电工电子技术 教学大纲

电工电子技术教学大纲01课程目标《电工电子技术》是电子信息、机械制造、自动化、车辆工程、能源与动力工程等专业的重要专业基础课。《电工电子技术》是一门具有较强实践性的技术基础课程，学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，可以获得电工和电子技术的基本理论和基本技能。为学习后续课程和专业课打好基础，也为今后从事工程技术工作和科学研究奠定一定的理论基础。培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力。《电工电子技术》的先修课：数学、物理等；开设学期：第三或第四；学时：64/32（理论64，实验32）；学分：4。通过本课程的学习，使学生具备如下知识和能力：（一）电路的基本概念和基本定律（1）了解电源、负载及中间环节在电路中的作用，熟悉电路三种基本工作状态和电气设备额定值的意义。（2）掌握电流、电压、电位、电动势及电功率的物理概念及参考方向；掌握电阻元件的连接特点及等效。（3）熟悉电压源与电流源的外特性，掌握电压源与电流源的等效变换。（4）掌握电路中节点、支路、回路的概念以及电位的计算；掌握欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律的意义及应用。（5）掌握使用直流仪表、万用表测量电压、电流的方法。（6）具有一定误差分析能力。（二）电路的基本分析方法和基本定理（1）掌握支路电流法、节点电压法分析电路的方法。（2）熟悉电感、电容的伏安特性；了解暂态的形成原因,熟悉暂态电路;理解初始值、稳态值、时间常数的基本概念及时间常数对暂态过程的影响。熟悉简单RC电路对矩形波的响应。（3）理解叠加原理、戴维南定理的意义，掌握叠加原理、戴维南定理的应用。（4）熟悉齐次定理、诺顿定理和最大功率传输定理的意义。（4）能够进行直流电路定理（如叠加原理）的实验室验证，并具有一定误差分析能力。（三）正弦波交流电路（1）理解瞬时值、幅值、周期、频率、角频率、相位、相位差、初相位等概念的物理意义；理解单一参数电路中的感抗、容抗的概念，功率、能量特征；理解RLC串、并联电路中的电抗、复阻抗的概念，功率、能量特征；（2）了解阻抗三角形、电压三角形、功率三角形；了解串联谐振、并联谐振现象和谐振电路特点；了解提高功率因数的意义和办法；（3）掌握正弦量的各种表示方法及相互转换，尤其是相量图表示方法；掌握相位差的计算方法；掌握利用阻抗分析单一参数正弦交流电路、RLC串、并联电路等简单交流电路的方法。（4）掌握实验室日光灯电路的接线方法。（5）掌握交流电流表、交流电压表和交流功率表的使用。（四）三相正弦波交流电及其应用（1）了解发输电、工业企业配电、安全用电以及节约用电常识，掌握防止触电的保护措施，实际中做到安全用电。（2）理解三相电压的形式和特点，理解中性线的作用，理解对称三相电压及相序的意义。（3）掌握三相对称负载

、△连接时负载相电压与线电压、负载相电流与线电流关系、功率（P、Q、S）计算方法。（4）熟练掌握交流电流表、交流电压表和交流功率表的使用。（5）学会三相交流负载的星形和三角形连接，掌握这两种接法的线电压和相电压、线电流和相电流的测量方法。（6）学会三相负载功率的测量方法。（五）变压器及其应用（1）了解磁路的基本物理量、铁磁性材料的基本特性和磁路的定律。（2）掌握变压器的电压变换、电流变换及阻抗变换作用。（3）理解变压器额定值的意义，了解几个特殊变压器的工作原理、用途。（4）了解实际变电所内整个变电流程。（5）掌握变压器的实际接线及工作原理及电压互感器、电流互感器的接线及工作原理。（6）能正确连接变压器线圈及判断绕组极性。（六）常见低压电器与电动机（1）了解常见低压电器的工作原理。（2）掌握常见低压电器图形符号、文字符号以及使用方法。（3）了解三相异步电动机的结构及其作用。了解其他电动机的的结构、特点及使用方法。（4）熟悉与三相异步电动机运行特性相关的重要参数。（5）理解三相异步电动机的启动、制动、调速、反转等使用方法，初步掌握三相异步电动机的控制。（6）能识别、使用常见低压电器，会选择、使用各种类型的电动机。（七）半导体器件与基本放大电路（1）了解半导体导电特性，熟悉PN结的单向导电性。（2）了解二极管、三极管、绝缘栅场效应管的基本结构及工作原理；了解晶闸管的结构，熟悉晶闸管的工作特点。（3）理解二极管的单向导电性、掌握二极管的伏安特性及主要参数。熟悉三极管的电流及电压放大作用，掌握三极管的输入特性、输出特性曲线及主要参数。掌握三极管和场效应管的工作条件和工作特点。（4）熟悉基本放大电路的组成、各元件的作用及工作原理；熟悉功率放大电路的作用、工作原理；了解多级放大电路的耦合方式及其特点；了解单级和多级放大电路的频率响应。（5）理解放大电路设置静态工作点的必要性；分压式偏置电路稳定静态工作点设计要求；放大电路中容易出现的失真问题及消除措施。（6）掌握基本放大电路静态工作点分析的图解分析法与估算分析法；掌握动态分析的图解分析法和微变等效分析法及相关计算；掌握功率放大电路最大输出功率、效率、管耗的估算。（7）根据外形及标号能辨认出二极管、三极管、场效应管和晶闸管；学会半导体二极管、三极管和场效应管的检测和判断。（8）学会放大电路测量和调试的方法，会使用简单放大电路。（八）集成运放放大器和其他模拟集成电路（1）了解集成电路的特点和分类，了解集成运放的应用领域。（2）理解集成运放放大器技术指标，理解集成运放的工作特点。（3）掌握反馈类型的判别，理解反馈对放大电路性能的影响。（4）掌握模拟运算电路工作原理和功能的分析。（5）熟悉集成运放构成的信号处理电路和信号产生电路。（6）掌握集成模拟乘法器、集成功率放大器的应用。（7）学会集成运放的参数测量和调试。（8）会分析模拟运算等电路功能，并能根据实际需要，设计相应应用电路。（九）直流稳压电源（1）熟悉直流稳压电源的类型及基本组成。了解开关稳压电路的类型、结构特点。（2）了解半波整流，熟悉桥式整流电路的工作原理，掌握桥式整流电路的技术指标及应用。（3）熟悉滤波电路的类型及特点，掌握电容滤波电路的技术指标及应用。（4）熟悉稳压电路的类型及特点，掌握三端点集成稳压器的应用方法。（5）会分析线性稳压电源电路；会识别常用三端点集成稳压器芯片及引脚.（6）会使用三端点集成稳压器设计直流稳压电源。（十）集成门电路和组合逻辑电路（1）熟悉数字电路的特点和分类；掌握常见的数制及相互转换方法；熟悉码制及相互转换方法。（2）熟悉逻辑函数的各种运算以及公理、公式；熟悉逻辑函数的表示方法及相互转换；掌握逻辑函数的化简方法。（3）了解集成门电路的电路结构和工作原理，理解常用TTL、CMOS集成门各项参数的含义；掌握常用TTL、CMOS集成门的逻辑功能及使用方法。（4）掌握组合逻辑电路的特点及分析方法、设计方法：了解数字逻辑电路的竞争冒险现象。（5）了解常用中规模组合集成芯片的电路结构和工作原理；熟悉常用中规模组合集成芯片的功能、特点、扩展；掌握利用中规模组合集成芯片实现组合电路的方法。（6）能够正确识别和使用常用集成门和组合逻辑芯片。（十一）集成触发器和时序逻辑电路（1）了解集成触发器的电路结构和工作原；理理解常用集成触发器的各项参数的含义。（2）熟悉集成触发器的动作特点，掌握常用集成触发器的逻辑功能，理解常用触发器之间的相互转换。（3）理解特性方程、状态图、时序图等时序逻辑电路的基本描述方法，掌握时序逻辑电路的特点及分析方法，能够分析简单时序逻辑电路。（4）了解时序逻辑电路的竞争冒险现象；了解集成计数器、寄存器芯片的电路结构，熟悉其功能。（5）能够正确识别和使用常用触发器、寄存器、计数器集成芯片。（6）掌握常用集成计数器、寄存器的的功能扩展，学会集成触发器、集成计数器、集成寄存器的性能测试方法、使用方法。（7）了解555定时器的电路结构，掌握555定时器的功能及构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的方法。（8）能够正确识别和使用555定时器芯片，学会555定时器的性能测试方法、使用方法。（十二）大规模集成电路（1）掌握数/模转换及模/数转换的概念，理解数/模转换及模/数转换的原理及方法。（2）了解DAC的电路结构，理解DAC的性能参数，掌握DAC0832集成芯片的外部引线及使用方法；了解ADC的电路结构，理解ADC的性能参数，掌握ADC0809集成芯片的外部引线及使用方法。（3）了解ROM、RAM的电路结构，熟悉ROM、RAM的不同类型及特点，掌握ROM、RAM扩展存储容量的方法。（4）掌握使用存储器设计简单组合逻辑电路的方法。（5）了解可编程逻辑器件。（6）能够正确识别常用ADC、DAC、ROM、RAM芯片的引脚，能够设计简单应用电路，并组装调试，例如数字电压表。通过学习锻炼，还要养成良好的职业素质：要热爱本专业技术工作；具有较好的职业道德；具有对新知识、新技能的学习能力和创新能力；具有团队精神和组织协调能力。02课程内容与学时分配（一）理论课程内容与学时分配表《电工电子技术》课程主要以讲授、讨论、分析计算为主，以课堂测验为辅。课堂教学将利用MOOC平台和先进通讯工具辅助教学，调动学生学习积极性，提高教学效率。内容与学时分配如下：1电路基本概念和基本定律（共4学时，包括电路及元件的基本物理量概念；欧姆定律和基尔霍夫定律；电压源和电流源的等效变换）；2电路的基本分析方法和基本定理（共6学时，包括支路法、节点法；暂态分析；叠加定理、戴维南定理、最大功率传输定理）；3正弦交流电路（共6学时，包括正弦交流电基础、单一元件交流电路、RLC串并联电路及谐振问题、功率和功率因数）；4三相交流电及其应用（共4学时，包括三相交流电源、三相交流负载、三相交流电路功率以及安全用电、节约用电等）；5变压器及应用（共2学时，包括磁路基础、变压器结构原理及应用等）；6常用低压电器与发动机（共2学时，包括常用低压电器、三相异步电动机的特性及应用，其他电动机）；7常用半导体器件与基本放大电路（共10学时，包括晶体二极管的伏安特性、参数及选用；三极管的特性、主要参数及选用；场效应管和晶闸管、三极管放大电路的静态工作点的设置、静态及动态参数估算及各种电路的特点及应用；功率放大电路、多级放大电路）；8集成运算放大器及其他模拟集成电路（共6学时，包括集成运放的特点、技术指标、工作特点、反馈、比例运算电路、求和运算电有源滤波器、电压比较器；集成功率放大器、集成乘法器）；9直流稳压电源（共4学时，包括直流稳压电源的组成、类型与技术指标、单相整流电路和滤波电路、三端稳压器）；10逻辑门与组合逻辑电路（共8学时，包括数制与编码、逻辑代数运算、逻辑函数的化简、逻辑门电路、组合电路的分析与设计和中规模逻辑模块及其应用）；11触发器和时序逻辑电路（共10学时，包括触发器的逻辑功能及应用；计数器的功能及应用；移位寄存器的功能及应用；555定时器及其应用）；12大规模集成电路（共2学时，包括D/A转换器、A/D转换器、半导体存储器）。（二）课程实验教学内容及要求电工电子技术课程实验注重基础知识、基本技能的培养，以加强学生基本电工技术训练，着重于实验操作和实践技能的训练，以期达到用所学电路理论知识解决实际问题的能力，为学生适应社会各方面工程实际需要打下良好的基础，使学生初步具备验证电路、设计电路、处理实际线路的能力。通过实验，使学生具备如下知识和能力：（1）设备操作、报告撰写基本能力，培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。（2）过该实验课的基本训练，使学生学会正确使用各种常规的电气仪器仪表，训练学生的实际动手能力。本课程实验学时共32学时，设16个实验(不同专业可以精心选择)。实验内容与学时分配如下：1电工仪表的使用及测量误差；2电路元器件伏安特性；3电路定理的验证；4电压源与电流源的等效变换；5RC一阶电路的响应测试；6典型电信号的观察与测量；7正弦稳态交流电路相量的研究；8功率因数及相序的测量；9半导体器件及基本放大电路测试；10负反馈放大电路测试；11正弦波信号产生电路测试；12集成门电路测试；13组合逻辑电路的设计与测试；14集成触发器测试；15集成计数器测试；16集成555定时器的应用。03课程教学方法与手段（一）教学方法建议采用案例教学、引入实际项目，结合实际项目、案例理论分析电工电子技术；同时利用实物展示、现场示范、视频、动画和其他多媒体教学。以理论教学为主，实践教学为辅，理论与实践有效结合。在理论教学时，辅助应用多媒体教学方式。在实践教学时，注重实用性和趣味性相结合。教学方式主要是课堂讲授。条件具备时，使用CAI方式。（二）学习方法建议课前预习--课中学习--课后复习，利用视频、动画、头脑风暴法和其他多媒体学习方法。04课程有关说明本课程的先修课程为高等数学、大学物理、线性代数。学生通过本课程的学习，并为后续课程的学习和研究打下必要的电路理论基础。本课程的很多内容都与信号与系统、自控原理有联系，与这些课程相关内容的衔接和铺垫应该特别设计，才能为后续相关内容积累良好的先验知识，已达到有效内化的目的。该课程是车辆、自动化等专业最重要的专业基础课之一，内容设计很多定理和方法，不同电路的分析计算，学习过程中一定要使学生多加练习，方能掌握相关定理和方法。通过实验课帮助学生更好地掌握课程内容，加深对理论知识的理解，建立知识体系框架。学生通过本课程的学习，将为后续大部分专业骨干课程奠定理论基础，构建工程基本框架，为相关控制技术的学习提供必要的专业基础。05考核方式为全面考核学生的知识与技能掌握情况，本课程主要以过程考核为主。课程考核涵盖项目（学习情境）任务全过程，主要包括项目计划制定、项目实施过程、项目实施结果等几个方面。每一项目的各考核点应综合反映学生的知识理论水平、实际操作或运用能力及综合素质的表现掌握情况。基于《