《电工电子技术》教学大纲

《电工电子技术》教学大纲（课程代码：0110077）修订人：孙红霞本课程性质：《电工电子技术基础》是机械设备及自动化专业和计算机数控技术专业的专业支持必修课程。本课程教学目的：本课程的教学目的是使学生获得电工电子学必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工电子事业发展的概况，为学习后续其它相关类课程和专业知识以及毕业后从事工程技术工作和科学研究工作打下理论集成和实践基础。本课程教学要求：本课程的任务在于，培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力。本课程教学安排：总学时76具体的学时分配如下：讲课（学时）实验（学时）习题讨论小计电路基本定律及其分析方法122习题和讨论可根据内容需要灵活安排14学时正弦交流电路44学时三相正弦交流电路44学时半导体二极管与整流滤波电路8210学时半导体三极管与基本放大电路10212学时集成运算放大电路66学时逻辑门电路与组合逻辑电路8210学时触发器与时序电路10212学时教学环节学时数教学内容电工基本技能实训22学时总计621476学时说明：学时分配仅供任课教师参考，在教学实施过程中可适当调配。本课程必要说明：本课程以《高等数学》为先修课，要求学生具有微积分知识，并具有应用线性代数、复数运算的能力。同时要求学生具有普通物理学中电磁方面的基础知识。《电工电子技术技术基础》的内容和分析方法是《电机与拖动》、《机电设备控制》、《机床电气控制与PLC》、《变流技术与自控原理》等后续课和专业课的基础，是培养学生文化素质与综合能力的重要一环。本课程理论教学内容第一章直流电路1.基本知识点：电路的作用、组成部分及电路的模型；电路的基本物理量－电流、电压和电动势的定义及其方向（参考方向和实际方向）；电路的状态―有载工作状态、开路和短路；电路的基本定律―欧姆定律和基尔霍夫定律（KCL、KVL）；电路中电位和电功率的计算；额定值的概念；电阻串并联接的特点；电压源与电流源及其等效变换；支路电流法、叠加原理和戴维南定理。2.学习要求：理解电压与电流参考方向的意义；理解电路的基本定律并能正确应用；建立电压源和电流源的概念；了解电路的有载工作、开路与短路状态的特点，理解电功率和额定值的意义；会计算电路中各点的电位；掌握用支路电流法、叠加原理和戴维南定理分析电路的方法。3.教学重点和难点：电路变量的参考方向；电功率和电位的计算；电路的基本定律（欧姆定律和基尔霍夫定律）；支路电流法、叠加原理、戴维南定理。第二章正弦交流电路1.基本知识点：正弦量的三要素（频率、周期、角频率；最大值、有效值；相位、初相位）；同频正弦量间的相位关系。正弦量的相量表示法；正弦量的瞬时值三角函数式、波形图、相量图、复代数式、复指数式和复极坐标间的相互转换。线性元件R、L、C在正弦激励下的伏安关系。正弦稳态电路分析的相量图法与相量模型法。正弦交流电路的瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率。功率因数的概念及功率因数的提高。串联谐振的条件及特征。2.学习要求：理解正弦交流电的三要素，理解相量表示法；理解电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图，掌握用相量法计算简单正弦电路的方法；正弦交流电路的瞬时功率，掌握有功功率、功率因数的概念和计算方法，了解无功功率、视在功率的概念和提高功率因数的经济意义；理解串联谐振和并联谐振的条件和特征；3.教学重点和难点：本章是该门课的一个重点和难点。本章的重点和难点是正弦交流电路的三要素和正弦量的相量表示法；正弦电路稳态分析方法和功率的计算；如何提高电路的功率因数。第三章三相正弦交流电路1.基本知识点：三相电势的产生与三相电源的连接；三相负载的Y连接和△连接；三相电路的稳态计算；瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率。2.学习要求：了解三相电势的产生和表示方法；三相电源的连接方法：三相四线制、三相三线制、相电压和线电压；掌握三相负载的连接方法：星形连接、三角形连接；对称负载与不对称负载下的相电流，线电流、以及中线电流的关系；三相负载的功率计算。3．教学的重点和难点：三相电源的连接方法，三相负载的连接方法，线电压和相电压的关系，三相电路的功率。第四章半导体二极管与整流滤波电路1.基本知识点：半导体的的基础知识；PN结的形成及其特性；半导体二极管的结构、伏安特性、主要参数及主要应用；特殊二极管；整流电路；滤波电路；硅稳压管稳压电路。2.学习要求：理解PN结的单向导电性；了解二极管的伏安特性及主要参数；理解整流电路、滤波电路、稳压电路的工作原理；掌握整流电路元件参数的计算。3.教学的重点和难点：整流电路、滤波电路、稳压电路的工作原理和元件选择。第五章半导体三极管与基本放大电路1.基本知识点：三极管的结构、伏安特性及主要参数；共射极放大电路的组成及工作原理；放大电路的分析―估算法和图解法；静态工作点的稳定和典型偏置电路的分析；射极输出器；差动放大电路；多级放大电路；功率放大电路。2.学习要求：理解三极管的结构、电流放大作用、特性曲线及主要参数。正确理解共射极放大电路的组成、工作原理；掌握放大电路静态工作点的估算法，动态（微变等效电路法）分析；了解射极输出器、多级放大电路、差动放大电路和功率放大电路的特点和应用。3.教学的重点和难点：本章是电子技术部分的重点和难点。本章的重点和难点是三极管的电流放大作用；放大电路的组成及工作原理；放大电路的估算分析，图解分析和微变等效电路法分析。第六章集成运算放大电路1.基本知识点：集成运放的基本知识；理想运算放大器的两个重要结论；集成运放中的反馈；运放在信号运算方面的应用；运放在信号处理方面的应用；运算放大器的应用和保护电路。2.学习要求：掌握运算放大电路在比例运算、加减运算、积分运算和微分运算的分析。理解运算放大器的工作原理和反馈类型的判断（正/负、电流/电压、串联/并联、直流/交流、级内/级间）；了解负反馈在放大电路中的作用；了解集成运算放大器的组成及其电压的传输特性；了解理想运算放大器的特性；了解运算放大器的应用和保护电路。3.教学的重点和难点：集成运放在信号运算方面的应用（比例运算、加减运算、积分运算和微分运算）；反馈类型的判断；负反馈对放大电路性能的影响。第七章门电路与组合逻辑电路1.基本知识点：基本门电路（与门、或门和非门）；常用门电路；逻辑代数及其化简；组合逻辑电路的分析和设计；加法器、编码器、译码器的功能和应用。2.学习要求：掌握与、或、非、与非等门电路的逻辑功能、符号、逻辑表达式和真值表；掌握逻辑代数的运算规则及其化简（公式法和卡诺图化简法）；组合逻辑电路的分析和设计；了解加法器、编码器、译码器和数字显示的功能。3.教学的重点和难点：常用逻辑门电路的符号、逻辑表达式、真值表及逻辑功能；逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法；组合逻辑电路的分析和设计。第八章触发器与时序电路1.基本知识点：R-S、JK、D触发器的符号和逻辑功能；集成计数器功能、分类及使用方法。2.学习要求：掌握RS触发器、JK触发器、D触发器的符号和功能；了解计数器功能、分类和应用。3.教学的重点和难点：RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能；计数器功能和应用。本课程实践教学内容电工电子技术具有较强的实践性，学生通过实验帮助理解并加强对理论的认识，提高实际操作能力，对仪器仪表的使用能力，数据与结果的分析处理能力，培养学生的工程实践能力等。实验可开设如下实验：（1）日光灯实验（2）电机的直接启动（3）电机的正反转（4）直流稳压电源（5）门电路的验证（6）组合逻辑电路（2）实验要求1实验前要认真理解题目，熟悉预备知识。2了解实验中所用仪器设备性能。3认真记录实验数据，标明物理量及其单位，记录表格整齐，采集数据点选择合理。4仔细观察、认真思考实验现象和规律，应用理论知识理解现象的发生、发展过程，积极与教师共同讨论未知问题。5遵守实验室规则和实验时间安排，爱护实验仪器和设备，注意安全用电。6认真完成实验报告。实验报告应包括以下几项内容：实验目的与内容实验电路实验仪器设备实验数据记录数据处理与分析结论与体会推荐使用教材：《电工电子技术》铁道出版社学习参考书：1、王鸿明.电工电子技术（上下册）.北京：高等教育出版社，20052、李守成.电工电子技术.成都：西南交大出版社，20023、叶挺秀，张伯尧.电工电子学（第2版）.北京：高等教育出版社，20044、张晓冬.电工技术网络课程.北京：高等教育出版社，20045、殷瑞祥.电路与模拟电子技术.北京：高等教育出版社，2004其它说明：本课程理论教学尽量采用多媒体教学，将课堂讲授、讨论式教学、动画演示以及仿真实验演示等多种媒体的教学方式融为一体，充分发挥多媒体教学优势。同时可以尝试引入EDA软件辅助教学，会使学生在步入电工技术领域的大门后，能够通过EDA对一般电路模型、电子电路进行仿真研究、分析与设计，利于学生对课程内容的深入理解和进一步学习，并通过上机实践和完成仿真作业培养学生的使用和开发新工具、创新和表达等能力。课后复习、总结、作业也是学习本课程的重要环节，通过作业和习题课，训练学生分析、解决问题能力以及计算技能。教师对学生完成作业的情况要心中有数，及时总结指导。同时要重视培养学生的自学能力，部分内容可由学生课外自学完成。