电工学⑶教学大纲.docx
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电工学⑶教学大纲.docx
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电工学⑶教学大纲
电工学⑶课程教学大纲
课程中文名称:
电工学⑶课程英文名称:
Electrotechnics
课程类别:
基础课程/必修 课程编号:
课程归属单位:
电气工程学院
制定时间:
2006年8月28日
一、课程的性质、任务
⒈本课程的基本类型、性质和任务
本课程是高等学校本科非电类专业的一门技术基础课程。
目前,电工电子技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域,促进其发展,在我国现代化建设中具有重要的作用。
本课程的作用与任务是:
使学生通过本课程的学习,获得电工电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解电工电子技术应用和我国电工电子事业发展的概况,为今后学习和从事与本专业有关的工作打下一定的基础。
2教学的基本要求(参照国家教育部对电工学课程的要求制定)
电工学⑴(上)包括电路理论、电机及传动控制、可编程控制器、安全用电四部分。
⑴电路理论的基本要求和基本内容
1)理解电路模型及理想电路元件(电阻、电感、电容、电压源和电流源)的电压-电流关系。
理解电压、电流参考方向的意义。
2)理解基尔霍夫定律,了解支路电流法、结点电压法、诺顿定理,理解叠加定理和戴维宁定理。
3)了解电功率和额定值的意义。
4)了解电源的两种模型及其等效变换。
5)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。
了解简单非线性电阻电路的图解分析法。
6)理解电路的暂态、换路定律和时间常数的基本概念;掌握一阶电路暂态分析的三要素法。
7)理解正弦交流电的三要素、相位差,有效值和相量表示法。
8)理解电路基本定律的相量形式和相量图,掌握用相量法计算简单正弦交流电路的方法。
9)理解和掌握正弦交流电路有功功率、功率因数的概念和计算,理解无功功率和视在功率的概念,理解提高功率因数的方法及其经济意义。
10)理解正弦交流电路串联谐振的条件及特征,了解正弦交流电路并联谐振的条件及特征。
11)掌握三相四线制电路中电源及三相负载的正确联接,了解中线的作用,掌
握对称三相交流电路电压、电流和功率的计算。
12)了解非正弦周期信号线性电路的基本概念。
⑵电机及传动控制的基本要求和基本内容
1)了解磁路的基本概念。
2)了解变压器的基本结构、工作原理、额定值的意义、外特性及绕组的同极性端。
了解三相电压的变换。
3)了解三相异步电动机的基本结构、转动原理、转距特性和机械特性。
了解三相异步电动机起动、调速和铭牌数据的意义。
4)了解单相异步电动机的工作原理和起动方法。
5)了解常用控制电器(断路器、组合开关、按钮、行程开关、交流接触器、热继电器、中间继电器、时间继电器)。
6)了解继电接触器控制系统的基本控制电路(直接起动、正反转、顺序控制)。
⑶可编程控制器的基本要求和基本内容
(1)了解可编程控制器的硬件结构和工作原理
(2)了解可编程控制器的指令系统和编程方法
⑷安全用电的基本要求和基本内容
(1)了解发电输电配电的一些常识
(2)了解安全用电的常识和重要性
(3)了解接零、接地保护的作用和使用条件
(4)了解节约用电的常识
⒊大纲适用的专业、课时数
工学类各非电专业及热动专业课时数:
60学时
4本课程与其它课程的联系和分工
先修课程:
高等数学、普通物理、工程数学,本课程在选修完高等数学、工程数学、普通物理基础上开设。
5推荐教材及参考书
⑴秦曾煌《电工学》上册电工技术高教出版社第六版
⑵姚海彬《电工学》上册电工技术高教出版社第二版
⑶孙骆生《电工学》上册、下册高教出版社第三版
⑷罗守信《电工学》上册电工技术高教出版社第三版
⑸邱关源《电路》高教出版社第四版
⑹黄明琪《可编程控制器》重庆大学出版社第一版
6使用的教学方法
采用启发式教学,以“少而精”为原则,精选教学内容,精讲多练,适当增加习题课,用习题课的方式巩固学生所学内容。
二、各章节教学内容和要求
第一章电路的基本概念与基本定律
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)理解电路模型及理想电路元件的特点;
(2)理解电压、电流参考方向的意义;
(3)理解基尔霍夫定律,并能正确应用;
(4)了解电功率和功率平衡的概念,了解额定值的意义;
(5)会计算电路中的电位;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)理解电路模型及理想电路元件的特点;
(2)理解电压、电流参考方向的意义;
(3)理解基尔霍夫定律,并能正确应用;
(4)了解电功率和功率平衡的概念,了解额定值的意义;
(5)会计算电路中的电位;
⒊教学重点和难点:
(1)电压和电流的参考方向;
(2)基尔霍夫定律;
(3)电路中电位的计算;
⒋教学内容:
1-1电路的作用与组成部分
1-2电路模型
1-3电压和电流的参考方向
1-4欧姆定律
1-5电源有载工作状态、开路与短路
1-5-1电源有载工作状态
1-5-2电源开路
1-5-3电源短路
1-6基尔霍夫定律
1-6-1基尔霍夫电流定律
1-6-2基尔霍夫电压定律
1-7电路中电位的概念及计算
第二章电路的分析方法:
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点;
(1)理解实际电源的两种模型及其等效变换;理想电压源和理想电流源的特点。
(2)掌握用支路电流法、结点电压法、叠加原理和戴维宁定理分析电路的方法,了解诺顿定理分析电路的方法;
(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,了解简单非线性电阻的图解分析法;
(4)了解受控电源的定义和特点;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)理解实际电源的两种模型及其等效变换;理想电压源和理想电流源的特点。
(2)掌握用支路电流法、结点电压法、叠加原理和戴维宁定理分析电路的方法,了解诺顿定理分析电路的方法;
(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,了解简单非线性电阻的图解分析法;
(4)了解受控电源的定义和特点;
⒊教学重点和难点:
(1)电压源与电流源及其等效变换,理想电压源和理想电流源的特点。
(2)支路电流法
(3)叠加原理
(4)戴维宁定理
(5)受控电源的定义和特点
⒋教学内容:
2-1电阻串并联接的等效变换
2-1-1电阻的串联
2-1-2电阻的并联
2-3电压源与电流源及其等效变换
2-3-1电压源
2-3-2电流源
2-3-3电压源与电流源的等效变换
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受控电源电路的分析
2-9非线性电阻电路的图解分析
第三章电路的暂态分析:
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点;
(1)了解电阻电感电容元件的特点;
(2)理解换路定则,掌握暂态过程初始值的计算方法;
(3)了解RC和RL电路的零输入、零状态和全响应的分析方法,了解时间常数的物理意义;
(4)熟练掌握求解一阶暂态电路的三要素分析方法;
(5)了解微分电路和积分电路;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解电阻电感电容元件的特点;
(2)理解换路定则,掌握暂态过程初始值的计算方法;
(3)了解RC电路的零输入、零状态和全响应的分析方法,了解时间常数的物理意义;
(4)熟练掌握求解一阶暂态电路的三要素分析方法;
⒊教学重点和难点:
(1)求解一阶暂态电路的三要素分析方法;
(2)换路定则,暂态过程初始值的计算方法;
⒋教学内容:
3-1电阻元件电感元件与电容元件
3-2储能元件和换路定则
3-3RC电路的响应
3-3-1RC电路的零输入响应
3-3-2RC电路的零状态响应
3-3-3RC电路的全响应
3-4一阶线性电路暂态分析的三要素法
第四章正弦交流电路
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值和相量表示法;
(2)理解电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图,熟练掌握简单正弦交流电路的相量计算、复阻抗计算、功率及功率因数计算方法,掌握相量图的画法;
(3)了解正弦交流电路瞬时功率的概念,理解和掌握有功功率、功率因数的概念和计算,了解无功功率和视在功率的概念,了解提高功率因数的方法及其经济意义;
(4)理解串联谐振概念并熟悉其条件及特征,了解并联谐振的条件和特征;
(5)了解非正弦周期信号线性电路的基本概念;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值和相量表示法;
(2)理解电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图,熟练掌握简单正弦交流电路的相量计算、复阻抗计算、功率及功率因数计算方法,掌握相量图的画法;
(3)理解和掌握正弦交流电路有功功率、功率因数的概念和计算,了解无功功率和视在功率的概念,了解提高功率因数的方法及其经济意义;
(4)理解串联谐振概念并熟悉其条件及特征,了解并联谐振的条件和特征;
(5)了解非正弦周期信号线性电路的基本概念;
⒊教学重点和难点;
(1)正弦量的相量表示法
(2)简单正弦交流电路的相量计算、复阻抗计算、有功功率、无功功率和视在功率的计算及功率因数计算方法,相量图的画法;
(3)阻抗的串联与并联
(4)有功功率、无功功率和视在功率的计算
⒋教学内容:
4-1正弦电压与电流
4-1-1频率与周期
4-1-2幅值与有效值
4-1-3初相位
4-2正弦量的相量表示法
4-3-1电阻元件的交流电路
4-3-2电感元件的交流电路
4-3-3电容元件的交流电路
4-4电阻、电感与电容元件串联的交流电路
4-5阻抗的串联与并联
4-5-1阻抗的串联
4-5-2阻抗的并联
4-7-2谐振电路
一、串联谐振
二、并联谐振
4-8功率因数的提高
4-9非正弦周期电压和电流
第五章三相电路
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)掌握对称三相交流电路相电压、线电压、电流和功率的计算方法;
(2)了解不对称负载的电路计算,掌握中线的作用;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)掌握对称三相交流电路相电压、线电压、电流和功率的计算方法;
(2)了解不对称负载的电路计算,掌握中线的作用;
⒊教学重点和难点;
对称三相交流电路相电压、线电压、电流和功率的计算方法;
⒋教学内容:
5-1三相电压
5-2负载星形联接的三相电路
5-3负载三角形联接的三相电路
5-4三相功率
第六章磁路与铁心线圈电路
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)了解磁路的基本物理量及磁性材料的磁性能,掌握简单磁路的计算方法,了解交流铁心线圈电路的基本电磁关系;
(2)了解变压器基本结构、外特性及损耗,理解变压器工作原理、铭牌参数的意义,了解自耦变压器和电流互感器的特点;
(3)熟练掌握单相、三相变压器原、副边电流、电压、容量、变比计算方法;
(4)理解变压器绕组同名端的概念;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解磁路的基本物理量及磁性材料的磁性能,掌握简单磁路的计算方法,了解交流铁心线圈电路的基本电磁关系;
(2)了解变压器基本结构、外特性及损耗,理解变压器工作原理、铭牌参数的意义,了解自耦变压器和电流互感器的特点;
(3)熟练掌握单相、三相变压器原、副边电流、电压、容量、变比计算方法;
(4)理解变压器绕组同名端的概念;
⒊教学重点和难点:
(1)单相、三相变压器原、副边电流、电压、容量、变比计算方法;
(2)变压器工作原理、铭牌参数的意义,变压器绕组同名端的概念;
⒋教学内容:
6-1磁路及其分析方法
6-2交流铁心线圈电路
6-3变压器
6-3-1变压器的工作原理
6-3-2变压器的外特性
6-3-3变压器损耗与效率
6-3-4特殊变压器
6-3-5变压器绕组的极性
第七章交流电动机
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)了解三相异步电动机的基本结构,理解三相异步电动机的工作原理、机械特性,理解铭牌参数的意义;
(2)掌握起动和反转的方法,了解调速方法及其发展,了解制动方法;
(3)熟练掌握三相异步电动机的额定电流、额定电压、转差率、转矩、功率因数、效率、额定转速、转子电流频率等的计算;
(4)掌握三相异步电动机星形-三角形换接起动及自耦变压器降压起动的起动转矩、起动电流的计算;
(5)了解单相异步电动机的工作原理;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解三相异步电动机的基本结构,理解三相异步电动机的工作原理、机械特性,理解铭牌参数的意义;
(2)掌握起动和反转的方法,了解调速方法及其发展,了解制动方法;
(3)熟练掌握三相异步电动机的额定电流、额定电压、转差率、转矩、功率因数、效率、额定转速、转子电流频率等的计算;
(4)掌握三相异步电动机星形-三角形换接起动及自耦变压器降压起动的起动转矩、起动电流的计算;
(5)了解单相异步电动机的工作原理;
⒊教学重点和难点:
(1)三相异步电动机的额定电流、额定电压、转差率、转矩、功率因数、效率、额定转速、转子电流频率等的计算;
(2)三相异步电动机星形-三角形换接起动及自耦变压器降压起动的起动转矩、起动电流的计算;
⒋教学内容:
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
7-3-1定子电路
7-3-2转子电路
7-4三相异步电动机的转矩与机械特性
7-4-1转矩公式
7-4-2机械特性曲线
7-5三相异步电动机的起动
7-5-1起动性能
7-5-2起动方法
7-6三相异步电动机的调速
7-6-1变频调速
7-6-2变极调速
7-6-3变转差率调速
7-7三相异步电动机的制动
7-8三相异步电动机的铭牌数据
7-11单相异步电动机
第10章继电接触器控制系统
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)了解常用低压电器的结构和功能;
(2)掌握继电接触器控制电路的自锁、联锁控制原则,了解行程、时间等控制原则;
(3)了解过载、短路和失压保护的方法
(4)能读懂简单的控制电路原理图;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解常用低压电器的结构和功能;
(2)掌握继电接触器控制电路的自锁、联锁控制原则,了解行程、时间等控制原则;
(3)了解过载、短路和失压保护的方法;
(4)能读懂简单的控制电路原理图;
⒊教学重点和难点:
(1)直接起动控制线路及自锁;
(2)正反转控制线路及联接;
(3)控制电路中的过载、短路和失压保护;
⒋教学内容:
10-1常用控制电器
10-1-1组合开关
10-1-2按钮
10-1-3交流接触器
10-1-4中间继电器
10-1-5热继电器
10-1-6熔断器
10-1-7自动空气断路器
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、反转的控制线路
10-4行程控制
10-5时间控制
第11章可编程控制器控制及其应用
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)了解可编程控制器的硬件结构和工作原理;
(2)了解可编程控制器的指令系统和编程方法;
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解可编程控制器的硬件结构和工作原理;
(2)了解可编程控制器的指令系统和编程方法;
⒊教学重点和难点:
可编程控制器的指令系统和编程方法;
⒋教学内容:
11-1可编程控制器的结构和工作方式
11-1-1可编程控制器的结构和各部分的作用
11-1-2可编程控制器的工作方式
11-1-3可编程控制器的主要技术性能
11-1-4可编程控制器的主要功能和特点
11-2可编程控制器的程序编制
11-2-1可编程控制器的编程语言
11-2-2可编程控制器的编程原则和方法
11-2-3可编程控制器的指令系统
11-3可编程控制器的应用举例
11-3-1三相异步电动机星形-三角形换接起动控制
11-3-2加热炉自动上料控制
第12章工业企业供电与安全用电
⒈该章的基本内容、基本要求与基本知识点:
(1)了解发电输电配电的一些常识
(2)了解安全用电的常识和重要性
(3)了解接零、接地保护的作用和使用条件
(4)了解节约用电的常识
⒉要求学生掌握的基本概念、理论、原理:
(1)了解发电输电配电的一些常识
(2)了解安全用电的常识和重要性
(3)了解接零、接地保护的作用和使用条件
(4)了解节约用电的常识
⒊教学重点和难点:
接地和接零保护的作用和使用条件
⒋教学内容:
12-1发电和输电概述
12-2工业企业配电
12-3安全用电常识
12-3-1电流对人体的危害
12-3-2触电方式
12-3-3接地和接零
12-4节约用电
三、实践教学内容与要求
电工学实验
序
号
电工学实验
学
时
实验目的
1
叠加原理、戴维宁定理的验证
2
验证叠加原理、戴维宁定理的正确性,学会使用数字万用表和直流稳压电源。
2
日光灯电路
2
掌握提高功率因数的方法,学会使用功率表、电流表、电压表测量功率、电流、电压。
3
三相交流电路
2
掌握负载星形和三角形联结线电压、相电压,线电流、相电流之间的关系,学会使用功率表、电流表、电压表测量功率、电流、电压。
4
鼠笼式三相异步电动机
2
掌握降压起动及操作方法,掌握绕组同极性端的判别方法,理解铭牌数据的意义,理解电机的正反转和单相运行,学会用兆欧表测量绕组的绝缘,学会用转速表测量电机的转速。
5
三相异步电动机正反转控制
2
掌握三相异步电动机正反转控制的接线及操作,理解短路、过载、失压、保护及自锁、联锁,理解点动控制。
四、各章节学时分配
序号
章节
内容
学时分配
合计
讲课
习题课
讨论课
实验(上机)
其他
1
第一章
电路的基本概念与基本定律
5
5
2
第二章
电路的分析方法
7
2
9
3
第三章
电路的暂态分析
3
3
4
第四章
正弦交流电路
12
2
14
5
第五章
三相电路
4
2
6
6
第六章
磁路与铁心线圈电路
6
6
7
第七章
交流电动机
8
2
10
8
第十章
继电接触器控制系统
4
2
6
9
第十一章
可编程控制器及其应用
4
4
10
第十二章
工业企业供电与安全用电
1
1
合计
54
10
64
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- 电工学 教学大纲