电工学教学大纲

电工学教学大纲

第一部分 大纲说明

一、课程的性质、作用和任务

电工学是理工科水工类各专业学生必修的一门技术基础课，其内容由电路基础、电机与控制、电子技术、电工测量及安全用电四部分组成。本课程的作用和任务是：通过本课程的学习，使学生掌握电工学所必需的基本理论、基本知识和基本技能，并能运用所学知识解决基层水利单位有关电工学方面的实际问题。同时，为后续有关课程的学习打下基础，进而使学生具有解决基层水利单位水电施工、运行、管理、维修等实际问题的初步能力。 二、课程的教学基本要求

1、通过电路的基本定律和分析方法的学习，能够运用支路电流法、叠加原理、戴维南定理分析基本直流电路。

２、理解交流电路的三要素基本组成，并能运用相量法计算简单的串、并联交流电路。 ３、了解三相交流发电机模型，掌握三相负载的联接方法并能计算对称三相电路。

４、掌握常用电机、电器的工作原理、特点及有关运行性能，并且具有初步使用的能力。 ５、掌握常用半导体器件、集成电路的功能和外部特性，并学会使用方法。理解常见基本电力电子电路的组成及工作原理，初步掌握分析方法。 ６、掌握常用电工仪表的正确使用方法。

三、课程的教学要求层次

教学要求中，所列内容按“了解、理解、掌握”三个基本层次要求。

第二部分 教学媒介和教学建议

一、学时和学分

l、学时分配 序号 内 容 课 内 学 时 电视学时 备注 1 2 3 4 5 6 电路基础 电机与控制 电子技术 电工测量及安全用电 实验 合计 23 20 41.5 3.5 20 108 15 13 26 54 2、学分

本课程 6学分，课内学时 108，其中电视学时 54，实验 2 0学时，开设一学期。 二、教材

l、文字教材

文字教材分主教材(包括补充教材)和学习辅导教材。

主教材是教与学的主要依据。近年来，随着科学技术的迅速发展，以各个工程领域的应用为背景，电工学课程从体系结构到内容组成均进行了较大力度的教改。借助教改的成功范

例，并考虑到本课程仍沿用原教材的特殊情况，为确保教学质量，故采取了以下两个措施。其一，鉴于原电工学教材存在经典部分、传统内容比重偏大的缺陷，故在维持原结构不变的前提下，对教学大纲进行了必要的修订和调整。因此，主教材所叙及的上述内容，其教学应以教学大纲的教学基本要求为准。其二，由于新知识、新技术的渗透以及水工类各专业的特殊需求，重新编写了一册补充教材，以弥补原教材的不足。补充教材中包含实验内容及教学要求。

辅导教材(学习指导)主要是学习思路、学习方法的辅导，力求有针对性和实用性。围绕诸多重点、难点问题的讨论，避免成为教材的副本，以问答的方式展开，追求举一反三，画龙点睛的效果。出于学生自学的需要，辅导教材每章后附规范化自检题，以便学生自我检查学习效果。

2、录像教材

由于电工学是一门技术基础课，它集中反映了现代电气工程的多学科综合集成的现状，故而其内容涵盖十分广阔。因此充分利用多种手段在电视课中形象、生动、直观地表现教学内容是帮助学生学习的重要手段。同进，利用电视课讲思路、讲方法、讲解题、讲应用，亦有利于学生尽快地掌握本课程的基本教学内容。 录像课共54学时，以系统讲授的方式展开，由于三大部分内容相互独立，组织教学时可根据学生学习的具体情况灵活安排。 三、教学环节

l、辅导与自学

辅导(包括面授习题课)是电视大学的重要教学方法之一。由于广播电视大学采用开放和远距离教学手段，因此，辅导是学生接触老师，获得疑难解答的重要途径。辅导课要依据教学大纲、密切配合录像和教材，采用重点讲解、专题讨论、答疑等方式，通过解题思路分析和基本方法训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。 建议辅导老师要深入钻研教学大纲，对基本教学要求要求达到心领神会。如此才能在教学中抓住重点，进而针对基本教学内容完成融汇贯通的传授。 自学是广播电视大学的学生获得知识的重要途径，为培养学生的自学能力，除多种教材媒体要注重引导学生自学外，辅导教师要注意学习方法的研究，鼓励和启发学生独立思考。 2、实验

实验是本课程重要的教学环节。通过实验不仅仅要验证理论，更重要的是培养动手能力，使学生能够独立地进行简单的实验，分析实验结果，编写实验报告。 学生必须完成列出的 8个实验项目，不少于 20学时。为增加学生实际动手操作的机会，建议尽可能减少每个实验小组的人数(力争做到 2人一组)，并严格考核制度。 必做实验如下： (一)直流电路实验：直流电压、电流的测量。稳压电源的使用。叠加原理、戴维南定理。(3学时)

(二)日光灯及三相交流电路：负载的星形及三角形连接，相、线电压、电流的关系。中线的作用。( 2学时)

(三)异步电动机的继电接触器控制：异步电动机的铭牌，起动，正、反转。异步电动机的星一角起动(如果没有时间继电器可用三刀双掷开关实现)。(3学时) (四) PLC的应用( 3学时)

(五)集成运放及其应用(一)( 2学时) (六)集成运放及其应用(二)( 2学时) (七)门电路和组合逻辑电路。)(2学时) (八)触发器和时序逻辑电路。(3学时) 3、作业

习题是本课程的重要教学环节，通过做习题以深化和扩展对课程内容的理解，并培养学生分析问题、解决问题的能力。习题一般包含思考题和计算题。电路部分的习题侧重巩固和加深对有关定律、定理的理解和运用，掌握分析方法。其它部分的习题侧重掌握基本原理，培养解决实际问题的能力。 4、考试

考试是对教与学的全面验收。学生必须在完成必做作业和实验后，方能参加考试。考试题目符合教学大纲要求，形式多样(包括填空、选择、计算题等)，覆盖全面。做到体现重点，

难度适中，题量适度。难度及题量应统筹考虑，按照教学要求的三个不同层次安排。 期末考试全国统一命题，统一评分标准。统一考试时间。

第三部分 教学内容与教学要求

绪论(0.5；学时)

本课程性质、任务、主要内容。

学习本课程的重要性、必要性及学习中应注意的要点。

(一) 电路基础( 1 8学时)

l、电路的基本定律和分析方法( 7学时)

(l)电路的组成、 电路模型及理想元件、 电压源和电流源。 ( 2)电路的基本物理量，电压、 电流的正方向。 ( 3)电路的状态、额定值。

(4)电路的基本定律：基尔霍夫定律(KcL、 KvL)。 ( 5)电阻的串联和并联。 ( 6)电路中电位的计算。

( 7)电路的分析方法：支路电流法、叠加原理、戴维南定理。 (S)电容的充、放电，时间常数。 教学要求 ( l)基尔霍夫定律是分析电路的基本定律，要求学生必须正确理解和列出电路方程。叠加原理及戴维南定理是分析线性电路的重要方法，应切实掌握，并能正确列出电路方程。理解电容充、放电的物理过程和时间常数的概念。 2、正弦交流电路(S学时)

( l)正弦交流电振幅(最大值)、周期(频率)、初相位、有效值和相位差。 ( 2)正弦交流电的相量表示法，相量运算，相量图。 ( 3) R、 L、 C单参数电路，感抗和容抗。

(4)正弦交流电路的计算，RLC串联电路，复阻抗，并联电路，交流电流的功率，功率因数，提高功率因数的意义。

( 5)串联谐振、并联谐振的特征。 (6)非正弦交流电路的概念。 教学要求

(1)熟练运用相量法和复数阻抗分析和计算简单串、并联交流电路，并能正确画出相量图。

( 2)正确理解提高功率因数的意义。了解串联、并联谐振的条件和特征。 3、三相交流电路(3学时)

( l)星形接法的三相电源。三相四线制，线电压和相电压。 ( 2)三相负载的联接方法：星形接法及三角形接法，中线的作用。电压、电流的相值及线值及其在对称三相电路中的关系，对称三相电路的计算，三相功率。 教学要求 ( l)掌握对称三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法，理解三相四线制中线的作用。掌握负载的正确接法。

(二)电机与控制( 1 5学时)

l、磁路与变压器( 3学时)

(l)磁性材料、磁路概念、交流磁路。

(2)变压器的构造、工作原理。三相变压器的概念、铭牌，*自偶变压器。 教学要求 ( l)了解交流线圈电压和磁通的关系。理解变压器的工作原理，并会正确使用常用变压器。

2、异步电动机( 7． 5学时) ( l)电动机的分类及特点。 ( 2)三相异步电动机的构造和转动原理。旋转磁场。转差率。三相异步电动机的转矩特性和机械特性。 ( 3)三相异步电动机的使用：铭牌数据。笼型三相异步电动机的起步、反转、能耗制动和反接制动，变频调速。绕线式转子三相异步电动机的特点。 *(4)单相异步电动机的原理、起动和特点。 ( 5)控制电机：伺服电动机，步进电动机。 教学要求 ( l)理解三相异步电动机的工作原理、机械特性，了解结构特点和铭牌数据的意义，会正确使用。

( 2)了解伺服电动机、步进电动机的工作原理。 3、异步电动机的控制(4． 5学时)

( l)低压开关和熔断器、按钮、接触器、热继电器、中间继电器。

( 2)异步电动机的点动、直接起动，正、反转控制，顺序控制。行程开关和行程控制、时间继电器与时间控制。电路中的短路、过载及断电保护。

( 3)可编程序控制器：结构和工作原理、编程指令与编程方法、举例。 教学要求 ( l)了解常用低压控制电器和保护电器的功能。掌握继电一接触器控制电路的自锁、联锁及顺序、时间、行程等控制的原则。能读懂常用的基本控制电路原理图，能连线操作。 ( 2)了解 PLC的工作原理，初步掌握编程方法。

(三)电于技术( 34学时)

l、半导体器件( 3． 5学时)

( l)半导体的导电方式。 PN结的单向导电性。

( 2)半导体二极管：伏安特性和主要参数，硅稳压二极管。

( 3)半导体三极管：电流放大作用，输入特性和输出特性，主要参数。 (4)绝缘栅场效应管：基本结构和工作原理，特性曲线和主要参数。 教学要求

(l)了解 PN结的单向导电性，掌握二极管、三极管以及缘栅场效应管的功能、特性和主要参数。

2、基本放大电路(4学时)

( l)共射单管放大电路的组成及各元件的作用。

( 2)直流负载线及静态工作点的设置。截止失真和饱和失真。 ( 3)静态工作点的稳定。分压式偏置电路。

(4)近似微变等效电路： 电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。 ( 5)射极输出器的特点及应用。

(6)功率放大器的特点。互补对称式功率放大电路。多级放大电路。 教学要求

( l)理解共射单管放大电路的工作原理，会估算电压放大倍数，了解失真的概念。 (2)了解射极输出器的特点和应用。了解基本互补对称功率放大咆路。 3、集成运算放大器(7学时)

(l)直接耦合放大电路的特点，零点漂移。差动放大电路的组成，放大原理，抑制零漂原理。 ( 2)运算放大器，集成运算放大器基本电路的组成方枢图，理想起放的特点。通用型运算放大器的管脚及其联接、使用。 ( 3)运算电路，反相和同相输入，负反馈及其类型，反相运算电路，同相运算电路，差分电路。微分和积分运算电路。 P I D计算。有源滤波器。应用举例。 (4)其它应用举例：电压比较器、RC正弦波振荡电路。 教学要求

( l)理解差动放大电路的工作原理，了解信号的输入和输出方式。

(2)理解理想集成运算放大器的特点和分析方法。了解反馈的概念和反馈类型。初步掌握常用运放电路的电路组成及功能。 4、直流稳压电源( 2学时)

( l)单相桥式整流电路，三相桥式整流电路。

( 2)滤波电路，串联型稳压电源，集成稳压电路。 教学要求 ( l)理解桥式整流电路的原理、特点，了解串联型直流稳压电源的工作原理和集成稳压块的作用。

5、电力电子技术(3学时)

( l)电力电子器件：晶闸管，大功率场效应管。 ( 2)变流电路：可控整流电路( AC—DC变换)，逆变电路( DC—AC变换)及脉宽调制(PWM)技术。 ’ 教学要求

( l)理解可控整流电路( AC—DC变换)和了解逆变电路( DC—AC变换)的工作原理、特点。了解脉宽调制(PWM)技术的原理。 6、数字电路( 1 4． 5学时)

( l)数字电路的概念，脉冲信号的波形和参数。

(2)基本逻辑门电路：与门、或门、非门、与非门的逻辑功能、三态门、 TTL的特点， 开门电平、关门电平、高电平及低电平数值。

(3)组合逻辑电路：逻辑代数的基本公式，组合逻辑电路的分析方法，译码器。 (4)时序逻辑电路

触发器：基本 RS触发器和钟控 RS触发器， JK触发器和 D触发器的逻辑功能。 寄存器：移位寄存器

计数器：同步二进制计数器，同步十进制计数器。 ( 5)数码显示电路

(6) A／D和 D／A转换的基本概念 ( 7)数字电路的应用举例 教学要求

(l)掌握基本逻辑门电路的逻辑功能，了解逻辑代数的基本运算法则，初步拳握组合逻辑电路的特点和分析方法。

( 2)掌握 RS、 JK和 D触发器的特点和逻辑功能，了解寄存器、计数器筹时序逻辑电路的工作原理。

(四)电工测量及安全用电(2。 5学时)

l、电工测量(2学时)

(l)常用电工测量仪表：磁电式、电磁式、电动式仪表的原理和特点。

( 2)电压表、电流表、功率表、三相功率表的使用方法。欧姆表，万用表。 ( 3)测量结果的初分析，误差概念，仪表选用。 教学要求

(l)了解常用电工仪表的功能和精确度等级，掌握正确使用方法，并具有正确选用仪表的初步能力。

2、安全用电(0． 5学时) ( l)触电方式和安全用电。接地保护和接零保护。静电防护和电器防暴、防火常识。人体触电急救。 教学要求

( l)了解安全用电的一般常识和接地、接零保护的作用及应注意的事项。