电工电子学（一）机械电子工程

PAGEPAGE8《电工电子学（一）》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称电工电子学（一）课程编号320050009课程性质必修课课程类别学科专业基础课开课单位智能与信息工程学院授课学期第3学期学分/学时3/48课内学时48理论授课40上机学时0课内实践0实验学时8课外学时0适用专业机械电子工程是否双语否先修课程高等数学、大学物理、大学英语、工程制图后续课程电工电子学（二）、接口技术及应用二、课程简介电工电子学(一)是高等工科院校机械电子工程专业的学科专业基础课。本课程是电工技术部分，主要是通过计算电压、电流等电量来研究当前电路的状态，计算功和功率研究电路中能量的变化。内容包括电路的基本概念与电路模型、电路分析方法，正弦交流电路，三相正弦交流电路，电路的暂态分析，变压器等知识进行理论讲授及实验验证，培养学生总结电工电路方面的基本知识、基本理论和基本技能使学生具备实践能力、创新能力和新产品设计开发能力。具备设计和分析工程问题、机械电子领域工程问题的能力。结合课程教学培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点，良好的职业道德、创新精神，帮助学生树立科学的世界观。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.能够描述电工电子学中的电路的基本概念、电路组成、电路元件的特点和功能和电路的分析方法、数据分析等方面提供支撑。让学生具有理论联系实际的能力，用基本理论和方法解决实际问题的能力，能够对机械电子工程领域问题进行分析、数学建模与求解，具备应用基本理论分析工程问题的能力。课程目标2.通过实验教学环节进行电工基本技能训练，培养学生实验研究能力和电路常见故障排除能力，能够安全科学的开展实验，能够正确采集整理实验数据，并通过信息综合，得到合理有效的结论。具备文献资料检索能力，并能够分析机械电子工程问题，以获得有效结论。课程目标3.能够运用电路分析设计的基本方法，能准确选择电路设计中的器件参数，基于工程设计和产品的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，激发学生求知热情、探索和创新精神，使学生善于思考，勇于实践。培养正确严谨的科学研究作风和踏实认真的研究方法，拓展自主实践、主动创新的意识，为今后的科研工作及与专业有关的工程技术工作打好基础。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1.1：学习数学和相关的自然科学知识，能够对机械电子工程领域复杂工程问题进行分析、数学建模与求解。指标点1.2：掌握解决机械电子工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力。1-工程知识课程目标2指标点2.3：具备文献资料检索能力，能够对文献进行分析和归纳，并将其用于分析复杂机械电子工程问题，以获得有效结论。指标点4.3：能够通过构建实验系统，安全科学的开展实验，能够正确采集整理实验数据，并通过信息综合，得到合理有效的结论。2-问题分析4-研究课程目标3指标点5.1：能够合理选择与使用解决复杂机械电子工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具；5-使用现代工具四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元电路的基本概念和基本定律（学时数：10学时）1.课程主要内容（1）电路与电路模型，电压源、电流源、电阻、电感、电容的伏安特性和模型。电路的参考方向。（2）基尔霍夫定律及计算电路中各元件的功率。（3）电阻串联、并联及串联分压和并联分流公式。2.重点和难点重点：电路的组成，电路元件的伏安特性和基尔霍夫定律，及各元件的功率。难点：基尔霍夫定律。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）实验：基尔霍夫定律实验：用实验数据验证性基尔霍夫定律。实验证明电路中电位的相对性，电压的绝对性及了解电路电位图的绘制方法。熟练仪器仪表的使用技术。4.学生学习预期成果对电路的组成，各电路元件的伏安特性和模型的归纳。总结基尔霍夫的电流定律和电压定律，能对电阻的串、并联电路进行电压、电流、功率的计算。5.支撑课程目标课程目标1。第二单元电路的分析方法（学时数：10学时）1.课程主要内容（1）支路电流法、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、电源模型的等效变换等五种电路分析方法及应用。（2）受控源及模型。2.重点和难点重点：；支路电流法、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、电源模型的等效变换五种电路的分析。难点：支路电流法、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、电源模型的等效变换五种电路的分析。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。（3）通过课堂讨论，强化工程观念，拓展知识应用能力和创新能力。（4）实验：戴维宁定理：用实验来验证戴维宁定理、诺顿定理。进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。4.学生学习预期成果总结支路电流法、叠加定理法、戴维宁定理法、诺顿定理、电源模型的等效变换法分析电路，熟练撰写基本实验方法，能够按照给定的实验方案，搭建实验系统并正确实施实验，具备测试与调试电路的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第三单元正弦交流电路（学时数：12学时）1.课程主要内容（1）正弦交流电的基本概念：周期、频率、角频率、幅值、有效值、初相位及相位差。（2）应用正弦交流电的相量表示法及相量的运算。（3）R、L、C在交流电路中的伏安特性的相量表示及RLC串并联电路分析。（4）应用相量法求解复杂交流电路。（5）正弦交流电路的功率，功率因数的意义及提高方法。（6）交流电路中的串联谐振、并联谐振及其品质因数。2.重点和难点重点：正弦交流电的基本概念、正弦量的相量表示及相量的运算、相量法求解复杂交流电路，正弦交流电路的功率及谐振。难点：正弦量的相量表示及相量的运算、相量法求解复杂交流电路。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；（3）实验：正弦交流电路的参数测定实验：学习用功率表、电压表、电流表测定交流电路阻抗参数的方法。4.学生学习预期成果总结正弦交流电路的基本概念，应用相量表示正弦量的方法，对电路进行分析计算，求解电路的有功功率、无功功率和视在功率及谐振电路的分析。撰写基本实验方法，能够按照给定的实验方案，搭建实验系统并正确实施实验，具备测试与调试正弦交流电路的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第四单元三相正弦交流电路（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）三相交流电源及其连接方式，三相电源的线电压、相电压及其之间的关系。（2）负载星形联接、三角形联接的电压与电流关系。（3）三相电路的功率。2.重点和难点重点：三相交流电源的星形联接及线电压、相电压之间的关系。对负载星形联接、三角形联接的电路分析。难点：三相电路的分析。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。（4）实验：三相电路电压、电流和功率的测定实验：分别在负载对称和不对称情况下，测量三相负载星形联接、三角形联接时线电压、相电压、线电流、相电流，测量三相三线制负载的功率。学习三相负载接线和测量方法，及三相四线供电系统中中线的作用。4.学生学习预期成果总结三相电源及负载的联接形式。分析电源星形联接的三相电路，正确求解相电压与线电压，相电流与线电流。撰写基本实验方法，能够按照给定的实验方案，搭建实验系统并正确实施实验，具备测试与调试电路的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第五单元电路的暂态分析（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）换路定理并求解电路的初始值。（2）一阶R-C电路、R-L电路在过渡过程中的规律。（3）三要素法求解一阶电路的响应。2.重点和难点重点：换路定理及初始值的确定，一阶R-C电路、R-L电路的分析，用三要素法求解一阶电路的响应。难点：换路定理及初始值的确定，三要素法求解一阶电路的响应。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力。4.学生学习预期成果归纳换路定理，及应用换路定理求解一阶R-C电路、R-L电路，利用三要素法求解一阶电路的响应。描述相关技术标准体系，能运用相关知识分析机械工程中的电路问题。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3。第六单元磁路和变压器（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）变压器的工作原理。（2）变压器的外特性与效率。2.重点和难点重点：变压器的工作原理。难点：D/A转换器、A/D转换器的转换精度与转换速度。3.教学方法通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范。4.学生学习预期成果总结变压器的工作原理，能正确分析电路。了解相关技术标准体系，能运用相关知识分析机械工程的电路问题。5.支撑课程目标课程目标1。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元电路的基本概念和基本定律讲授法，实验课程目标1102:1第二单元电路的分析方法讲授法、案例教学、专题研讨、实验课程目标1、2、3102:1第三单元正弦交流电路讲授法、案例教学、实验课程目标1、2、3122:1第四单元三相正弦交流电路讲授法、案例教学、专题研讨、实验课程目标1、2、382:1第五单元电路的暂态分析电路讲授法、案例教学、课程目标1、2、362:1第六单元磁路和变压器讲授法课程目标122:1合计482:1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩30-40%作业（百分制）50本门课程作业，主要考核知识归纳情况目标分值=0.5*作业平均成绩测验（百分制）30主要测试各单元知识应用情况目标分值=0.3*测验平均成绩课堂表现（百制）20根据课堂讨论，发言等情况打分，次数不限，最终总成绩按比例折算，满分20分。实践成绩10%实验（百分制）100共计四次实验，根据实验操作、实验过程、实验结果、实验数据分析和实验报告等，评定学生成绩目标分值=实验平均成绩期末考试50-60%知识40考核内容：上述各单元理论知识考试题型：判断、选择、填空、简答、作图、分析、计算等（任选，不低于四种）依据试卷评分标准进行评价能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元电路的基本概念和基本定律1-1电路与电路模型1-2电压、电流及其参考方向1-3电路的功和功率1-4基尔霍夫定律1-5无源电路元件1-6有源电路元件作业、测验、实验期末考试课程目标1第二单元电路的分析方法2-1支路电流法2-2叠加定理2-3网络的化简2-4戴维宁及诺顿等效网络定理作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第三单元正弦交流电路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尔霍夫定律的相师形式3-4复阻抗3-5正弦交流电路分析举例3-6正弦交流电路的功率3-7功率因数的提高3-8电路的谐振作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第四单元三相正弦交流电路4-1三相正弦交流电源4-2负载的连接4-3三相电路的分析4-4三相电路的功率作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第五单元电路的暂态分析5-1概述5-2换路定理及初始值的确定5-3一阶电路的零输入响应5-4一阶电路的零状态响应5-5一阶电路的全响应和三要素作业、测验、期末考试课程目标1、2、3第六单元磁路和变压器6-7变压器作业、期末考试课程目标1、六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材贾贵玺、姚海斌.电工学I-电工技术.高等教育出版社，2017（二）相关推荐书目1、刘永波.电工技术.机械工业出版社，20062、（美）FrankD.Petruze