一、地位、作用和任务
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,在我国社会主义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。
二、教学基本要求
(一)理论教学部分
本课程包括电路理论、电机及传动控制、电工测量、安全用电、模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术七部分。
1. 电路理论
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、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) 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。
(5) 理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值和相量表示法。
(6) 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。
(7) 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。
(8) 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。
(9) 了解非正弦周期信号线性电路的基本概念。
可选内容
(10) 了解电源的两种模型及其等效变换。
(11) 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。
(12) 了解正弦交流电路串联谐振和并联谐振的条件及特征。
2. 模拟电子技术
基本内容
(1) 了解半导体二极管、稳压二极管、双极型晶体管和MOS场效晶体管的工作原理和主要参数。
(2) 了解放大电路的基本性能指标,了解多级放大的概念。
(3) 了解集成运算放大器的基本概念、电压传输特性和主要参数,掌握理想运算放大器的基本分析方法。
(4) 理解反馈概念,了解反馈类型和负反馈对放大电路性能的影响。
(5) 理解用集成运算放大器组成的比例、加、减、积分和微分运算的工作原理。
(6) 了解单门限电压比较器的工作原理。
(7) 了解用集成运算放大器组成的RC正弦波振荡器电路的工作原理。
(8) 了解直流稳压电源的基本组成及工作原理。
可选内容
(9) 了解共射极、共集电极单管放大电路静态工作点的作用和简化微变等效电路的分析方法。
(10) 了解基本的互补对称功率放大电路的工作原理。
(11) 了解差分放大电路的工作原理。
(12) 了解有源滤波器电路的原理。
(13) 了解滞回比较器的工作原理。
(14) 了解晶闸管和可控整流电路(常用大功率电力电子器件和功率变换电路)的工作原理。
3. 数字电子技术
基本内容
(1)掌握与门、或门、非门、与非门、异或门的逻辑功能,了解三态门的概念。
(2)了解逻辑代数的基本运算法则和逻辑函数的化简。
(3)掌握简单组合逻辑电路的分析和设计方法。
(4)了解加法器、8421编码器和二进制译码器的工作原理,了解七段LED显示译码驱动器的功能。
(5)掌握RS触发器,JK触发器、D触发器的逻辑功能。
(6)理解寄存器的工作原理。
(7)理解二进制计数器和十进制计数器的工作原理。
可选内容
(8) 了解555集成定时器的工作原理,理解用555集成定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。
(9) 了解R-2R型数/模转换器和逐次逼近型模/数转换器的工作原理。
*4. 电机及传动控制
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)。
(5)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)。
可选内容
(6)了解单相异步电动机的工作原理和起动方法。
(7)了解直流电动机的基本结构、转动原理、起动和调速。
(8)了解步进电动机的基本结构和工作原理。
(9)了解伺服电动机的基本结构和工作原理。
(10)了解可编程控制器的硬件结构和工作原理。
(11)了解可编程控制器的指令系统和编程方法。
*5. 电工测量
(1)了解常用电工仪表的功能,学会正确使用方法。
(2)了解电流、电压、功率的测量方法。
了解测量误差和仪表准确度等级的意义,了解常用电工仪表类型和量程范围的选择。
*6. 安全用电
(1)了解安全用电的常识和重要性。
(2)了解接零、接地保护的作用和使用条件。
(3)了解静电保护和电器防火、防爆的常识。
*7. EDA技术
(1)了解常用可编程逻辑器件(CPLD、FPGA)的构造原理及应用。
(2)了解一种仿真软件在电路分析中的应用。
(二)实践教学部分
1. 实验是本课程重要的实践性教学环节。实验的目的不仅要帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识、更重要的是训练他们的实验技能,树立工程实际观点和严谨的科学作风,使学生能独立进行实验。对学生实验技能训练的基本要求是:
(1)能使用常用的电工、电子仪表、仪器及电工、电子设备。
(2)学会查阅元器件参数,对常用电子元器件具有使用基本知识。
(3)能按电路图接线、查线和排除简单的线路故障。
(4)能进行实验操作、观察实验现象、测取数据和测绘波形曲线。
(5)能整理分析实验数据、绘制曲线并写出规范的、条理清楚的、内容完整的实验报告。
2. 实验内容应包含上述基本内容并根据不同的教学要求和实验教学条件安排,要求应有一定比例的设计型或综合型实验。
3. 除电机传动控制实验外,其他实验一人一组,以便于增加学生实际动手的机会。
三、说明
1. “电工学”是面向本科非电类各专业的技术基础课,由于各专业培养方案的不同对其电工学教学内容的要求不尽相同,教学基本要求除基本教学模块外,给出了打“*”的可选教学模块内容,供各校根据专业培养方案,选择教学内容模块,组织课程,制定各自切实可行的教学大纲。
2. 模块内的基本内容是工科本科学生学习本课程必须达到合格的基本要求。
3. 对理论教学内容所规定的深浅程度采用以下两个层次:
(1)对于原理性和概念性的内容采用“理解”和“了解”两个层次。
(2)对于运算性和应用性的内容采用“掌握”和“了解”两个层次。
4. 对电子电路以定性分析为主,辅以必要的计算,使学生具有一定的数量概念。
5. 在条件许可的情况下,对电子电路仿真分析软件要给予一定介绍和实践。