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和反转的方法，了解调速和制动的方法。3）理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。讨论内容1）三相异步电动机转差率；2）三相异步电动机启动性能；3）三相异步电动机启动方法。作业内容电磁转矩计算及制动计算10、继电接触控制系统（5学时）10.1常用控制电器10.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路10.3鼠笼式电动机正反转的控制

15、线路10.4行程控制10.5时间控制目标及要求：1）了解常用低压电器的结构、功能和用途；2）掌握自锁、联锁的作用和方法；3）掌握过载、短路和失压保护的作用和方法；4）掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。讨论内容各种继电器的区别和使用方法、鼠笼电机的启动方法及各种互锁电路。作业内容控制电器的结构和功能，鼠笼式电动机直接起动的控制线路，正反转控制线路。3.2实验环节实验一：直流电路实验（3学时）目标及要求：目标1）熟悉电路基本知识及接线技能2）熟悉叠加原理和戴维宁定理3）培养独立解决问题的能力要求1）预习实验电路，理解电路的工作原理。2）学习把

16、源于二端网络等效成戴维南电路并进行计算;3）掌握叠加原理。实验二：单相交流电路实验（3学时）目标及要求：目标1）掌握单相交流电路的特点；2）熟悉电路参数的测量和功率因数的提高3）培养独立分析问题的能力要求1）预习实验交流电路，理解电路的工作原理。2）能分析正弦交流电路；3）掌握L在交流中的特性。掌握提高功率因数的方法。实验三：三相交流电路实验（3学时）目标及要求：目标1）了解三相交流电路的特点；2）掌握三相异步电动机正反转控制电路的正确接线和操作过程;3）培养独立分析问题的能力要求1）预习实验交流电路，理解电路的工作原理。2）能分析正弦交流电路；3）设计三相异步电动机既能点动、又能连续运行的控

17、制电路，进而验证三相交流电路的电压、电流关系，以及三相电动机正反转表2：各章节的具体内容和学时分配表序号教学内容课时安排作业研讨实验小计1电路的基本概念与基本定律66122电路的分析方法663电路的暂态分析664正弦交流电路995三相电路3366交流电动机1.517直流电机1.518继电接触器控制系统33合计36945五、教学进度（四号黑体）表3：教学进度表（五号宋体）周次章节名称内容提要授课时数作业及要求备注1-2电路的基本概念与基本定律电路基本概念，基本定律、基本原理6课后作业3-4电路的分析方法利用欧姆定律、基尔霍夫定律、支路电流法、节点电压法、戴维南原理分析计算各种电路6课后作业5直流电路实验掌握直流电路相关操作与分析能力3实验报告6-7电路的暂态分析电路暂态分析6课后作业8-10正弦交流电路正弦交流电路分析9课后作业11单相交流电路实验单相交流电路3实验报告12三相电路三相电路3课后作业13交流电动机交流电机1.5课后作业13直流电机直流电机1.5课后作业10-12继电接触器控制系统继电接触器控制4课后作业13三相交流电路实验三相交流电路3实验报告六、教材及参考书目1.秦曾煌、姜三勇主编，电工学（第七版）-