《電工電子學》課程教學大綱

1、PAGE PAGE - 9 -本科生課程大綱課程名稱電工電子學Electrical and Electronic Engineering課程代碼082102101231課程屬性專業(yè)知識課時/學分64/4課程性質(zhì)必修實踐學時0責任教師 課外學時64課程屬性：公共基礎/通識教育/學科基礎/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修一、 課程介紹 1.課程描述：電工學是非電專業(yè)的一門技術(shù)基礎課，是一切工程技術(shù)人員從事工程設計、科學研究所必備的技術(shù)手段之一，是機械設計制造及自動化專業(yè)學生必修的一門技術(shù)基礎課。這門課程包含了兩大方面的內(nèi)容，即電工技術(shù)與電子技術(shù)，由電路基礎、電機與控制、電子技術(shù)、電工測量及

2、安全用電四部分組成。該課程與機械設計制造及自動化專業(yè)的許多專業(yè)課有著較強的前后銜接關(guān)系。將為該專業(yè)的學生提供較系統(tǒng)的電路、電子技術(shù)等基本理論和分析設計的基本方法，也將為該專業(yè)學生后續(xù)課程的學習及設計實踐環(huán)節(jié)打下良好的基礎。2.設計思路：近年來，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，以各個工程領域的應用為背景，電工學課程從體系結(jié)構(gòu)到內(nèi)容組成均進行了較大力度的教改。結(jié)合該專業(yè)的培養(yǎng)計劃，按照學校關(guān)于新一輪本科人才培養(yǎng)方案修訂工作的意見要求，為確保教學質(zhì)量，對教學大綱進行了必要的修訂和調(diào)整。課程內(nèi)容進行了整合和優(yōu)化，以電工學教材的章節(jié)順序為基礎，本課程的內(nèi)容編排順序為：（1）電路的基本概念和基本定律（2）電路的分

3、析方法（3）電路的暫態(tài)分析（4）正弦交流電路（5）三相電路（6）磁路與鐵芯線圈電路（7）交流電動機（8）繼電接觸器控制系統(tǒng)（9）半導體二極管和三極管（10）基本放大電路（11）集成運算放大器（12）電子電路中的反饋（13）直流穩(wěn)壓電源（14）邏輯代數(shù)基礎和門電路（15）組合邏輯電路（16）觸發(fā)器（17）時序邏輯電路。課程是培養(yǎng)本科生從事機械制造及自動化領域工程工作的基礎技能課，為達成能力矩陣1.3、1.4、1.6、2.2、2.4、3.1項要求見下表。序號授課內(nèi)容機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生能力要求1.31.41.62.22.43.11電路的基本概念和基本定律2電路的分析方法3電路的暫態(tài)分析

4、4正弦交流電路5三相電路6磁路與鐵芯線圈電路7交流電動機8繼電接觸器控制系統(tǒng)9半導體二極管和三極管10基本放大電路11集成運算放大器12電子電路中的反饋13直流穩(wěn)壓電源14邏輯代數(shù)基礎和門電路15組合邏輯電路16觸發(fā)器17時序邏輯電路具體要求學生掌握以下專業(yè)知識和技能：1.3掌握理論力學、材料力學、熱流體、電工電子學、材料科學基礎等工程基礎知識；1.4掌握機械設計原理與方法，機械制造工程原理與技術(shù)，控制理論與技術(shù)，工程測試及信息處理，計算機應用技術(shù)，管理科學基礎等知識；1.6可將上述知識用于機電產(chǎn)品設計、制造及控制系統(tǒng)設計過程中的計算、分析、研究。2.2能夠針對滿足實用性、可靠性、穩(wěn)定性等要求

5、的機電系統(tǒng)設計解決方案，并能在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。2.4具有自主設計、操作、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力，能有效地進行實驗設計與操作。3.1能夠針對特定工作環(huán)境及特定需求的機電系統(tǒng)，利用先進設計軟件、計算與仿真軟件進行設計計算、機械結(jié)構(gòu)設計、單元設備設計、控制系統(tǒng)設計、機電系統(tǒng)優(yōu)化，包括對該機電系統(tǒng)的預測與模擬，并能夠理解其局限性。3. 課程與其他課程的關(guān)系修讀本課程的學生應具備理工科的數(shù)理基礎。先修課程：普通物理學、高等數(shù)學等后置課程：機械工程控制基礎，工程測試技術(shù)，機電系統(tǒng)計算機控制，數(shù)控技術(shù)等。二、課程目標培養(yǎng)學生掌握電工技術(shù)和電子技術(shù)的基礎理論知識和實驗技能，使學生掌握實驗室常用電工電子儀

6、器的使用方法；掌握電工技術(shù)必要的基本理論，基本知識和基本技能；了解電子技術(shù)的應用和發(fā)展概況；為學習后續(xù)課程以及從事與本專業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)等工作打下一定的基礎。了解電路模型；掌握電流、電壓、電動勢、電位、功率等基本概念；理解電流、電壓正方向的意義；掌握電路中電位的概念和計算方法；了解電路的三種工作狀態(tài)；掌握基爾霍夫定律。掌握電阻串并聯(lián)的分析方法；理解電壓源和電流源的概念；理解實際電源的兩種模型并掌握其等效變換；理解疊加原理，能用其分析線性電路；掌握支路電流法和節(jié)點電壓法。了解換路定則和初始值的確定；了解一階電路的暫態(tài)響應；理解時間常數(shù)的物理意義并掌握時間常數(shù)的計算；掌握一階電路的三要素法；了解微

7、分電路和積分電路。 理解正弦交流電的三要素、相位差、有效值；理解正弦量的相量表示，理解電路基本定律的相量形式；掌握電阻、電感、電容元件上電壓和電流的大小、相位關(guān)系、功率關(guān)系；掌握復阻抗和相量圖，掌握用相量法、相量圖分析法分析計算簡單的交流電路；理解有功功率、功率因數(shù)的概念和計算，了解無功功率、視在功率的概念和提高功率因數(shù)的經(jīng)濟意義。了解三相電源的星形接法；掌握線電壓和相電壓的關(guān)系；了解三相負載的星形連接和中線的作用，理解對稱三相電路電壓、電流相值和線值之間的關(guān)系；掌握對稱三相電路的計算；了解三相負載的三角形連接；理解對稱三相電路電壓、電流相值和線值之間的關(guān)系；掌握對稱三相電路的計算；了解三相電

8、路有功功率P、無功功率Q和視在功率S的計算。 了解磁路及其分析方法；掌握變壓器原、副繞組電壓、電流的關(guān)系。了解三相異步電動機的構(gòu)造、轉(zhuǎn)動原理；掌握三相異步電動機的起動、調(diào)速及制動方法。了解繼電器的工作原理及其在控制電路中的應用。理解PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?；了解半導體二極管的工作原理和主要參數(shù)；掌握二極管鉗位和限幅的分析方法；了解穩(wěn)壓管的工作原理和主要參數(shù)；掌握半導體三極管的輸入、輸出特性曲線。理解共射極基本放大電路的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握靜態(tài)工作點的估算；掌握微變等效電路的分析方法；了解輸入電阻、輸出電阻的概念，掌握電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻的計算；掌握分壓偏置放大電路和射極輸出器的靜態(tài)和動

9、態(tài)分析；掌握多級放大電路的分析方法。了解集成運放的模型；理解集成運放的電壓傳輸特性；掌握集成運放反相輸入、同相輸入、雙端輸入基本運算電路；了解電壓比較器的組成和工作原理。理解反饋的基本概念；掌握反饋類型的判斷；了解負反饋對放大電路性能的影響。了解直流穩(wěn)壓電源的工作原理。掌握與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門的邏輯功能；掌握邏輯代數(shù)的基本運算法則和邏輯函數(shù)的化簡；掌握組合邏輯電路的分析和設計方法；了解常用組合邏輯電路的工作原理。掌握基本R-S觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器和D觸發(fā)器的邏輯功能。掌握各種計數(shù)器的組成和工作原理；掌握計數(shù)器的分析、設計方法。 學習要求1最低學習要求電工學這門課是針對非電類

10、學生的少學時電類課程，學時少，內(nèi)容多，因此要求學生有一定的自學能力，能自覺預習和復習，以提高課堂效率。學生應課前預習，課中認真聽講，課后及時復習并獨立、認真完成作業(yè)。授課過程中，主動參與問題討論，積極回答教師提問，認真完成隨堂測驗。電工學教學主要有理論課和實驗課兩個環(huán)節(jié)，電工電子技術(shù)有較強的理論性，但其中許多基本概念，基本分析和設計方法等，需要學生在實踐課上進一步去理解增加感性認識，學生必須參加必要的實驗，不斷提高動手能力。2. 進一步學習指導借閱電類專業(yè)電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等相關(guān)課程的教材或參考書，加深對所學知識的理解。借助網(wǎng)絡資源了解應用實例，拓展思路，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。四、教

11、學內(nèi)容序號主題計劃課時主要內(nèi)容課下作業(yè)1電路的基本概念和基本定律2電路的組成和作用；電路模型；電壓和電流的參考方向；歐姆定律；基爾霍夫定律；電位的概念及計算。習題1.6.31.7.41.7.62電路的分析方法2電阻串并聯(lián)電路的等效變換；電阻星形與三角形聯(lián)結(jié)的等效變換；電壓源和電流源的等效變換。 習題2.1.132.3.91支路電流法習題2.7.91結(jié)點電壓法2疊加定理；戴維南定理與諾頓定理。習題2.7.133電路的暫態(tài)分析1儲能元件；過渡過程的產(chǎn)生和換路定則。2RC 電路的響應；一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法。習題3.6.63.6.81微分電路與積分電路RL電路的響應4正弦交流電路2正弦交流量

12、的三要素；正弦量的相量表示；電阻、電感、電容的交流電路。 2復阻抗；復阻抗的串、并聯(lián)；復雜交流電路的分析。習題4.5.45三相電路2三相電壓；Y-Y形聯(lián)接的三相電路。 習題5.4.52Y-形聯(lián)接的三相電路。6磁路與鐵心線圈電路2磁路及其分析方法；交流鐵心線圈電路；變壓器。7交流電動機2三相異步電動機的構(gòu)造；三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理；三相異步電動機的電路分析；三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性。 2三相異步電動機的起動；三相異步電動機的調(diào)速；三相異步電動機的制動。8繼電接觸器控制系統(tǒng)2常用控制電路；應用舉例。9半導體二極管和三極管2半導體的導電特性；PN結(jié)；半導體二極管；穩(wěn)壓管；半導體三極管。習題1

13、4.3.514.3.610基本放大電路2基本放大電路的組成；放大電路的靜態(tài)分析；放大電路的動態(tài)分析。習題15.3.72靜態(tài)工作點的穩(wěn)定；射極輸出器。2多級放大電路及其級間耦合方式習題15.6.311集成運算放大器4簡介；運算放大器在信號運算方面的應用； 習題16.2.816.2.1616.2.282運算放大器在信號處理方面的應用。12電子電路中的反饋2反饋的基本概念；放大電路中的負反饋。習題17.2.613直流穩(wěn)壓電源2整流電路；濾波器；直流穩(wěn)壓電源。14邏輯代數(shù)基礎和門電路4基本邏輯運算；邏輯運算公式和定理；邏輯函數(shù)的表示方法；邏輯函數(shù)的化簡；基本門電路。習題20.5.1215組合邏輯電路2組合邏輯電路的分析2組合邏輯電路的設計習題20.6.1920.6.2016觸發(fā)器3雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和工作原理習題21.1.1217時序邏輯電路5計數(shù)器的分析和設計習題21.3.11寄存器18總復習2五、參考教材與主要參考書選用課本電工學(上、下冊)，秦曾煌，高等教育出版社，2009年第七版主要參考書電工技術(shù)與電子技術(shù)(上、下冊)王鴻明主編，清華大學出版社，1999年出版六、成績評定（一）考核方式 A.閉