電工電子學(xué)（一）機械電子工程

PAGEPAGE8《電工電子學(xué)（一）》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱電工電子學(xué)（一）課程編號320050009課程性質(zhì)必修課課程類別學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位智能與信息工程學(xué)院授課學(xué)期第3學(xué)期學(xué)分/學(xué)時3/48課內(nèi)學(xué)時48理論授課40上機學(xué)時0課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時8課外學(xué)時0適用專業(yè)機械電子工程是否雙語否先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)英語、工程制圖后續(xù)課程電工電子學(xué)（二）、接口技術(shù)及應(yīng)用二、課程簡介電工電子學(xué)(一)是高等工科院校機械電子工程專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程是電工技術(shù)部分，主要是通過計算電壓、電流等電量來研究當前電路的狀態(tài)，計算功和功率研究電路中能量的變化。內(nèi)容包括電路的基本概念與電路模型、電路分析方法，正弦交流電路，三相正弦交流電路，電路的暫態(tài)分析，變壓器等知識進行理論講授及實驗驗證，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)電工電路方面的基本知識、基本理論和基本技能使學(xué)生具備實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力。具備設(shè)計和分析工程問題、機械電子領(lǐng)域工程問題的能力。結(jié)合課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的工程觀點，良好的職業(yè)道德、創(chuàng)新精神，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到以下目標：課程目標1.能夠描述電工電子學(xué)中的電路的基本概念、電路組成、電路元件的特點和功能和電路的分析方法、數(shù)據(jù)分析等方面提供支撐。讓學(xué)生具有理論聯(lián)系實際的能力，用基本理論和方法解決實際問題的能力，能夠?qū)C械電子工程領(lǐng)域問題進行分析、數(shù)學(xué)建模與求解，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。課程目標2.通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進行電工基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實驗研究能力和電路常見故障排除能力，能夠安全科學(xué)的開展實驗，能夠正確采集整理實驗數(shù)據(jù)，并通過信息綜合，得到合理有效的結(jié)論。具備文獻資料檢索能力，并能夠分析機械電子工程問題，以獲得有效結(jié)論。課程目標3.能夠運用電路分析設(shè)計的基本方法，能準確選擇電路設(shè)計中的器件參數(shù)，基于工程設(shè)計和產(chǎn)品的基本設(shè)計方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。通過課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的理想和獻身科學(xué)的精神，樹立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，激發(fā)學(xué)生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學(xué)生善于思考，勇于實踐。培養(yǎng)正確嚴謹?shù)目茖W(xué)研究作風(fēng)和踏實認真的研究方法，拓展自主實踐、主動創(chuàng)新的意識，為今后的科研工作及與專業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1.1：學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和相關(guān)的自然科學(xué)知識，能夠?qū)C械電子工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進行分析、數(shù)學(xué)建模與求解。指標點1.2：掌握解決機械電子工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標2指標點2.3：具備文獻資料檢索能力，能夠?qū)ξ墨I進行分析和歸納，并將其用于分析復(fù)雜機械電子工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標點4.3：能夠通過構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全科學(xué)的開展實驗，能夠正確采集整理實驗數(shù)據(jù)，并通過信息綜合，得到合理有效的結(jié)論。2-問題分析4-研究課程目標3指標點5.1：能夠合理選擇與使用解決復(fù)雜機械電子工程問題所需的多種儀器設(shè)備、信息資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具；5-使用現(xiàn)代工具四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元電路的基本概念和基本定律（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）電路與電路模型，電壓源、電流源、電阻、電感、電容的伏安特性和模型。電路的參考方向。（2）基爾霍夫定律及計算電路中各元件的功率。（3）電阻串聯(lián)、并聯(lián)及串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流公式。2.重點和難點重點：電路的組成，電路元件的伏安特性和基爾霍夫定律，及各元件的功率。難點：基爾霍夫定律。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。（2）實驗：基爾霍夫定律實驗：用實驗數(shù)據(jù)驗證性基爾霍夫定律。實驗證明電路中電位的相對性，電壓的絕對性及了解電路電位圖的繪制方法。熟練儀器儀表的使用技術(shù)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果對電路的組成，各電路元件的伏安特性和模型的歸納?？偨Y(jié)基爾霍夫的電流定律和電壓定律，能對電阻的串、并聯(lián)電路進行電壓、電流、功率的計算。5.支撐課程目標課程目標1。第二單元電路的分析方法（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換等五種電路分析方法及應(yīng)用。（2）受控源及模型。2.重點和難點重點：；支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換五種電路的分析。難點：支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換五種電路的分析。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。（3）通過課堂討論，強化工程觀念，拓展知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。（4）實驗：戴維寧定理：用實驗來驗證戴維寧定理、諾頓定理。進一步學(xué)習(xí)常用直流儀器儀表的使用方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果總結(jié)支路電流法、疊加定理法、戴維寧定理法、諾頓定理、電源模型的等效變換法分析電路，熟練撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第三單元正弦交流電路（學(xué)時數(shù)：12學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）正弦交流電的基本概念：周期、頻率、角頻率、幅值、有效值、初相位及相位差。（2）應(yīng)用正弦交流電的相量表示法及相量的運算。（3）R、L、C在交流電路中的伏安特性的相量表示及RLC串并聯(lián)電路分析。（4）應(yīng)用相量法求解復(fù)雜交流電路。（5）正弦交流電路的功率，功率因數(shù)的意義及提高方法。（6）交流電路中的串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及其品質(zhì)因數(shù)。2.重點和難點重點：正弦交流電的基本概念、正弦量的相量表示及相量的運算、相量法求解復(fù)雜交流電路，正弦交流電路的功率及諧振。難點：正弦量的相量表示及相量的運算、相量法求解復(fù)雜交流電路。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；（3）實驗：正弦交流電路的參數(shù)測定實驗：學(xué)習(xí)用功率表、電壓表、電流表測定交流電路阻抗參數(shù)的方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果總結(jié)正弦交流電路的基本概念，應(yīng)用相量表示正弦量的方法，對電路進行分析計算，求解電路的有功功率、無功功率和視在功率及諧振電路的分析。撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試正弦交流電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第四單元三相正弦交流電路（學(xué)時數(shù)：8學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）三相交流電源及其連接方式，三相電源的線電壓、相電壓及其之間的關(guān)系。（2）負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的電壓與電流關(guān)系。（3）三相電路的功率。2.重點和難點重點：三相交流電源的星形聯(lián)接及線電壓、相電壓之間的關(guān)系。對負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的電路分析。難點：三相電路的分析。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。（4）實驗：三相電路電壓、電流和功率的測定實驗：分別在負載對稱和不對稱情況下，測量三相負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接時線電壓、相電壓、線電流、相電流，測量三相三線制負載的功率。學(xué)習(xí)三相負載接線和測量方法，及三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果總結(jié)三相電源及負載的聯(lián)接形式。分析電源星形聯(lián)接的三相電路，正確求解相電壓與線電壓，相電流與線電流。撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第五單元電路的暫態(tài)分析（學(xué)時數(shù)：6學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）換路定理并求解電路的初始值。（2）一階R-C電路、R-L電路在過渡過程中的規(guī)律。（3）三要素法求解一階電路的響應(yīng)。2.重點和難點重點：換路定理及初始值的確定，一階R-C電路、R-L電路的分析，用三要素法求解一階電路的響應(yīng)。難點：換路定理及初始值的確定，三要素法求解一階電路的響應(yīng)。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果歸納換路定理，及應(yīng)用換路定理求解一階R-C電路、R-L電路，利用三要素法求解一階電路的響應(yīng)。描述相關(guān)技術(shù)標準體系，能運用相關(guān)知識分析機械工程中的電路問題。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第六單元磁路和變壓器（學(xué)時數(shù)：2學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）變壓器的工作原理。（2）變壓器的外特性與效率。2.重點和難點重點：變壓器的工作原理。難點：D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度。3.教學(xué)方法通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果總結(jié)變壓器的工作原理，能正確分析電路。了解相關(guān)技術(shù)標準體系，能運用相關(guān)知識分析機械工程的電路問題。5.支撐課程目標課程目標1。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元電路的基本概念和基本定律講授法，實驗課程目標1102:1第二單元電路的分析方法講授法、案例教學(xué)、專題研討、實驗課程目標1、2、3102:1第三單元正弦交流電路講授法、案例教學(xué)、實驗課程目標1、2、3122:1第四單元三相正弦交流電路講授法、案例教學(xué)、專題研討、實驗課程目標1、2、382:1第五單元電路的暫態(tài)分析電路講授法、案例教學(xué)、課程目標1、2、362:1第六單元磁路和變壓器講授法課程目標122:1合計482:1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績30-40%作業(yè)（百分制）50本門課程作業(yè)，主要考核知識歸納情況目標分值=0.5*作業(yè)平均成績測驗（百分制）30主要測試各單元知識應(yīng)用情況目標分值=0.3*測驗平均成績課堂表現(xiàn)（百制）20根據(jù)課堂討論，發(fā)言等情況打分，次數(shù)不限，最終總成績按比例折算，滿分20分。實踐成績10%實驗（百分制）100共計四次實驗，根據(jù)實驗操作、實驗過程、實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)分析和實驗報告等，評定學(xué)生成績目標分值=實驗平均成績期末考試50-60%知識40考核內(nèi)容：上述各單元理論知識考試題型：判斷、選擇、填空、簡答、作圖、分析、計算等（任選，不低于四種）依據(jù)試卷評分標準進行評價能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元電路的基本概念和基本定律1-1電路與電路模型1-2電壓、電流及其參考方向1-3電路的功和功率1-4基爾霍夫定律1-5無源電路元件1-6有源電路元件作業(yè)、測驗、實驗期末考試課程目標1第二單元電路的分析方法2-1支路電流法2-2疊加定理2-3網(wǎng)絡(luò)的化簡2-4戴維寧及諾頓等效網(wǎng)絡(luò)定理作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第三單元正弦交流電路3-1正弦量的基本概念3-2正弦量的相量表示法3-3元件的伏安特性和基爾霍夫定律的相師形式3-4復(fù)阻抗3-5正弦交流電路分析舉例3-6正弦交流電路的功率3-7功率因數(shù)的提高3-8電路的諧振作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第四單元三相正弦交流電路4-1三相正弦交流電源4-2負載的連接4-3三相電路的分析4-4三相電路的功率作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第五單元電路的暫態(tài)分析5-1概述5-2換路定理及初始值的確定5-3一階電路的零輸入響應(yīng)5-4一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)5-5一階電路的全響應(yīng)和三要素作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1、2、3第六單元磁路和變壓器6-7變壓器作業(yè)、期末考試課程目標1、六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材賈貴璽、姚海斌.電工學(xué)I-電工技術(shù).高等教育出版社，2017（二）相關(guān)推薦書目1、劉永波.電工技術(shù).機械工業(yè)出版社，20062、（美）FrankD.Petruze