《电工学与电子技术》教学大纲.docx
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《电工学与电子技术》教学大纲
电工学与电子技术课程
教学大纲
机械工程系
二○一四年四月
《电工学与电子技术》课程教学大纲
一、课程名称
电工学与电子技术
二、课程英文名
Electricalengineeringandelectronictechnology
三、课程编码
待定
四、课程类别
学科基础课
五、学时数、学分数、开课学期
总学时108学时，5学分
电工学第二学年第三学期60学时
电子技术第三学年第一学期48学时
六、适用专业
机械设计制造与自动化
七、编制者
王迪助理工程师
八、编制日期
2014年4月16日
九、课程的目的与任务
《电工学与电子技术》是高等学校工科非电类专业的一门技术基础课程，是研究电工技术和电子技术的理论和应用的学科基础课程。
电工技术和电子技术的发展十分迅速，应用非常广泛，现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。
因此，电工电子技术是高等学校工科非电类专业的一门重要课程。
作为技术基础课程，它应具有基础性、应用性和先进性。
基础性是指电工电子技术研究的是电工电子的基本理论、基本知识和基本技能。
因此电工电子技术应为非电类专业学生学习后续专业课程打基础；为他们将来涉及到电的知识打基础；也为他们自学、深造、拓宽和创新打下基础。
应用性是指非电类专业学生学习电工电子技术重在应用，学生应具有将电工和电子技术应用于本专业和发展本专业的能力。
因此电工电子技术课程内容要理论联系实际；要重视实验技能的训练；要从国情实际出发，培养学生的分析和解决实际问题的能力。
现我们除了开设相应的实验外，专门组织了电工技能训练。
先进性是指电工电子技术要反映现代电工技术和电子技术的发展水平。
因此电工电子技术课程内容和体系要随着电工技术和电子技术的发展，工科专业的教学需要而不断更新和改革。
十、本课程与其它课程的关系
电工学与电子技术不仅是一门独立的专业学科基础课，同时也是工科非电类专业的一门重要课程。
学习电工学与电子技术应在学习大学物理和高等数学的基础上，也为了后续专业课和专业实践教学的正常开展，所以应该将电工学与电子技术课程安排在第二、第三学年教授。
十一、各教学环节学时分配
教学课时分配
序号
章节内容
讲课
实验
上机
其它实践教学环节
机动
电工学
1
第一章电路的基本概念
4
0
0
0
2
第二章电路的分析方法
4
0
0
0
3
第三章正弦交流电路
6
0
0
0
4
第四章三相电路
4
0
0
0
5
第五章非正弦周期电流的电路
2
0
0
0
6
第六章电路的暂态分析
2
0
0
0
7
第七章磁路与铁心线圈电路
2
0
0
0
8
第八章交流电动机
6
0
0
0
9
第九章直流电动机
2
0
0
10
第十章继电接触器控制系统
4
0
0
0
11
第十一章安全用电
2
0
0
0
12
第十二章电工测量
2
0
0
0
13
任务一直流测量基础
0
4
0
0
14
任务二基尔霍夫定律、叠加定理
0
4
0
0
15
任务三交流测量基础
0
4
0
0
16
任务四三项交流电路测试
0
4
0
0
17
任务五电动机点动和自锁控制
0
4
0
0
合计
40
20
0
0
电子技术
1
第一章半导体、三极管
4
0
0
0
2
第二章基本放大电路
6
0
0
0
3
第三章集成运算放大器
4
0
0
0
4
第四章正弦波振荡电路
2
0
0
0
5
第五章直流稳压电源
2
0
0
0
6
第六章门电路和组合逻辑电路
6
0
0
0
7
第七章触发器和时序逻辑电路
4
0
0
0
8
第八章存储器可编程逻辑器件
2
0
0
0
9
第九章模拟量和数字量的转换
2
0
0
0
10
任务一电子元件识别焊接技能训练
0
４
0
0
11
任务二三极管和单管交流放大电路
0
4
0
0
12
任务三二极管整流及滤波电路
0
４
0
0
13
任务四组合逻辑电路
0
４
0
0
合计
32
16
0
0
十二、教学内容、重点和难点与教学进度安排
电工学
第一章电路的基本概念和基本定律（4学时）
1.主要内容：
第一节电路的作用与组成部分
第二节电路模型
第三节电压和电流的参考方向
第四节欧姆定律
第五节电源有载工作状态、开路与短路
电源有载工作状态、电源开路、电源短路
第六节基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律
第七节电路中电位的概念及计算
2.本章重点：
电压和电流的参考方向、基尔霍夫定律、电路中电位的计算
3.本章难点：
基尔霍夫定理、电路中电位的计算
第二章电路的分析方法（4学时）
1.主要内容：
第一节电阻串并联接的等效变换
电阻的串联、并联
第二节电压源与电流源及其等效变换
电压源、电流源、电压源与电流源的等效变换
第三节支路电流法
第四节叠加原理
第五节戴维宁定理
第六节非线性电阻电路的图解分析
2.本章重点：
电压源与电流源及其等效变换，理想电压源和理想电流源的特点、支路电流法、叠加原理、戴维宁定理、静态电阻和动态电阻的概念
3.本章难点：
电压源与电流源及其等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维宁定理、静态电阻和动态电阻的概念
第三章正弦交流电路（6学时）
1.主要内容：
第一节正弦电压与电流
频率与周期、幅值与有效值、初相位
第二节正弦量的相量表示法
第三节电阻元件，电感元件与电容元件
电阻元件、电感元件、电容元件
第四节电阻元件的交流电路
第五节电感元件的交流电路
第六节电容元件的交流电路
第七节电阻、电感与电容元件串联的交流电路
第八节阻抗的串联与并联
阻抗的串联、阻抗的并联
第九节交流电路的频率特性
RC串联电路的频率特性、串联谐振、并联谐振
第十节功率因数的提高
2.本章重点：
正弦量的相量表示法、交流电路中基本定律的相量形式、阻抗的串联与并联、有功功率、无功功率和视在功率的计算
3.本章难点：
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交流电路的方法、阻抗的串联与并联、有功功率、无功功率和视在功率的计算
第四章三相电路（4学时）
1.主要内容：
第一节三相电压
第二节负载星形联接的三相电路
第三节负载三角形联接的三相电路
第四节三相功率
2.本章重点：
对称三相电压线值和相值的关系、对称三相负载电压和电流线值和相值的关系、对称三相电路中电压、电流和功率的计算
3.本章难点：
掌握对称三相交流电路电压、电流和功率的计算方法、掌握三相四线制电路中单相及三相负载的正确联接，了解中线的作用
第五章非正弦周期电流的电路（2学时）
1.主要内容：
第一节非正弦周期量的分解
第二节非正弦周期量的有效值
第三节非正弦周期电流电路中的平均功率
2.本章重点：
非正弦周期量的有效值计算
3.本章难点：
了解非正弦周期信号线性电路的基本概念
第六章电路的暂态分析（2学时）
1.主要内容：
第一节换路定则与电压和电流初始值的确定
第二节RC电路的响应
RC电路的零输入响应、RC电路的零状态响应、RC电路的全响应
第三节一阶线性电路暂态分析的三要素法
第四节微分电路与积分电路
微分电路、积分电路
第五节RL电路的响应
RL电路的零输入响应、RL电路的零状态响应、RL电路的全响应
2.本章重点：
换路定则及初始值的确定、RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应、三要素法，初始值、稳态值和时间常数的确定
3.本章难点：
理解电路的暂态和稳态、掌握一阶电路的零输入响应及在阶跃激励下的零状态响应和全响应的分析方法、理解时间常数的物理意义
第七章磁路与铁心线圈电路（2学时）
1.主要内容：
第一节磁路及其基本定律
第二节交流铁心线圈电路
第三节变压器
变压器的工作原理、变压器的外特性、变压器损耗与效率、特殊变压器、变压器绕组的极性
第四节电磁铁
2.本章重点：
磁路欧姆定律、基本电磁关系、变压器实现电压变换，电流变换和阻抗变换原理
3.本章难点：
磁路的基本概念、单相变压器的基本结构，工作原理、三相电压的变换。
第八章交流电动机（6学时）
1.主要内容：
第一节三相异步电动机的构造
第二节三相异步电动机的转动原理
第三节三相异步电动机的电路分析
定子电路、转子电路
第四节三相异步电动机的转矩与机械特性
转矩公式、机械特性曲线
第五节三相异步电动机的启动
启动性能、启动方法
第六节三相异步电动机的调速
变频调速、变极调速、变转差率调速
第七节三相异步电动机的制动
第八节三相异步电动机的铭牌数据
第九节单相异步电动机
2.本章重点：
旋转磁场和三相异步电动机的工作原理、三相异步电动机的铭牌和主要技术参数、三相异步电动机启动转矩、额定转矩、最大转矩和过载能力
3.本章难点：
了解三相异步电动机的基本结构、工作原理、掌握启动、反转、调速的方法
第九章直流电动机（2学时）
1.主要内容：
第一节直流电动机的构造和基本原理
第二节直流电动机的启动与反转
启动方法、制动方法、换向
第三节直流电动机的调速
2.本章重点：
直流电动机的结构和工作原理、直流电动机的启动、制动、反转、调速
3.本章难点：
了解直流电动机的基本结构、工作原理、掌握启动、换向、调速的方法
第十章继电接触器控制系统（4学时）
1.主要内容：
第一节常用控制电器
组合开关、按钮、交流接触器、中间继电器、热继电器、熔断器、自动空气断路器
第二节鼠笼式电动机直接启动的控制线路
第三节鼠笼式电动机正、反转的控制线路
第四节行程控制
第五节时间控制
第六节可编程控制器及其应用
2.本章重点：
直接启动控制线路及自锁、正反转控制线路及联接、顺序启动、停车控制电路、控制电路中的过载、短路和失压保护
3.本章难点：
掌握继电接触器控制电路的自锁、联锁以及行程、时间等控制原则、了解过载、短路和失压保护的方法、能读懂简单的控制电路原理图，能连线操作、了解可编程控制器的基本工作原理
第十一章安全用电（2学时）
1.主要内容：
安全用电常识
电气人身事故的类型的原理、安全电压、接零和接地保护的作用和使用条件
2.本章重点：
接地和接零保护的作用和使用条件
3.本章难点：
掌握安全用电的常识、了解接零、接地保护的作用和使用条件
第十二章电工测量（2学时）
1.主要内容：
第一节电工仪表基本知识
测量误差和准确度等级、常用电工仪表的类型
第二节常用电工仪表的使用
常用电工仪表的正确使用和量程选择、三相功率的测量、万用表的正确使用和注意事项
2.本章重点：
测量误差和准确度等级、常用电工仪表的正确使用和量程选择、万用表的正确使用和注意事项
3.本章难点：
了解常用电工仪表的功能，掌握正确的使用方法、了解测量误差和仪表准确度等级的意义、了解常用电工仪表类型和量程范围的选择
课程实验教学
任务一直流测量基础（4学时）
实训目的：
了解实验与实训操作室的电源配置和交、直流电源的使用常识、掌握电流表、电压表的使用、熟悉万用表和直流稳压电源的使用、学习伏安法测电阻并验证欧姆定律
实训原理：
1.重用仪表的使用
2.伏安法测电阻
3.直流稳压电源
4.万用表欧姆挡测电阻
实验设备和材料：
1.直流稳压电源1台
2.直流电压表1块
3.直流电流表1块
4.万用表1块
5.电阻大小两种各1只
6.开关与导线若干
实验步骤：
1.实训操作室电源的认识
2.直流稳压电源的使用
3.万用表欧姆挡测电阻
4.伏安法测电阻
任务二基尔霍夫定律、叠加定理（4学时）
实训目的：
进一步熟悉直流稳压电源、电压表、电流表的使用、理解电压、电流的实际方向与参考方向的关系、通过实训数据验证基尔霍夫定律，加深对电路定律的理解、通过实训理解叠加定理，并了解其应用范围。
实训原理：
1.电流、电压的参考方向与实际方向
2.基尔霍夫定律
3.叠加定理
实训设备和材料：
1.双输出的直流稳压电源1台
2.直流电压表1块
3.直流电流表1块及连接线插头
4.定值电阻1只
5.开关及连接线若干
实训步骤：
1.验证基尔霍夫定律
2.验证叠加定理
任务三交流测量基础（4学时）
实训目的：
1.掌握交流电流表、电压表、功率表的使用
2.学习测量元件的交流等值参数
3.研究交流电路的基尔霍夫定理
实训原理：
1.交流电的测量
2.单相调压变压器
实训设备和材料：
1.单项调压器1台
2.交流电压表1块
3.交流电流表3块
4.功率表1块
5.白炽灯1只
6.电容1只
7.电感线圈镇流器1只
8.开关与导线若干
实训步骤：
1.交流参数测试
2.验证交流电路基尔霍夫定律
任务四三项交流电路测试（4学时）
实训目的：
掌握三相负载的星形连接和三角形连接的方法、测试对称负载再星形连接和三角形连接时，线电压和相电压、线电流和相电流之间和关系、理解三相四线供电系统中中性线的作用、掌握三相电功率的测量。
实训原理：
1.三相电源的连接
2.三相负载的连接
3.三相功率及其测量
4.三相调压器
实训设备和材料：
1.三相四线制交流电源
2.三相负载灯箱1套
3.交流电压表1块
4.交流电流表1块
5.功率表3块
6.三相调压器1台
7.三相刀开关（带熔丝）
8.开关与导线若干
实训步骤：
1.三相电源的测试
2.三相负载的星形连接（三相四线制供电）
3.三相负载的三角形连接
4.三相负载功率测量
任务五电动机点动和自锁控制（4学时）
实训目的：
通过对三相笼型异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识、通过实训进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。
实训原理：
1.继电接触控制
2.自锁和互锁控制
3.控制按钮
4.电路保护
5.实训注意事项
实训设备和材料：
1.三相交流电源（380V、220V）1个
2.三相异步电动机1台
3.交流接触器1只
4.按钮2只
5.热继电器1只
6.万用表1只
7.三相刀开关1只
8.导线若干
实训步骤：
1.点动控制
2.自锁控制
电子技术
第一章半导体二极管和三极管（4学时）
1.主要内容：
第一节半导体的导电特性
本征半导体、杂质半导体、N半导体、P半导体。
第二节半导体二极管
PN结及其单向导电性、二极管的伏安特性、主要参数及电容效应，稳压管。
第三节半导体三极管
三极管的结构、放大作用、特性曲线及主要参数。
2.本章重点：
PN结、二极管、三极管、场效应管。
3.本章难点：
PN结、三极管的放大作用、分类及主要参数。
第二章基本放大电路（6学时）
1.主要内容：
第一节基本放大电路组成
基本放大电路组成、各元件的作用、放大的基本原理。
第二节放大电路静态分析
放大电路中电压和电流的符号、静态工作点、直流负载线、直流通路、静态工作点的近似估算、静态工作点的图解法确定。
第三节放大电路动态分析
微变等效法：
晶体管的微变等效电路、放大电路的微变等效电路、电压放大倍数计算、输入电阻和输出电阻的计算；图解法：
交流负载线、信号放大的图解分析、非线性失真。
第四节静态工作点的稳定
温度对静态工作点的影响，静态工作点稳定电路。
第五节射极输出器
静态工作点的计算、放大电路的微变等效电路、电压放大倍数计算、输入电阻和输出电阻的计算、射极输出器的特点、应用。
第六节放大电路的频率特性
频率失真、频率特性、上限频率、下限频率、通频带。
第七节多级放大电路
多级放大电路的耦合方式：
阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻的计算。
第八节差动放大电路
零点漂移、共模信号、差模信号、差模放大倍数、共模抑制比；基本差动放大电路；典型差动放大电路。
第九节互补对称功率放大电路
功率放大电路的基本要求、OTL功率放大电路、OCL功率放大电路。
第十节场效应管及其放大电路
场效应管的类型、结构、原理、特点、开启电压、夹断电压；共源极放大电路、分压、自偏压式共源放大电路、共漏极放大电路。
2.本章重点：
放大电路分析及各种典型放大电路的分析应用
3.本章难点：
掌握基本放大电路的工作原理，能够熟练对放大电路进行分析、计算
第三章集成运算放大器（4学时）
1.主要内容：
第一节集成运算放大器简要介绍
集成运算放大器的基本组成：
偏置电路、差分放大输入级、中间级和输出级；集成运算放大器的图形符号、主要技术参数；理想运算放大器、电压传输特性；理想运放工作在线性区、非线性区时的特点、虚断和虚短的概念。
第二节集成运算放大器在信号运算方面的应用
反相比例运算、同相比例运算、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算。
第三节集成运算放大器在信号处理方面的应用
有源滤波器：
低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波、截止频率；采样保持、电压比较器。
第四节集成功率放大器
第五节放大电路中的反馈
反馈的基本概念、反馈类型、反馈极性组态的判别、负反馈对电路工作性能的影响。
第六节集成运算放大器应用时应注意的问题
元件选用、消振、调零、保护。
2.本章重点：
集成运放的典型电路、集成运放在信号运算、处理方面的应用。
3.本章难点：
集成运放的比例运算、加法运算、减法运算
第四章正弦波振荡电路（2学时）
1.主要内容：
第一节振荡电路的基本概念
产生振荡的条件：
相位条件、幅度条件；正弦波振荡电路的组成：
放大电路、选频网络、反馈环节、稳幅环节；自激振荡的建立过程；正弦波振荡电路的分析步骤。
第二节RC正弦波振荡电路
RC串并联网络选频特性、RC串并联网络振荡电路，其他形式的RC振荡电路。
第三节LC正弦波振荡电路
LC并联电路的特性，变压器反馈式振荡电路，电感式、电容三点式振荡电路，电容三点式改进型振荡电路。
2.本章重点：
RC、LC正弦波振荡电路，石英晶体振荡器。
3.本章难点：
正弦波振荡电路的组成及分析步骤、RC正弦波振荡电路
第五章直流稳压电源（2学时）
1.主要内容：
第一节整流电路
直流电源的组成、单相半波、全波、桥式整流电路的组成、工作原理、基本计算、元件选择。
第二节滤波电路
电容滤波电路，RC－π型滤波电路，电感滤波电路和LC滤波电路，LC－π型滤波电路。
第三节直流稳压电源
硅稳压管稳压电路：
稳压电路的组成、工作原理、稳压电路的主要指标；串联型直流稳压电路：
电路组成和工作原理，输出电压的调节范围，调整管的选择，稳压电路的过载保护；三端集成稳压器的选择使用。
2.本章重点：
整流电路、滤波电路的分类、原理及计算。
3.本章难点：
单相整流电路，滤波电路，硅稳压管稳压电路，串联型直流稳压电路，三端集成稳压器的应用。
第六章门电路和组合逻辑电路（6学时）
1.主要内容：
第一节脉冲信号
第二节晶体管的开关作用
第三节分立元件门电路
三种基本逻辑关系：
与、或、非；与门、或门、非门；正逻辑、负逻辑。
第四节TTL门电路
TTL与非门：
电路基本组成、基本工作原理、逻辑符号、主要技术参数；三态门；OC门；线与。
第五节CMOS集成门电路
CMOS反相器、与非门、或非门、与门、或门、与或非门和异或门；CMOS传输门、三态门和漏极开路门。
第六节逻辑代数
逻辑代数：
基本运算法则、基本定律、常用公式；逻辑函数的表示方法：
逻辑真值表、逻辑表达式、逻辑图、波形图。
第七节组逻辑函数的化简
逻辑函数的标准与或式、最简与或式；逻辑函数的公式法、图形法化简；具有约束的逻辑函数的化简。
第八节组合电路的分析与设计
组合电路的分析；组合电路的设计。
第九节加法器和数值比较器
半加器、全加器、数值比较器。
第十节编码器和译码器
编码、编码器；译码、译码器、显示译码器。
第十一节数据选择器和分配器
第十二节用中规模集成电路实现组合逻辑函数
用数据选择器实现组合逻辑函数、用二进制译码器实现组合逻辑函数。
2.本章重点：
逻辑代数、组合逻辑电路
3.本章难点：
逻辑函数运算；组合逻辑电路的基本分析、设计方法；加法器和数值比较器；数据选择器；用中规模集成电路实现组合逻辑函数。
第七章触发器和时序逻辑电路（4学时）
1.主要内容：
第一节双稳态触发器
RS触发器、JK触发器、D触发器。
第二节时序电路的基本分析和设计方法
时序电路的分析、时序电路的设计。
第三节计数器
计数器的特点和分类、二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器。
第四节寄存器
寄存器的主要特点和分类；基本寄存器、移位寄存器。
第五节单稳态触发器
CMOS积分型单稳态触发器、用555定时器构成的单稳态触发器、单稳态触发器应用。
第六节多谐振荡器
RC环型多谐振荡器、用555定时器构成的多谐振荡器。
第七节应用举例
2.本章重点：
触发器的分类及原理、时序电路的分析与设计。
3.本章难点：
JK触发器；D触发器；计数器；时序电路的分析与设计。
第八章存储器和可编程逻辑器件（2学时）
1.主要内容：
第一节只读存储器
ROM的结构框图、ROM的工作原理、ROM应用举例。
第二节随机存取存储器
RAM的结构框图、RAM的工作原理、静态RAM。
第三节可编程逻辑器件
可编程只读存储器、可编程逻辑阵列、通用逻辑阵列。
2.本章重点：
只读存储器；随机存取存储器。
3.本章难点：
随机存取存储器
第九章模拟量和数字量的转换（2学时）
1.主要内容：
第一节数-模转换器
D/A转换器的基本工作原理；D/A转换的精度，速度和主要参数。
第二节模-数转换器
A/D转换的一般步骤和取样定理；采样－保持电路；逐次渐近型A/D转换器；双积分型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；A/D转换器的转换精度和转换速度。
2.本章重点：
数-模转换器、模-数转换器。
3.本章难点：
数-模转换器、模-数转换器。
课程实验教学：
任务一电子元件的识别、检测和焊接技能训练（4学时）
实训目的：
学习识别常用电子元件外观、型号的方法、掌握利用仪器、仪表检测常用电子元件的方
法、通过实训学会一般电子线路的安装和焊接技术。
实训原理：
1.电阻器
2.电容器
3.晶体二极管
4.晶体三极管
5.焊接技术
实训设备和材料：
1.常用工具和仪表
常用工具和仪表：
万用表、数字万用表、电烙铁、镊子
2.元、器件
升级会员 