《电工学》 教学大纲

1、电工学教学大纲课程名称：电工学课程代码：课程类型：专业必修课学分：2.5总学时：40理论学时：32实验（上机）学时：8先修课程：高等数学、大学物理适用专业：第一局部课程性质与目标一、课程性质与特点电工学是能源与动力工程专业的一门专业基础课，是在修完高等数学、大学物理等课程后开设的必 修课程之一，本课程集抽象的理论性和广泛的实用性于一身，与生产、生活和科研密切相关，因此学习本课 程会遇到不少困难，但又必须学好，因为它是诸多专业基础课和专业课程必需的理论基础。本课程的主要内容包括：上篇电工基础，包含直流电路、交流电路、变压器、电动机及其控制；下篇电 子技术，为各种半导体器件、基本放大电路、集成运算

2、放大器、组合逻辑电路、时序逻辑电路等内容。通过 学习，使学生对上述内容有较系统的认识，掌握各种电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。 二、课程目标与基本要求通过本课程的学习和实践，使学生掌握直流电路、交流电路、三相电路的基本特点及其初步分析方法； 初步理解电路的动态过程；了解变压器及电机的结构、工作原理与应用；理解半导体器件的特点；掌握运算 放大器的构成特点及其在模拟信号运算及其处理的应用特点；掌握逻辑运算的基本知识、组合逻辑电路、时 序逻辑电路、脉冲电路的特点；理解计数器、译码器等重点数字逻辑器件的特性以及存储器、A/D、D/A、FPGA 等大规模、超大规模数字芯片的特性，为今后的工程实践

3、更好地利用和发挥电器设备在工程中的作用打下坚 实的基础。基本要求：.学会搭建电路模型，掌握欧姆定律、基尔霍夫电压、电流定律的内容及其在电路分析中的应用，掌握 电路分析方法。.掌握电阻、电容、电感的定义、交流性质及其向量模型，理解RLC串联电路工作原理。.理解三相电源的星形、三角形联接以及对称三相电路的构成及分析方法，了解工业、企业配电及安全 用电知识。.掌握磁路计算的一般方法以及变压器的理想化条件，实际变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换， 了解变压器绕组的极性、同名端的概念.理解并掌握三相异步电动机的工作原理、结构、机械特性、使用及其控制方法，理解交流电动机的工作原理。第二学期1第6章放 大

4、器基础6.1半导体元件及其模型26.2半导体三极管及其模型36.3用三极管构成小信号放大器的一般原 那么36.4放大器的3种组态及其典型电路46.5场效应管放大电路4第6章习题15第7章集 成运算放 大器及其 他模拟集 成电路7.1集成运算放大器简介57.2用集成运放构成放大电路67.3用集成运放构成运算电路77.4运放电路中的负反应77.5其他常用模拟集成电路8第7章习题19第8章门 电路和组 合逻辑电 路8.1逻辑代数基础知识108.2组合逻辑电路的分析与设计108.3常见中规模组合逻辑电路芯片原理及 其应用11第8章习题112第9章触 发器和时 序逻辑电 路9.1触发器129.2时序逻辑

5、电路的分析139.3寄存器与计数器的电路特点139.4常用中规模时序逻辑电路芯片特点及 其应用149.5555定时器及其应用149.6大规模集成电路15第9章习题116期末复习期末复习合计32学时任课教师签字:教研室主任签字:任课教师签字:教研室主任签字:日期:日期:日期:教材：陈新龙、胡国庆.电工电子技术加.北京:清华大学出版社，2019. 了解常用半导体器件的特性、主要参数及应用；掌握基本放大电路、集成运算放大电路等的组成、工 作原理和分析计算方法。.掌握各种整流（包括可控整流）、滤波电路的分析和计算。.掌握逻辑函数的化简方法，掌握基本门电路、TTL集成与非门电路及MOS门电路的工作原理及

6、应用。.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路的工作原理、分析方法，进行逻辑电路设计。三、本课程与相关课程的关系本课程在工业机器人专业的教学计划中被列为专业基础课，以普通物理、高等数学等为先修课程，是学 习变流技术、微机原理、自动控制原理等课程必需的理论基础，是全面掌握专业各门课程的基石。第二局部 考核内容与考核目标第1章直流电路分析一、学习目的和要求通过本章的学习，使学生理解电路模型，掌握欧姆定律、基尔霍夫电压、电流定律的内容及其在电路分 析中的应用，理解电阻元件的联接特点及其等效处理，掌握利用支路电流、结点电压分析电路的方法，学习 使用multisim软件进行电路仿真。二、考核知识点与考核目标（-

7、）电路的组成及其模型（一般）识记：9种常见元件图形符号，电路的基本物理量。理解：电路模型建立的方法。（-）元件相互联接的回路约束、结点约束（重点）识记：欧姆定律、基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电流定律。理解：结点、支路。应用：根据KVL、KCL求解支路电流和回路电压，会用万用表、示波器观察元件电流和电压的示值和波形。 （三）电阻元件的联接方法（重点）识记：二端网络、等效本质。理解：电阻串联的等效处理、电阻并联的等效处理。应用：通过合并串并联电阻简化电路（灵活应用）。（四）电路分析基本方法（重点）识记：电位、电压的关系、电流源模型、电压源模型。应用：用支路电流法和结点电压法求解电路参数。（五）电路原

8、理（重点）理解：叠加定理、戴维宁定理。应用：会画单电源作用下的等效电路，熟练应用叠加定理进行电路参数的求解，应用戴维宁定理进行电 路分析。第2章正弦交流电路一、学习目的和要求通过本章的学习，应懂得正弦量的相量表示，3种基本元件的交流性质及其相量模型，理解阻抗的概念, 掌握用阻抗来分析简单交流电路的方法。二、考核知识点与考核目标（一）正弦量及其相量表示（重点）识记：正弦量的三要素：幅值、角频率和初相位，相量的表示。理解：两个同频率正弦量的相位差、向量图和相量的运算，基尔霍夫定律的相量形式。（-）三种基本元件及其交流特性（重点）识记：电阻元件、电容元件、电感元件的定义、伏安特性、功率与能量。理解：

9、3种基本元件的关系式。应用：RLC串联电路各元件的电压响应特点。第3章三相电路及其应用一、学习目的和要求通过本章的学习，应理解三相电压的形式及其特点，三相电路星形联接、三角形联接的特点，能对简单 的三相电路进行计算，并且了解工业、企业配电及安全用电知识。二、考核知识点与考核目标（一）三相电压（重点）识记：三相绕组的联接方式，对称三相电路的特点。理解：三相电压的特点，星形联接、三角形联接。（二）发电、输电及工业、企业配电（一般）识记：发电与输电的概念，触电、接地、保护接零。理解：树干式配电线路、放射式配电线路。第4章变压器一、学习目的和要求通过本章的学习，应理解磁路的基本概念、磁路分析与电路分析

10、的区别，深入理解变压器的电压变换、 电流变换和阻抗变换原理，以及同名端的概念。二、考核知识点与考核目标（-）磁路及其简单计算（重点）识记：磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率、磁阻。理解：磁路的计算。（-）变压器的工作原理及特性（重点）理解：理想变压器特性、实际变压器特性。（三）变压器绕组的极性及其联接（次重点）理解：变压器绕组的极性、变压器绕组的联接。第5章 三相异步电动机的原理及其应用一、学习目的和要求通过本章的学习，应懂得电磁感应是电动机的运转基础，理解交流电动机的工作原理，深入理解电动机 的电磁转矩、转差率等的概念，理解常见控制电器的特点，掌握三相异步电动机控制的知识。二、考核知识点与考

11、核目标（-）感应电动机（一般）识记：电动机的分类。理解：感应电动机的运转原理、旋转磁场的产生。（二）三相异步电动机（重点）识记：三相异步电动机的结构：定子、转子，三相异步电动机的转差率、电磁转矩。理解：三相异步电动机的电路模型。（三）三相异步电动机的控制（重点）识记：组合开关、按钮、接触器、继电器理解：三相异步电动机的正反转控制。应用：三相异步电动机的PLC控制系统设计。第6章放大器基础一、学习目的和要求通过本章的学习，使学生了解常用半导体元件的基础知识，掌握二极管、三极管的结构、工作原理、伏 安特性及主要参数，掌握共发射极放大电路的工作原理及基本分析方法，能估算静态工作点，计算交流参数, 理

12、解多级放大电路的级间耦合方式及各自特点，能计算多级放大电路的电压放大倍数。二、考核知识点与考核目标（一）半导体基础知识与PN结（一般）识记：常用半导体材料有硅（Si）和错（Ge）两种，由于掺杂浓度不同，杂质半导体有N型和P型两种。理解：PN结的单向导电性。（-）半导体二极管（重点）识记：二极管的结构与分类，硅管和错管的死区电压值和导通时的管压降。理解：二极管伏安特性的非线性，二极管主要参数（最大整流电流最高反向工作电压。碗）。应用：根据二极管的单向导电性分析二极管应用电路，会用万用表判断二极管的好坏和极性。（三）半导体三极管（重点）识记：三极管的结构、分类、符号及三种工作状态。理解：三极管处于

13、放大状态下电流分配关系及其放大条件，三极管的特性曲线和主要参数，温度对晶体 管特性的影响，三极管电流放大的含义：基极电流有微小的变化就会引起集电极电流较大变化，电流放大的 实质是IB对Ic的控制作用。应用：会判断晶体管的工作状态，能根据处于放大状态的三极管各极电位判断管型和管脚极性，会用万 用表检测三极管的好坏。（四）基本放大器的组成和工作原理（重点）识记：放大器的概念和共发射极基本放大器的组成（固定式、分压式），及各元件作用。理解：单管共发射极放大器的工作原理，放大作用的实质（微小的信号电压Ui,通过三极管的电流控制 作用及Rc转换成放大了的电压U0输出），倒相的含义，设置静态工作点的意义（

14、保证三极管始终工作在放 大状态）。应用：用估算法分析计算共发射极放大器的静态工作点（IB. IC. UCE） o（五）放大器的分析方法（重点）理解：分析放大器的静态与动态工作情况，Q点不稳定的因素，分压式偏置电路稳定Q点的原理，微变 等效电路分析方法。应用：会画直流通路、交流通路，能用估算法计算静态工作点，能用微变等效电路的分析方法求解Au、 Ri、 Roo第7章 集成运算放大器及其他模拟集成电路一、学习目的和要求通过本章的学习，使学生理解反应的基本概念，掌握反应类型的判断方法，理解负反应对放大器性能的 影响。理解差分放大电路的工作原理，掌握集成运放的原理及其简单的线性和非线性应用。二、考核知

15、识点与考核目标（一）反应的基本原理（重点）理解：反应的基本概念。应用：会判断四种反应类型，能分析负反应对放大器性能的影响。估算深度负反应下的闭环电压增益。（二）差分放大器（次重点）识记：直接耦合放大器存在的两个特殊问题（级间静态工作点互相影响、零点漂移），差分放大器的组 成和差模信号与共模信号、差模与共模放大倍数等概念，共模抑制比的含义，差动放大器的四种输入输出方 式。理解：差分放大器抑制零漂的工作原理，长尾式差分放大器中Re的作用。（三）集成运放及应用（重点）识记：运算放大器的概念及内部电路组成（输入级、中间级、输出级和偏置电路）。理解：理想运算放大器的“虚断”、“虚短”和“虚地”的概念。应

16、用：运用“虚断”、“虚短”或“虚地”的概念分析同相和反相比例运放、加法器、减法器及两级运 放电路求出输出电压与输入电压的关系。第8章 门电路和组合逻辑电路一、学习目的与要求通过本章的学习，使学生了解模拟电路与数字电路的差异，掌握各种数制的转换和逻辑函数化简方法（公 式法和卡诺图法），掌握简单的组合逻辑电路的分析和设计，理解常用的编码器、译码器的工作原理。二、考核知识点与考核目标。（-）数制与编码（一般）识记：数字电路中常用的几种数制，带符号数的二进制编码有三种：原码、反码和补码。应用：十进制数与二、八、十六进制数的相互转换，无符号数二进制编码及BCD码，由二进制数的原码 求反码和补码。（二）逻

17、辑函数的表示及化简（重点）识记：逻辑函数的基本概念，逻辑代数的基本运算：与、或、非。理解：逻辑代数的基本定律及重要准那么，逻辑函数的化简方法。应用：用公式法和卡诺图法化简逻辑函数。（三）二极管和三极管的开关特性（一般）。识记：二极管、三极管的开关特性。（四）基本逻辑门电路（重点）理解：分立元件构成的各种基本门电路的电路形式、符号、真值表及输入输出逻辑关系。应用：基本逻辑门电路的分析，包括输入和输出的逻辑关系、真值表及画波形图。（五）集成门电路及芯片（次重点）识记：集电极开路0C门、三态门等集成门电路的特点。理解：TTL与非门电路及MOS门电路的工作原理，常用集成电路系列、芯片功能及引脚定义。应

18、用：用集成电路芯片构成简单的逻辑电路。（六）组合逻辑电路的分析和设计（重点）识记：数字电路的两种类型；组合逻辑电路和时序逻在概念上的差异。理解：组合逻辑电路的分析步骤；组合逻辑电路的设计步骤。应用：对给定的简单组合逻辑电路能分析写出输入、输出关系式，并会化简此关系式，写出真值表。（七）常用组合逻辑电路及芯片（次重点）识记：几种实用组合逻辑电路的名称即：比拟器、编码器、译码器、多路数据选择器和分配器以及它 们的基本概念。理解：8线一3线编码器及8线一3线译码器的工作原理。应用：设计一个X位比拟器。第9章 触发器和时序逻辑电路一、学习目的与要求通过本章的学习，使学生掌握各种触发器的原理及功能特性，

19、熟练进行工作波形的分析，理解寄存器， 计数器的工作原理，掌握555定时器的功能及基本应用。二、考核知识点及考核目标（-）触发器（重点）识记：触发器两个基本性质，触发器的分类，触发器的特点即：具有记忆功能，是构成时序逻辑电路的 基本单元。理解：基本RS触发器、同步RS触发器、D触发器和JK触发器的逻辑符号及特性表（真值表）。应用：根据各触发器的特性表（真值表），完成其工作波形的分析，组合逻辑电路的分析。（二）寄存器（次重点）识记：寄存器、数码寄存器、移位寄存器的基本概念。理解：数码寄存器的电路结构和功能；移位寄存器的电路结构和功能。应用：三种常用集成寄存器芯片的名称及简单的功能。（三）计数器（次

20、重点）识记：计数器的概念，计数器的分类，计数器内部基本计数单元：是具有记忆功能的触发器组成的概念。理解：异步二进制计数器电路构成、工作原理及工作波形的分析。集成异步二进制计数器的工作原理、 逻辑图及对应的引脚排列。应用：计数器逻辑功能分析与表示方法。（四）555集成定时器及应用（一般）识记：555集成定时器构成，实现的功能及基本应用的三种类型。理解：555集成定时器引脚名称及工作原理。应用：用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器的外部电路的接法、特点及工作波形分析。第三局部 有关说明与实施要求一、考核目标的能力层次表述本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其

21、应到达的能力层次要求, 各能力层次为递进关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关名词、概念的含义，并能正确认识和表述。理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法（简称“三基”）,能掌握概念、 原理、方法之间的区别和联系。应用：在理解的基础上，能运用“三基”分析解决有关问题。二、教材及参考书陈新龙、胡国庆.电工电子技术M.北京:清华大学出版社，2019.教材建设有配套MOOC httDS：=6 dl6fbfea6084ea78a9fc913f3811320参考书：.王桂琴、王幼林.电工学M.北京:机械工业出版社，2020.付植桐.电子技术M.北京:高等教育出

22、版社，2018.张卫、程勇.电工学M.长沙：国防科技大学出版社，2009.刘顺领、周凤献.电工学基础M.青岛：青岛海洋大学出版社，2002.叶挺秀.电工电子学（第二版）M.北京:高等教育出版社，2004.徐淑华.电工学M.北京：电子工业出版社，2003.三、学习方法指导1.在开始学习指定教材每一章之前，应先阅读大纲中有关这一章考核知识点及对知识点的能力层次要求 和考核目标，使阅读教材有的放矢。2阅读教材时，要仔细阅读逐句推敲，深刻理解基本概念、基本理论，牢固把握基本方法与技能。3.自学过程中坚持做好读书笔记，做到有归纳、有总结、有理解。自学过程中除了勤于思考外，还要勤 于提问，勤于请教，勿死记硬背，生搬硬套，急于求成，要注意所学内容纵向和横向的联系。第四局部学时分配章次课程内容理