电工学教学大纲.doc

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1、电工学课程教学大纲课程英文名称：Electrical Engineering课程代码： 课程性质：学科基础课适用专业：物理学总学时数： 60 其中讲课学时：52实验学时：8 总学分数：3.5编写人：李海娜 审核人：罗庆跃一、课程简介（一）课程性质及其在课程体系中的地位电工学课程是大学理工科非电类专业必修的一门专业基础课程。近年来，电工和电子技术发展非常迅速，其应用极为广泛，并且日益渗透到其他学科领域，在我国当前经济建设中，占有越来越重要的地位。通过本课程的学习，使学生获得电工和电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工和电子技术的应用及发展概况，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工

2、程技术等工作打下一定的基础。（二）课程教学目标（学生通过该课程的学习，在知识、能力、素质、技能等方面应达到的目标）电工学课程是物理学专业的一门专业基础课。本课程着重培养学生分析基本电路的能力，并使学生受到必要的基本技能的训练，具备初步使用常用电工仪器、仪表、电器、电气设备的能力。培养学生分析、解决实际问题的能力，为日后学习和工作打下坚实的基础。（三）课程教学的总体要求通过本课程的学习，学生应重点掌握电路的基本定律、定理；直流电路、单向交流电路与三相电路的分析方法；掌握交流铁心线圈的分析计算方法；继电接触器控制系统的控制原理；了解磁路的分析方法；变压器、三相异步电动机的结构和工作原理，三相异步电

3、动的特性；安全用电的常识。（四）课程基本内容概述直流电路和交流电路的基本知识和分析方法、电磁感应原理、常用低压电器的性能及用途、变压器、电动机、常用电工仪表的使用、安全用电。（五）先修课程及后续课程先修课程：高等数学、电磁学后续课程：模拟电路基础、数字电路基础、微机原理二、课程教学总体安排（一）学时分配建议表（宋体，五号）学时分配建议表课 程 内 容教 学 环 节讲 课习题课实 验设 计绪论1电路的基本概念与基本定律52选电路的分析方法824选正弦交流电路1022必三相电路62选磁路与铁芯线圈电路6交流电动机6继电接触器控制系统4工业企业供电与安全用电2总计（学时）4848（二）推荐教材及参考

4、书目1、教材秦曾煌 主编.电工学（上册 电工技术）（第七版）. 高等教育出版社. 2009年2、参考书目魏佩瑜 主编.电工学（电工技术）（第2版）. 机械工业出版社. 2013年（三）课程考核方式1、考核方式闭卷考试、实验、平时考核 （课堂、平时作业）。2、成绩构成考试成绩：70% ；实验：10%；平时成绩：20%（其中课堂10% ，课外10%）。三、课程教学内容及基本要求绪论 （ 1学时） 让学生认识到本门课程的作用、地位和任务，了解电工电子技术的发展历程和现状，指导学生掌握学习本课程的基本方法。第1章 电路的基本概念与基本定律 （5学时）1、教学目标能够掌握几个基本物理量的概念及几个基本定

5、理定律的内容和应用，会对简单的电路进行分析计算。2、教学重点与难点（1）教学重点电压电流的参考方向；电源的特性；基尔霍夫电流和电压定律；电路中电位的计算方法。（2）教学难点基尔霍夫电流和电压定律；电路中电位的计算方法。3、教学方法与手段讲授、讨论、练习4、教学主要内容（1）电路的基本物理量：电流、电压和电动势。电路、电压正方向（参考方向）的概念。电功率的计算。（2）欧姆定律。电源的工作状态。（3）基尔霍夫电流和电压定律。电路中电位的计算方法。5、教学要求使学生重点掌握电压、电流参考方向，欧姆定律及基尔霍夫定律，掌握两个电源的工作状态和电位的计算；了解电路的几个基本物理量。6、课后思考与练习思考

6、题：P28 1.5.1、1.5.3、1.5.5、1.5.7、1.6.2、1.7.2练习题：P31 1.5.10、1.5.13、1.5.16、1.6.4、1.6.5、1.7.3第2章 电路的分析方法 （10学时）1、教学目标 让学生学会常用的电路分析方法和定理，并能分析直流的、电路。2、教学重点与难点（1）教学重点两种电源模型等效变换，支路电流法，叠加原理，戴维南定理。（2）教学难点电源模型等效变换；戴维南定理。3、教学方法讲授、讨论、练习4、教学主要内容 （1）电阻串连电路的等效变换和分压公式及电阻并联电路的等效变换和分流公式。（2）两种电源模型等效变换的方法、支路电流法。（3）结点电压法、叠

7、加原理。（4）戴维宁定理和诺顿定理分析计算电路的方法。5、教学要求重点掌握两种电源模型的等效变换、支路电流法、叠加原理和戴维宁定理。掌握电阻串连电路的等效变换和分压公式及电阻并联电路的等效变换和分流公式。了解结点电压法和诺顿定理。6、课后思考与练习思考题：P70 2.1.1、2.1.2、2.1.4、2.1.7、2.3.2、2.3.4、2.6.1、2.7.1、2.7.2练习题：P73 2.1.10、2.1.13、2.1.17、2.3.6、2.3.9、2.4.1、2.5.2、2.6.4、2.7.3、2.7.10第4章 正弦交流电路 （12学时）1、教学目标 使学生了解正弦交流电路的相关概念，会使用

8、相量法分析正弦交流电路。2、教学重点与难点（1）教学重点正弦量的相量表示和相量图、电路基本定律的相量形式、相量法。（2）教学难点相量法。3、教学方法讲授、讨论、练习4、教学主要内容 （1）正弦交流电量的三要素、相位差及有效值。（2）正弦量的相量表示、相量图，电路基本定律的相量形式。（3）阻抗和导纳，用相量法计算简单正弦交流电路。（4）交流电路的频率特性。（5）功率的计算，提高功率因数的方法和意义。5、教学要求重点掌握用相量法计算简单正弦交流电路，掌握电路基本定律的相量形式和相量图；有功功率的计算和提高功率因数的方法意义理，正弦交流电量的三要素、相位法及有效值；了解交流电路的频率特性。6、课后思

9、考与练习思考题：P113 4.1.3、4.1.7、；P116 4.2.4、4.2.5；P124 4.3.3、4.3.5；P131 4.4.2、4.4.5；P135 4.5.1、4.5.2；P153 4.8.1、4.8.2练习题：P159 4.2.4、4.4.8、4.4.11、4.4.16、4.5.4、4.5.6、4.5.8、4.5.9、4.5.14、4.8.1第5章 三相电路 （6学时）1、教学目标 培养学生分析简单的三相电路的能力，使学生掌握常用的三相电路的分析方法。2、教学重点与难点（1）教学重点三相电路的构成；三相负载星形连接时的计算方法；中性线的作用。（2）教学难点三相负载星形连接时的

10、计算方法；三相负载三角形连接时的计算方法3、教学方法讲授、讨论、练习4、教学主要内容 （1）三相电路概念；负载星形联接的三相电路。（2）负载三角形联接的三相电路（3）三相功率5、教学要求重点掌握对称三相负载星形连接时的计算方法、对称三相电路下相电压和线电压及相电流和线电流的关系。掌握对称三相电源的特点、三相四线制的概念、了解对称三相负载三角形连接时的计算方法。6、课后思考与练习思考题：P171 5.1.1；P176 5.2.1、5.2.2；P181 5.2.3、5.2.4练习题：P182 5.2.6、5.2.7、5.2.8、5.4.1第6章 磁路与铁心线圈电路 （6学时）1、教学目标 让学生理

11、解电磁现象和应用，会分析变压器电路和使用变压器。 2、教学重点与难点（1）教学重点交流铁芯线圈的电磁关系、电压电流关系和功率损耗。变压器的主要变换功能。（2）教学难点 交流铁芯线圈的电压和电流关系，理想变压器。3、教学方法讲授、讨论、练习4、教学主要内容 （1）磁路及其分析方法。（2）交流铁心线圈电路。（3）变压器和电磁铁。5、教学要求重点掌握交流铁芯线圈电路的电压电流关系；掌握三相变压器特性及应用，掌握其它变压器在实际中的应用；了解变压器的结构、分类、用途；变压器的空载及有载运行、损耗及效率。 6、课后思考与练习思考题：P198 6.2.2、6.2.3、6.2.5；P209 6.3.1、6.

12、3.2、6.3.3、6.3.4练习题：P214 6.1.6、6.3.4、6.3.9第7章 交流电动机 （6学时）1、教学目标 通过本节课的学习让学生掌握常用交流电动机的转动原理及使用常识，通过讲授原理、实物演示这些方法，培养学生多看、多想、多问及分析总结问题的能力。2、教学重点与难点（1）教学重点三相异步电机的转动原理、基本电磁关系，三相异步电机的电磁转矩与运行特性。（2）教学难点三相异步电机的电磁转矩与运行特性3、教学方法讲授、讨论、实物演示4、教学主要内容 （1）三相异步电机的工作原理。（2）三相异步电机的基本电磁关系。（3）三相异步电机的电磁转矩与运行特性。（4）三相异步电机的使用常识。

13、（5）单相异步电机。5、教学要求重点掌握三相异步电机的转动原理、电磁转矩与运行特性；掌握三相异步电机的基本电磁关系及使用常识；了解三相异步电机的构造、单相异步电机的启动原理。6、课后思考与练习练习题：P224 7.2.2；P227 7.3.3、7.3.4、7.3.5；P231 7.4.1、7.4.2、7.4.5；P245 7.8.1、7.8.2第10章 继电接触器控制系统 （4学时）1、教学目标 使学生了解常用低压控制电器，掌握异步电机的控制与保护及起动，通过讲授、观察实物、讨论等手段，培养学生独立分析和绘制三相电动机电气控制原理图的能力。2、教学重点与难点（1）教学重点分析的绘制简单的三相电

14、动机的电气控制原理图。（2）教学难点绘制简单的三相电动机的电气控制原理图。3、教学方法讲授、讨论、练习4、教学主要内容 （1）常用的低压控制电器（2）异步电机的控制与保护电路5、教学要求重点掌握三相电动机的电气控制原理图的分析与绘制；掌握三相电动机的保护电路；了解常用的低压控制电器。6、课后思考与练习练习题：P294 10.2.1、10.2.3、10.2.4；P3.4 10.2.1、10.3.1、10.2.3、10.2.5、102.7第12章 工业企业供电与安全用电 （2学时）1、教学目标 通过讲授、讨论等方法，让学生掌握安全用电的基本知识，培养他们的动手能力。2、教学重点与难点（1）教学重点

15、触电；各种保护措施。（2）教学难点 保护接零和保护接地。3、教学方法讲授、讨论4、教学主要内容 （1）安全用电。5、教学要求掌握常用的接地和接零措施，了解电流对人体的危害及常见的触电方式。6、课后思考与练习P370 12.3.2、12.3.3、12.3.4四、实验要求（一）实验的目的与要求1目的通过实验帮助学生学习和运用所学的理论知识处理实际问题，验证、消化和巩固所学的理论知识，获得必要的实验技能和科学研究的方法。2要求（1）熟练掌握常用电工电子仪器、使用方法，掌握电量的测量方法，元件参数的测量方法。 （2）实验操作：安全、操作规范，通电前须经教师检查认可。实验前预习实验内容，熟悉实验装置，正

16、确布局和联接实验电路，认真观察实验现象和正确读取数据， （3）独立地写出有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正的实验报告。（二）实验项目名称、学时分配表（三）考核方式考核方法：根据平时实验考勤登记表、平时的实验预习、平时实验操作和每次的实验报告，确定评分结果。评分标准：优、良、中等、及格、不及格 五等（或10分制）实验学时分配表序号实验项目名称实验学时实验类型实验内容必做或选做每组人数1基本电工仪表的使用及测量误差的计算2验证性用“分流法”测量电流表的内阻；用“分压法”测量电压表的内阻；仪表内阻引起的测量误差的计算必做2人2电压源与电流源的等效变换2验证性测定直流稳压电源与实际电压源的外特性

17、；测定电流源的外特性；测定电源等效变换的条件选做2人3基尔霍夫定律和叠加原理2验证性测量各处的电压和电流值，验证基尔霍夫定律。分别测量两个电源单独作用和共同作用时的电压或电流，验证叠加原理。选做2人4正弦稳态交流电路相量的研究2设计性验证电压三角形关系；日光灯线路接线与测量；并联电路电路功率因数的提高选做2人5线性与非线性电路元件伏安特性的测绘2验证性测定线性电阻器的伏安特性；测定非线性白炽灯泡的伏安特性；测定半导体二极管的伏安特性；测定稳压二极管的伏安特性选做2人6RC串、并联选频网络特性测试3选做学习用实验方法绘制R、C 串并联谐振电路的幅频特性曲线;研究电路参数对谐振特性的影响，加深对串

18、联谐振电路特点的了解。2人7三相电路参数的测量2验证性三相负载星型联接；负载三角形联接，三相功率的测量选做2人电工学课程实验教学大纲 课程代码： 课程性质：非独立设课 课程属性：专业基础实验课 适用专业：物理学 学 时：总学时 60 实验学时 8 编 写 人：李海娜 审 核 人：罗庆跃一、课程简介电工学实验是物理学专业学生的一门重要的实践性技术基础课程，是培养学生动手能力的重要实践环节。课程的主要内容：基本电工仪表的使用及测量误差的计算、电压源与电流源的等效变换、基尔霍夫定律和叠加原理、正弦稳态交流电路相量的研究、线性与非线性电路元件伏安特性的测绘、三相电路参数的测量等安排实验题目并提供实验设

19、备，开展相应实验，获取实验结果，分析结果，得出实验结论的全过程。二、实验教学目的及要求1目的通过实验帮助学生学习和运用所学的理论知识处理实际问题，进一步验证、消化和巩固所学的理论知识，获得必要的实验技能和科学研究的方法，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。2要求（1）熟练掌握常用电工电子仪器、使用方法，掌握电量的测量方法，元件参数的测量方法。 （2）实验操作：安全、操作规范，通电前须经教师检查认可。实验前预习实验内容，熟悉实验装置，正确布局和联接实验电路，认真观察实验现象和正确读取数据， （3）独立地写出有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端

20、正的实验报告。三、实验项目设置表序号实验项目名称实验学时实验类型实验内容必做或选做每组人数1基本电工仪表的使用及测量误差的计算2验证性用“分流法”测量电流表的内阻；用“分压法”测量电压表的内阻；仪表内阻引起的测量误差的计算必做2人2电压源与电流源的等效变换2验证性测定直流稳压电源与实际电压源的外特性；测定电流源的外特性；测定电源等效变换的条件选做2人3基尔霍夫定律和叠加原理2验证性测量各处的电压和电流值，验证基尔霍夫定律。分别测量两个电源单独作用和共同作用时的电压或电流，验证叠加原理。选做2人4正弦稳态交流电路相量的研究2设计性验证电压三角形关系；日光灯线路接线与测量；并联电路电路功率因数的提

21、高选做2人5线性与非线性电路元件伏安特性的测绘2验证性测定线性电阻器的伏安特性；测定非线性白炽灯泡的伏安特性；测定半导体二极管的伏安特性；测定稳压二极管的伏安特性选做2人6RC串、并联选频网络特性测试3设计性学习用实验方法绘制R、C 串并联谐振电路的幅频特性曲线;研究电路参数对谐振特性的影响，加深对串联谐振电路特点的了解。选做2人7三相电路参数的测量2验证性三相负载星型联接；负载三角形联接，三相功率的测量选做四、单项实验项目的内容和要求1、基本电工仪表的使用及测量误差的计算实验目的与要求：（1）学习电流表、电压表等常用电工仪表的使用方法（2）掌握线性电阻元件、非线性电阻元件（晶体二极管）、电压

22、源的伏安特性及其测定方法。（3熟悉电工仪表测量误差的计算方法。实验内容：用“分流法”测量电流表的内阻；用“分压法”测量电压表的内阻；仪表内阻引起的测量误差的计算。主要仪器设备：可调直流稳压电源 一台、直流数字毫安表 一块、直流数字电压表 一块、电位、电压测定实验电路板 一块、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。2、电压源与电流源的等效变换实验目的与要求：（1）掌握电源外特性的测试方法。（2）验证电压源与电流源等效变换的条件。实验内容：测定直流稳压电源与实际电压源的外特性；测定电流源的外特性；测定电源等效变换的条件。主要仪器设备：可调直流稳压电源 一台、直流数字毫安表 一块、直流数字电压表

23、一块、测定实验电路板 一块、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。3、基尔霍夫定律验证和叠加原理实验目的与要求：（1）验证基尔霍夫定律、迭加原理的正确性，加深对基尔霍夫定律适和叠加原理用范围的理解。（2）学会用电流插头、插座测量各支路电流。实验内容：利用 “基尔霍夫定律/叠加原理”线路，将电流插头分别插入三条支路，读出并记录电流值；分别测量两路电源及电阻元件上的电压值并记录。主要仪器设备：可调直流稳压电源 一台、直流数字毫安表 一块、直流数字电压表 一块、测定实验电路板 一块、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。4、正弦稳态交流电路相量的研究（日光灯功率因数提高实验）实验目的与要求：（1

24、）研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系 （2）掌握日光灯线路的接线 。（3）理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。实验内容：验证单相交流电路中的电流、电压相量关系：日光灯线路接线与测量；学习功率表的使用方法。并联电路电路功率因数的改善方法及测量。主要仪器设备：低功率因数瓦特表 一块、交直流数字电压表 一块、交流电流表 、一块日光灯一套、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。5、线性与非线性电路元件伏安特性的测绘实验目的与要求：（1） 学会识别常用电路元件的方法。（2）掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。（3）掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。实验内容：测定线性电阻

25、器的伏安特性； 测定非线性白炽灯泡的伏安特性； 测定半导体二极管的伏安特性；测定稳压二极管的伏安特性。主要仪器设备：KHDG-1 型电工实验台 一套、直流数字毫安表 一块、直流数字电压表 一块、电脑及EWB仿真软件一套、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。6、RC串、并联选频网络特性测试实验目的与要求：（1）学会使用信号发生器和毫伏表（2）学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线（3）加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。实验内容：学习用实验方法绘制R、C 串并联谐振电路的幅频特性曲线。研究电路参数对谐振特性的影响，加深对串联谐振电

26、路特点的了解。主要仪器设备：直流稳压电源 一台、示波器 一台、交流毫伏表 一块、信号发生器 一台、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。7、三相电路参数的测量实验目的与要求：（1）熟练掌握用电工仪表测量3相电路参数的方法。（2）掌握用一瓦特表法，二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法。（3）掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法， 验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系；充分理解三相四线供电系统中中线的作用。实验内容：1) 三相负载作星形联接、三角形联接的方法， 验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。2) 用一瓦特表法测定Yo 接法的有功功率；用二瓦特表法测定三相三线制（或对称三相四线制）负载的有功功率；用一瓦特表法测三相对称负载的无功功率。主要仪器设备：交流电流表一块、交直流数字电压表 一块、单相功率表一块、三相灯组负载一套、三相调压器一个、三相电容负载一套、DGJ-1型高性能电工技术实验装置一台。五、考核方法与评分标准考核方法：根据平时实验考勤登记表、平时的实验预习、平时实验操作和每次的实验报告，确定评分结果。评分标准：优、良、中等、及格、不及格 五等（或10分制）六、教材或指导书实验指导书，自编。