《电工技术》教学大纲

《电工技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05130011课程性质：学科基础必修课学分：2.5学分学时：40学时（理论32学时，实验8学时）先修课程：高等数学、大学物理等后续课程：大气污染控制工程、水污染控制工程等适用专业：环境工程开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电工技术》是环境工程本科专业学生的一门学科基础必修课。本课程主要传授电路、电机和电气控制的基本理论知识和分析电路的基本方法，为学习后续有关专业课程及以后从事技术工作打下必要的电工技术基础。本课程理论严密，逻辑性强，有广阔的工程背景，对培养学生的辩证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题和解决问题的能力有重要的作用，同时增强学生的法治观念、社会责任感和创新意识。二、课程目标 通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握电路、电机和电气控制的基本原理，理解电路的基本概念、基本定律和定理。能够正确使用电路变换方法对复杂电路进行分析，应用电路相关定律和定理计算交直流电路的参数。课程目标2：通过理论与实践相结合的教学方法，增强课程的综合实践性，培养学生基础知识和基本原理，提高学生发现问题、思考问题、解决问题等方面的能力。课程目标3：能够正确使用相关电工仪表测量电路参数，理解实验电路故障状态下的现象，重视学生动手操作技能和实践经验，培养学生对电路的分析、设计、总结归纳能力，为今后从事相关领域的研究和技术工作打下必要的基础。了解我国在电工领域的贡献和优势、与世界相关行业的差距，增强学生的民族自豪感和时代紧迫感。三、课程目标与毕业要求《电工技术》课程教学目标对环境工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够针对环境相关工程问题的具体对象，建立相应的数学模型并合理求解。课程目标1：掌握电路、电机和电气控制的基本原理，理解电路的基本概念、基本定律和定理。能够正确使用电路变换方法对复杂电路进行分析，应用电路相关定律和定理计算交直流电路的参数。M2.问题分析2.1能应用数学、自然科学和环境科学与工程的基本原理，对复杂环境工程问题进行识别、表达与逻辑推理。课程目标2：通过理论与实践相结合的教学方法，增强课程的综合实践性，培养学生基础知识和基本原理，提高学生发现问题、思考问题、解决问题等方面的能力。了解我国在电工领域的贡献和优势、与世界相关行业的差距，增强学生的民族自豪感和时代紧迫感。H4.研究4.2能够设计方案，选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，安全地开展实验，能采集和分析实验数据。课程目标3：能够正确使用相关电工仪表测量电路参数，解释实验电路故障状态下的现象，重视学生动手操作技能和实践经验，培养学生对电路的分析、设计、总结归纳能力；为今后从事相关领域的研究和技术工作打下必要的基础。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.6基尔霍夫定律1.7电路中电位的概念及计算教学要求：使学生理解并掌握电路模型、电路的基本物理量、参考方向及关联和非关联参考方向的概念；掌握电路元件、电阻元件和独立电源的特点；掌握基尔霍夫定律；掌握电路中电位的概念及计算。重点：参考方向及关联和非关联参考方向、基尔霍夫定律。难点：基尔霍夫电压定律。621、2、32.电路的分析方法2.1等效变换的概念2.2电阻星型联结与三角形联结的等效变换2.3电源的两种模型及其等效变换2.4支路电流法2.5叠加定理2.6戴维宁定理与诺顿定理教学要求：使学生理解并掌握等效与等效变换的概念；理解并掌握实际电源的两种模型及其等效变换；掌握电阻的等效变换及计算；掌握支路电流法；掌握叠加定理；掌握戴维宁定理与诺顿定理。重点：等效变换及等效电路的化简；实际电压源、电流源的等效互换、支路电流法、叠加定理、戴维宁定理与诺顿定理。难点：支路电流法。81、2、33.电路的暂态分析3.1电阻元件、电感元件与电容元件3.2储能元件和换路定则3.3RC电路的响应3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法教学要求：使学生掌握电路的初始条件，换路原理；熟练掌握RC、RL电路的零输入响应、零状态响应、一阶动态电路全响应、时间常数和三要素法。重点：换路定理；RC、RL电路的零输入响应，零状态响应。难点：一阶动态电路全响应，时间常数；三要素法。41、2、34.正弦交流电路4.1正弦电压与电流4.2正弦量的相量表示法4.3单一参数的交流电路4.4电阻、电感与电容元件串联的交流电路4.5阻抗的串联与并联；4.6功率因数的提高教学要求：使学生了解复数的概念和复变量的表示方法；理解相量的含义；掌握电路定律的相量表示法；掌握阻抗、导纳、相量图；熟练掌握稳态电路分析、功率、功率因数、复功率；掌握用相量法分析交流电路。重点：正弦量的概念，有效值和相位差的概念、阻抗、导纳、功率因数。难点：电路定律的相量形式、RLC串联交流电路的分析。421、2、35.三相电路5.1三相电压5.2负载星型联结的三相电路5.3负载三角型联结的三相电路5.4三相功率教学要求：使学生掌握三相电源、三相电路的联接方式、对称三相电路概念；熟练掌握线电压（电流）与相电压（电流）的关系，对称三相电路的功率；了解不对称三相电路及其计算方法。重点：线电压（电流）与相电压（电流）的关系。难点：对称三相电路的功率、瞬时表达、相量表达。421、2、36.交流电动机6.1三相异步电动机的构造6.2三相异步电动机的转动原理6.3三相异步电动机的起动6.4三相异步电动机的调速6.5三相异步电动机的制动6.6三相异步电机的铭牌数据教学要求：使学生掌握三相异步电动机的构造、转动原理；熟练掌握线三相异步电动机的起动、调速、制动方法；了解三相异步电机的铭牌数据。重点：三相异步电动机的起动、调速、制动。难点：三相异步电动机的构造、转动原理。21、2、37.继电接触器控制系统7.1常用控制电器7.2笼型电动机直接起动的控制线路7.3笼型电动机正反转的控制线路教学要求：使学生掌握常用控制开关的用途；了解笼型电动机直接起动、正反转的控制线路。重点：常用控制开关。难点：笼型电动机直接起动、正反转的控制线路。421、2、3合计3282.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.戴维宁定理的验证实验内容：验证戴维宁定理。实验要求：初步了解和学习常用直流电工仪器仪表的使用方法；学习直流电压、电流的测量方法；用实验数据验证戴维宁定理，加深对定理的理解。21、2、32.正弦交流电路电压电流的测定实验内容：交流电压、电流的测量。实验要求：掌握正弦交流电压、电流的测量方法；掌握示波器等常用电子仪器的使用方法。21、2、33.三相电路实验内容：测定三相交流电路电压、电流。实验要求：掌握三相电路电压、电流的测量方法；掌握负载的△和Y的连接方法；实际测量数据与理论数据的比较。21、2、34.电机控制实验实验内容：用三相电源控制电机的正反转。实验要求：了解三项异步电机接触器联锁正反转控制的接线和操作方法，掌握三相异步电动机接触器的正反转控制的基本原理与实物连接的要求。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解线性集总参数非时变电路、电机及电气控制的基本理论与一般分析方法，在掌握电路、电机的基本理论知识的基础上，具有分析计算电路的基本方法和设计基本电路的初步能力。在实验教学环节中，通过任务驱动式教学、讨论式教学培养学生电工技术的基本理论、基本知识和基本技能。掌握基本电工设备的使用方法，掌握电压、电流的测量方法，掌握电动机基本控制线路的搭建和调试方法。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；如何组织实验、处理数据和分析检查与排除故障；电工设备的使用方法，掌握电压、电流的测量方法，掌握电动机基本控制线路的搭建和调试方法。采用教师讲授和学生动手操作的方法，在实验前学生应根据实验指导书预习与本实验有关的教学内容；在实验中要严格遵守实验室安全用电规则，按操作规程使用设备，确保人身和设备的安全；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）秦曾煌著.《电工技术》(第七版)[M].北京.:高等教育出版社,2013年.2.参考书：（1）李丽敏.《电路分析基础》[M].北京:机械工业出版社.2019年.（2）邱关源.《电路》(第五版)[M].北京:高等教育出版社.2006年.（3）陈晓平.《电路原理》(第三版)[M].北京:机械工业出版社.2018年.（4）许翏.《电机与电气控制技术》(第三版)[M].北京:机械工业出版社.2022年.（5）李仁.《电气控制技术》(第三版)[M].北京:机械工业出版社.2021年.3.期刊：（1）电工技术学报,中国电工技术学会主办（2）电工电能新技术,中国科学院电工研究所主办（3）电测与仪表,中国仪器仪表学会电磁测量信息处理仪器分会主办（4）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,US（5）IEEETransactionsonPowerElectronics,US4.网络资源：（1）爱课程网./home/（2）精品课网./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现8（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332随堂测试12（1）主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）每次随堂测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以随堂测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√642作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√642实验8（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332期末考核60（1）期末考核方式为大作业，考核成绩100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核电路变换方法对复杂电路的分析，应用电路相关定律和定理计算小规模静态电路和动态电路的参数等内容。√√√252510合计：100分433918八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、随堂测试、作业、实验、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核方式为大作业，期末大作业成绩为100分（权重60%）；课堂表现、实验、作业、随堂测试等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核应涵盖教学内容的重点知识点。2.过程性考核成绩的标准 过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业30作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业1次以内，准确率大于70%。不交作业2次以内，准确率大于60%。不交作业3次以上，准确率小于60%。随堂测验30随堂测试中的概念、思路清晰，步骤完整，分析得当，准确率大于90%,书写工整，清晰，符号，单位，作图规范。随堂测试中的概念、思路清晰，步骤完整，分析得当，准确率大于80%,书写工整，清晰。随堂测试中的概念、思路一般，步骤完整，分析较得当，准确率大于70%,书写清晰。随堂测试中的概念、思路一般，步骤尚可，分析尚欠，准确率大于60%，能够部分符号辨识