电工技术教学大纲
一、课程信息
开课单位 |
电气与信息工程学院 |
课程代码 |
GE02009 |
课程名称 |
电工技术 |
英文名称 |
Electrical Engineering |
任课教师 |
方厚辉 江亚群 陈洪云 李中发 邹津海 谭阳红 朱彦卿 向阳 邓林峰 张振军 冯垚径 梁桥康程苗苗 王亚 |
职务职称 |
教授、副教授、助理教授 |
课程性质 |
核心课 |
学 分 |
2 |
总 学 时 |
32+16+16 |
先修课程 |
高等数学 大学物理 |
开课学期 |
2012-2013学年春季学期 |
适应专业 |
非电类理工科各专业 |
二、课程内容
(一)课程教学目标
本课程是理工科非电类专业的一门技术基础课。应使学生通过本课程的学习,获得电工技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解电工技术的应用和我国电工技术发展的概况,为学习后续课程以及从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。
(二)基本教学内容
1、理论教学部分
掌握电路的基本概念和分析方法,熟练应用叠加定理、戴维南定理等方法分析计算复杂电路,掌握相量法、相量图法分析计算简单正弦交流电路,熟悉RC、RL一阶电路的基本概念及分析方法,并熟练掌握三要素法,掌握单相变压器的原理及三个变换特性,理解三相异步电动机的原理和机械特性,了解电动机的起动、调速、制动等使用方法,了解电动机继电接触器控制电路及几种保护方法。
第1章 电路的基本概念和定律
教学目的与要求:(1)理解电路模型及理想电路元件的伏安关系,了解实际电源的两种模型。(2)理解电流、电压的概念及参考方向的意义,电功率的概念及其计算。(3)了解电器设备的额定值的意义和电路的工作状态及特点。(4)理解并能熟练应用基尔霍夫电路定律。(5)了解电位的概念及计算。
教学重点:基尔霍夫定律及其应用。
教学难点:(1)基本物理量的参考方向。(2)电源的概念及特点。
教学内容:(1)电路及电路模型;(2)电路的基本物理量;(3)电路元件的伏安关系;(4)电气设备的额定值与电路的工作状态;(5)基尔霍夫定律;(6)电位的概念及计算。
第2章 电路的基本分析方法
教学目的与要求:(1)熟悉支路电流法、节点电压法、电源等效变换法、叠加定理、等效电源定理等电路分析方法。(2)理解电路等效的概念,掌握用电路等效概念分析计算电路的方法。
教学重点:(1)叠加定理及其应用。(2)等效电源定理及其应用。
教学难点:(1)叠加定理应用。(2)等效电源定理应用。
教学内容:(1)简单电阻电路分析;(2)复杂电阻电路分析;(3)电压源与电流源的等效变换;(4)电路定理。
第3章 单相正弦电路分析
教学目的与要求:(1)理解正弦交流电的基本特征量。(2)掌握正弦交流电的相量表示法及相量图法。(3)熟练分析简单正弦交流电路。(4)了解提高功率因数的方法及意义。(5)了解电路谐振的条件与特征。
教学重点:(1)正弦交流电的初相、相位、相位差和有效值的概念。(2)KCL、KVL和元件伏安关系的相量形式。(3)用相量图和相量关系式分析计算简单正弦交流电路。(4)正弦交流电路有功功率和功率因数。
教学难点:(1)正弦交流电初相、相位和相位差的概念。(2)正弦交流电的相量表示法。
教学内容:(1) 正弦交流电的基本概念;(2) 正弦交流电的相量表示法;(3) KCL、KVL及元件伏安关系的相量形式;(4) 简单正弦电路分析;(5) 正弦电路的功率;(6) 交流电路的频率特性。
第4章 三相正弦电路分析
教学目的与要求:(1)掌握三相电路中电源以及负载的连接方法。(2)掌握相电压与线电压、相电流与线电流在对称三相电路中的相互关系。(3)掌握对称三相交流电路电压、电流和功率的计算方法。(4)了解不对称三相负载星形接法电路中中线的作用。(5)了解安全用电的常识和重要性。(6)了解接零、接地保护的作用和使用条件。(8)了解静电保护和电气防火、防爆的常识。
教学重点:(1)对称三相电路中相电压与线电压、相电流与线电流的相互关系。(2)负载星形、三角形连接对称电路的计算
教学难点:负载星形和三角形连接电路特性的区别。
教学内容:(1)三相正弦交流电源;(2)三相电路中负载的连接及计算;(3)安全用电。
第6章 一阶动态电路分析
教学目的与要求:(1)理解换路定理、暂态、稳态以及时间常数的物理意义。(2)了解经典法分析一阶动态电路。(3)掌握三要素法分析一阶动态电路。(4)理解一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的概念。(5)了解微分电路和积分电路。
教学重点:(1)电路初始值的确定。(2)一阶电路的三要素分析方法。(3)时间常数的物理意义及其计算。
教学难点:(1)电流、电压初始值的确定。(2)一阶电路的三要素分析方法。
教学内容:(1)换路定理;(2)一阶动态电路的分析方法;(3)零输入响应和零状态响应;(4)微分电路与积分电路。
第7章 磁路与变压器
教学目的与要求:(1)了解交流铁心线圈电路。(2)了解变压器的基本结构、外特性、绕组的同极性端。(3)掌握变压器的工作原理和特性。(4)了解三相变压器。
教学重点:变压器的工作原理和特性。
教学难点:变压器的工作原理和特性。
教学内容:(1)交流铁心线圈电路;(2) 单相变压器;(3)三相变压器;(4)特殊变压器。
第8章 电动机
教学目的与要求:(1)掌握三相异步电动机的转动原理、机械特性及相关计算。(2)了解三相异步电动机的使用。
教学重点:(1)三相异步电动机的转动原理和机械特性。(2)三相异步电动机的铭牌数据及其相关计算。
教学难点:(1)三相异步电动机定子及转子的电压、电流关系分析。(2)三相异步电动机的机械特性。
教学内容:(1)三相异步电动机的结构及转动原理;(2)三相异步电动机的电磁转矩和机械特性;(3)三相异步电动机的运行与控制;(4)三相异步电动机的选择与使用;(5) 单相异步电动机。
第10章 继电接触器控制
教学目的与要求:(1)了解各种常用控制电器。(2)掌握鼠笼式三相异步电动机典型控制电路的工作原理。(4)了解过载保护、短路保护和失压保护的原理和方法。
教学重点:常用控制电路的分析。
教学难点:常用控制电路的分析。
教学内容:(1)常用控制电器;(2)三相异步电动机的基本控制电路;(3) 三相异步电动机的基本控制原则。
(三)实践环节要求
实验教学16学时,具体安排见本课程的实验教学大纲(另行制定)
(四)能力培养要求
1、分析能力的培养:培养学生能针对具体问题分析电路结构,能把一些较为复杂的电子电路分解为若干个较为简单的问题并进行正确的求解。
2、自学能力的培养:通过本课程的学习,要培养和提高学生对所学知识和规律进行整理、归纳、总结和消化吸收的能力;能围绕教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识的能力。
3、表达能力的培养:主要通过作业和课堂讨论,学会简明扼要的表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
4、自主创新能力的培养 培养学生学会独立思考,深入钻研问题的习惯。让学生通过教学各个环节以及课外实践(开放演示实验,自主研究性实验,与本课程相关的SIT计划)培养学生动手能力和探究能力。
三、学时分配
本课程大班授课教学学时为32学时,小班研讨课学时为16学时,实验学时为16学时。教学安排如下表:
大班授课主要内容 |
学时 |
小班研讨内容 |
学时 |
作业量批改要求 |
电路及电路模型 |
4 |
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|
平均每次课布置1~3个习题,每次批改作业不得少于总人数的三分之一至二分之一,其余部分可查可阅 |
电路的基本分析方法 |
4 |
电工领域发展状况及趋势 基尔霍夫定律 |
2 |
|
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电路分析方法研讨 |
2 |
单相正弦电路分析 |
7 |
相量法的应用 |
2 |
三相正弦电路分析 |
3 |
对称三相电路计算 |
2 |
一阶动态电路分析 |
4 |
换路定理、期中考试 |
2 |
|
|
一阶电路分析方法 |
2 |
磁路与变压器 |
3 |
变压器应用 |
2 |
电动机 |
4 |
|
|
继电接触器控制 |
2 |
电动机应用 电气原理图阅读 |
2 |
复习考试 |
1 |
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|
合 计 |
32 |
|
16 |
四、考核方式
平时成绩 30%
期中考试成绩 10%
期末考试成绩 60%
五、教材及参考书
推荐教材:《电工技术》,李中发主编,中国水利水电出版社
主要参考书:《电工学》下册,秦曾煌主编,高教出版社
《电工技术》,陈宗穆主编,湖南科技出版社
六、授课手段
课堂多媒体演示讲解;大班授课、小班研讨。