電工電子學（一）機械電子工程

PAGEPAGE8《電工電子學（一）》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱電工電子學（一）課程編號320050009課程性質(zhì)必修課課程類別學科專業(yè)基礎課開課單位智能與信息工程學院授課學期第3學期學分/學時3/48課內(nèi)學時48理論授課40上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時8課外學時0適用專業(yè)機械電子工程是否雙語否先修課程高等數(shù)學、大學物理、大學英語、工程制圖后續(xù)課程電工電子學（二）、接口技術及應用二、課程簡介電工電子學(一)是高等工科院校機械電子工程專業(yè)的學科專業(yè)基礎課。本課程是電工技術部分，主要是通過計算電壓、電流等電量來研究當前電路的狀態(tài)，計算功和功率研究電路中能量的變化。內(nèi)容包括電路的基本概念與電路模型、電路分析方法，正弦交流電路，三相正弦交流電路，電路的暫態(tài)分析，變壓器等知識進行理論講授及實驗驗證，培養(yǎng)學生總結(jié)電工電路方面的基本知識、基本理論和基本技能使學生具備實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設計開發(fā)能力。具備設計和分析工程問題、機械電子領域工程問題的能力。結(jié)合課程教學培養(yǎng)學生的科學思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的工程觀點，良好的職業(yè)道德、創(chuàng)新精神，幫助學生樹立科學的世界觀。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1.能夠描述電工電子學中的電路的基本概念、電路組成、電路元件的特點和功能和電路的分析方法、數(shù)據(jù)分析等方面提供支撐。讓學生具有理論聯(lián)系實際的能力，用基本理論和方法解決實際問題的能力，能夠?qū)C械電子工程領域問題進行分析、數(shù)學建模與求解，具備應用基本理論分析工程問題的能力。課程目標2.通過實驗教學環(huán)節(jié)進行電工基本技能訓練，培養(yǎng)學生實驗研究能力和電路常見故障排除能力，能夠安全科學的開展實驗，能夠正確采集整理實驗數(shù)據(jù)，并通過信息綜合，得到合理有效的結(jié)論。具備文獻資料檢索能力，并能夠分析機械電子工程問題，以獲得有效結(jié)論。課程目標3.能夠運用電路分析設計的基本方法，能準確選擇電路設計中的器件參數(shù)，基于工程設計和產(chǎn)品的基本設計方法和技術，了解影響設計目標和技術方案的各種因素。通過課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的理想和獻身科學的精神，樹立學生現(xiàn)代科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，激發(fā)學生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學生善于思考，勇于實踐。培養(yǎng)正確嚴謹?shù)目茖W研究作風和踏實認真的研究方法，拓展自主實踐、主動創(chuàng)新的意識，為今后的科研工作及與專業(yè)有關的工程技術工作打好基礎。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1.1：學習數(shù)學和相關的自然科學知識，能夠?qū)C械電子工程領域復雜工程問題進行分析、數(shù)學建模與求解。指標點1.2：掌握解決機械電子工程領域問題所需的工程基礎知識，具備應用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標2指標點2.3：具備文獻資料檢索能力，能夠?qū)ξ墨I進行分析和歸納，并將其用于分析復雜機械電子工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標點4.3：能夠通過構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全科學的開展實驗，能夠正確采集整理實驗數(shù)據(jù)，并通過信息綜合，得到合理有效的結(jié)論。2-問題分析4-研究課程目標3指標點5.1：能夠合理選擇與使用解決復雜機械電子工程問題所需的多種儀器設備、信息資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具；5-使用現(xiàn)代工具四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元電路的基本概念和基本定律（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容（1）電路與電路模型，電壓源、電流源、電阻、電感、電容的伏安特性和模型。電路的參考方向。（2）基爾霍夫定律及計算電路中各元件的功率。（3）電阻串聯(lián)、并聯(lián)及串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流公式。2.重點和難點重點：電路的組成，電路元件的伏安特性和基爾霍夫定律，及各元件的功率。難點：基爾霍夫定律。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。（2）實驗：基爾霍夫定律實驗：用實驗數(shù)據(jù)驗證性基爾霍夫定律。實驗證明電路中電位的相對性，電壓的絕對性及了解電路電位圖的繪制方法。熟練儀器儀表的使用技術。4.學生學習預期成果對電路的組成，各電路元件的伏安特性和模型的歸納?？偨Y(jié)基爾霍夫的電流定律和電壓定律，能對電阻的串、并聯(lián)電路進行電壓、電流、功率的計算。5.支撐課程目標課程目標1。第二單元電路的分析方法（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容（1）支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換等五種電路分析方法及應用。（2）受控源及模型。2.重點和難點重點：；支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換五種電路的分析。難點：支路電流法、疊加定理、戴維寧定理、諾頓定理、電源模型的等效變換五種電路的分析。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力。（3）通過課堂討論，強化工程觀念，拓展知識應用能力和創(chuàng)新能力。（4）實驗：戴維寧定理：用實驗來驗證戴維寧定理、諾頓定理。進一步學習常用直流儀器儀表的使用方法。4.學生學習預期成果總結(jié)支路電流法、疊加定理法、戴維寧定理法、諾頓定理、電源模型的等效變換法分析電路，熟練撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第三單元正弦交流電路（學時數(shù)：12學時）1.課程主要內(nèi)容（1）正弦交流電的基本概念：周期、頻率、角頻率、幅值、有效值、初相位及相位差。（2）應用正弦交流電的相量表示法及相量的運算。（3）R、L、C在交流電路中的伏安特性的相量表示及RLC串并聯(lián)電路分析。（4）應用相量法求解復雜交流電路。（5）正弦交流電路的功率，功率因數(shù)的意義及提高方法。（6）交流電路中的串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及其品質(zhì)因數(shù)。2.重點和難點重點：正弦交流電的基本概念、正弦量的相量表示及相量的運算、相量法求解復雜交流電路，正弦交流電路的功率及諧振。難點：正弦量的相量表示及相量的運算、相量法求解復雜交流電路。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）實驗：正弦交流電路的參數(shù)測定實驗：學習用功率表、電壓表、電流表測定交流電路阻抗參數(shù)的方法。4.學生學習預期成果總結(jié)正弦交流電路的基本概念，應用相量表示正弦量的方法，對電路進行分析計算，求解電路的有功功率、無功功率和視在功率及諧振電路的分析。撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試正弦交流電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第四單元三相正弦交流電路（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內(nèi)容（1）三相交流電源及其連接方式，三相電源的線電壓、相電壓及其之間的關系。（2）負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的電壓與電流關系。（3）三相電路的功率。2.重點和難點重點：三相交流電源的星形聯(lián)接及線電壓、相電壓之間的關系。對負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的電路分析。難點：三相電路的分析。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力。（4）實驗：三相電路電壓、電流和功率的測定實驗：分別在負載對稱和不對稱情況下，測量三相負載星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接時線電壓、相電壓、線電流、相電流，測量三相三線制負載的功率。學習三相負載接線和測量方法，及三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。4.學生學習預期成果總結(jié)三相電源及負載的聯(lián)接形式。分析電源星形聯(lián)接的三相電路，正確求解相電壓與線電壓，相電流與線電流。撰寫基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試電路的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第五單元電路的暫態(tài)分析（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內(nèi)容（1）換路定理并求解電路的初始值。（2）一階R-C電路、R-L電路在過渡過程中的規(guī)律。（3）三要素法求解一階電路的響應。2.重點和難點重點：換路定理及初始值的確定，一階R-C電路、R-L電路的分析，用三要素法求解一階電路的響應。難點：換路定理及初始值的確定，三要素法求解一階電路的響應。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力。4.學生學習預期成果歸納換路定理，及應用換路定理求解一階R-C電路、R-L電路，利用三要素法求解一階電路的響應。描述相關技術標準體系，能運用相關知識分析機械工程中的電路問題。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3。第六單元磁路和變壓器（學時數(shù)：2學時）1.課程主要內(nèi)容（1）變壓器的工作原理。（2）變壓器的外特性與效率。2.重點和難點重點：變壓器的工作原理。難點：D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度。3.教學方法通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。4.學生學習預期成果總結(jié)變壓器的工作原理，能正確分析電路。了解相關技術標準體系，能運用相關知識分析機械工程的電路問題。5.支撐課程目標課程目標1。（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元電路的基本概念和基本定律講授法，實驗課程目標1102:1第二單元電路的分析方法講授法、案例教學、專題研討、實驗課程目標1、2、3102:1第三單元正弦交流電路講授法、案例教學、實驗課程目標1、2、3122:1第四單元三相正弦交流電路講授法、案例教學、專題研討、實驗課程目標1、2、382:1第五單元電路的暫態(tài)分析電路講授法、案例教學、課程目標1、2、362:1第六單元磁路和變壓器講授法課程目標122:1合計482:1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績30-40%作業(yè)（百分制）50本門課程作業(yè)，主要考核知識歸納情況目標分值=0.5*作業(yè)平均成績測驗（百分制）30主要測試各單元知識應用情況目標分值=0.3*測驗平均成績課堂表現(xiàn)（百制）20根據(jù)課堂討論，發(fā)言等情況打分，次數(shù)不限，最終總成績按比例折算，滿分20分。實踐成績10%實驗（百分制）100共計四次實驗，根據(jù)實驗操作、實驗過程、實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)分析和實驗報告等，評定學生成績目標分值=實驗平均成績期末考試50-60%知識40考核內(nèi)容：上述各單元理論知識考試題型：判斷、選擇、填空、簡答、作圖、分析、計算等（任選，不低于四種）依據(jù)試卷評分標準進行評價能力30綜合應用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元電路的基本概念和基本定律1-1電路與電路模型1-2電壓、電流及其參考方向1-3電路的功和功率1-4基爾霍夫定律1-5無源電路元件1-6有源電路元件作業(yè)、測驗、實驗期末考試課程目標1第二單元電路的分析方法2-1支路電流法2-2疊加定理2-3網(wǎng)絡的化簡2-4戴維寧及諾頓等效網(wǎng)絡定理作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第三單元正弦交流電路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爾霍夫定律的相師形式3-4復阻抗3-5正弦交流電路分析舉例3-6正弦交流電路的功率3-7功率因數(shù)的提高3-8電路的諧振作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第四單元三相正弦交流電路4-1三相正弦交流電源4-2負載的連接4-3三相電路的分析4-4三相電路的功率作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第五單元電路的暫態(tài)分析5-1概述5-2換路定理及初始值的確定5-3一階電路的零輸入響應5-4一階電路的零狀態(tài)響應5-5一階電路的全響應和三要素作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1、2、3第六單元磁路和變壓器6-7變壓器作業(yè)、期末考試課程目標1、六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材賈貴璽、姚海斌.電工學I-電工技術.高等教育出版社，2017（二）相關推薦書目1、劉永波.電工技術.機械工業(yè)出版社，20062、（美）FrankD.Petruze