《電工技術B》教學大綱

《電工技術B》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05130121課程性質(zhì)：學科基礎必修課學分：3學分學時：48學時（理論40學時，實驗8學時）先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)等后續(xù)課程：電子技術B、機電傳動控制與PLC等適用專業(yè)：機械電子工程開課單位：電氣工程與自動化學院一、課程說明《電工技術B》是機械電子工程專業(yè)本科學生的學科基礎必修課。本課程主要傳授電路、電機、電氣控制的基本理論知識，掌握分析計算電路、電機的基本方法，并為后續(xù)有關專業(yè)課程的學習和以后從事技術工作打下必要的電工技術基礎。本課程理論嚴密，邏輯性強，有廣闊的工程背景，對培養(yǎng)學生的辯證思維能力，樹立理論聯(lián)系實際的科學觀點和提高學生分析問題和解決問題的能力有重要的作用，同時增強學生的法治觀念、社會責任感和創(chuàng)新意識。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：能夠理解電路、電機、電氣控制的基本原理，掌握電路、電機、電氣控制中的基本概念、基本定律和定理。能夠正確使用電路變換方法對復雜電路進行分析，應用電路相關定律和定理計算交直流電路的參數(shù)；掌握電動機的啟動、調(diào)速和制動方法；掌握常用控制開關的用途；掌握電動機直接起動、星-三角啟動、正反轉(zhuǎn)控制等控制電路。課程目標2：通過理論與實踐相結合的教學方法，增強課程的綜合實踐性，增強學生對基礎知識和基本原理的掌握，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題等方面的能力。能夠理解“雙碳目標”背景下電工技術在機械應用領域所面臨的工程問題及對社會、健康、安全、法律、文化的影響，培養(yǎng)具有扎實理論基礎，較強實踐能力和創(chuàng)新精神、嚴謹工程態(tài)度的機械人，具有終身學習的能力。課程目標3：能夠正確使用相關電工儀表測量電路參數(shù)，解釋實驗電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學生動手操作技能和實踐經(jīng)驗，培養(yǎng)學生對電路的分析、設計、總結歸納能力，為今后從事機械領域的相關研究和技術工作打下必要的基礎。三、課程目標與畢業(yè)要求《電工技術B》課程教學目標對機械電子工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.3能夠?qū)C電工程基礎知識用于分析機械電子相關復雜工程問題并提出解決方案；課程目標1：能夠理解電路、電機、電氣控制的基本原理，掌握電路、電機、電氣控制中的基本概念、基本定律和定理。能夠正確使用電路變換方法對復雜電路進行分析，應用電路相關定律和定理計算交直流電路的參數(shù)；掌握電動機的啟動、調(diào)速和制動方法；掌握常用控制開關的用途；掌握電動機直接起動、星-三角啟動、正反轉(zhuǎn)控制等控制電路。M2.問題分析2.1能應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理和標準規(guī)范，識別與表達機械相關的復雜工程問題；課程目標2：通過理論與實踐相結合的教學方法，增強課程的綜合實踐性，增強學生對基礎知識和基本原理的掌握，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題等方面的能力。能夠理解“雙碳目標”背景下電工技術在機械應用領域所面臨的工程問題及對社會、健康、安全、法律、文化的影響，培養(yǎng)具有扎實理論基礎，較強實踐能力和創(chuàng)新精神、嚴謹工程態(tài)度的機械人，具有終身學習的能力。H4.研究4.2能夠基于科學原理并采用科學方法對機電工程領域相關的復雜工程問題選擇研究路線，設計實驗方案；課程目標3：能夠正確使用相關電工儀表測量電路參數(shù)，解釋實驗電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學生動手操作技能和實踐經(jīng)驗，培養(yǎng)學生對電路的分析、設計、總結歸納能力，為今后從事機械領域的相關研究和技術工作打下必要的基礎。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點理論學時實驗學時對應的課程目標1.電路的基本概念與基本定律1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3電壓和電流的參考方向1.4歐姆定律1.5電源有載工作、開路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計算教學要求：使學生理解并掌握等效與等效變換的概念；理解并掌握實際電源的兩種模型及其等效變換；掌握輸入電阻的概念及計算；掌握支路電流法；掌握疊加定理；掌握戴維寧定理與諾頓定理。重點：參考方向及關聯(lián)和非關聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律。難點：受控源。621、2、32.電路的分析方法2.1等效變換的概念2.2電阻星型聯(lián)結與三角形聯(lián)結的等效變換2.3電源的兩種模型及其等效變換2.4支路電流法2.5疊加定理2.6戴維寧定理與諾頓定理教學要求：使學生理解并掌握等效與等效變換的概念；理解并掌握實際電源的兩種模型及其等效變換；掌握輸入電阻的概念及計算；掌握支路電流法；掌握疊加定理；掌握戴維寧定理與諾頓定理。重點：等效變換及等效電路的化簡；實際電壓源、電流源的等效互換、支路電流法、疊加定理、戴維寧定理與諾頓定理。難點：支路電流法。81、2、33.電路的暫態(tài)分析3.1電阻元件、電感元件與電容元件3.2儲能元件和換路定則3.3RC電路的響應3.4一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法教學要求：使學生掌握電路的初始條件，換路原理；熟練掌握RC、RL電路的零輸入響應、零狀態(tài)響應、一階動態(tài)電路全響應、時間常數(shù)和三要素法。重點：換路定理；RC、RL電路的零輸入響應，零狀態(tài)響應。難點：一階動態(tài)電路全響應，時間常數(shù)；三要素法。61、24.正弦交流電路4.1正弦電壓與電流4.2正弦量的相量表示法4.3單一參數(shù)的交流電路4.4電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路4.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)；4.6功率因數(shù)的提高教學要求：使學生了解復數(shù)的概念和復變量的表示方法；理解相量的含義；掌握電路定律的相量表示法；掌握阻抗、導納、相量圖；熟練掌握穩(wěn)態(tài)電路分析、功率、功率因數(shù)、復功率；掌握用相量法分析交流電路。重點：正弦量的概念，有效值和相位差的概念、阻抗、導納、功率因數(shù)。難點：電路定律的相量形式、RLC串聯(lián)交流電路的分析。621、2、35.三相電路5.1三相電壓5.2負載星型聯(lián)結的三相電路5.3負載三角型聯(lián)結的三相電路5.4三相功率教學要求：使學生掌握三相電源、三相電路的聯(lián)接方式、對稱三相電路概念；熟練掌握線電壓（電流）與相電壓（電流）的關系，對稱三相電路的功率；了解不對稱三相電路及其計算方法。重點：線電壓（電流）與相電壓（電流）的關系。難點：對稱三相電路的功率、瞬時表達、相量表達。421、2、36.交流電機6.1三相異步電動機的構造6.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理6.3三相異步電動機的起動6.4三相異步電動機的調(diào)速6.5三相異步電動機的制動6.6三相異步電機的銘牌數(shù)據(jù)教學要求：使學生掌握三相異步電動機的構造、轉(zhuǎn)動原理；熟練掌握線三相異步電動機的啟動、調(diào)速、制動方法；了解三相異步電機的銘牌數(shù)據(jù)。重點：三相異步電動機的啟動、調(diào)速、制動。難點：三相異步電動機的構造、轉(zhuǎn)動原理。41、2、37.繼電接觸器控制系統(tǒng)7.1常用控制電器7.2籠型電動機直接起動的控制線路7.3籠型電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路教學要求：使學生掌握常用控制開關的用途；了解籠型電動機直接起動、星-三角啟動、正反轉(zhuǎn)的控制線路。重點：常用控制開關。難點：籠型電動機星-三角起動、正反轉(zhuǎn)的控制線路。621、2、3合計4082.實驗部分實驗部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表3。表3實驗項目、實驗內(nèi)容與學時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學時對應的課程目標1.戴維寧定理實驗內(nèi)容：驗證戴維寧定理。實驗要求：初步了解和學習常用直流電工儀器儀表的使用方法；學習直流電壓、電流的測量方法；用實驗數(shù)據(jù)驗證戴維寧定理，加深對定理的理解。21、2、32.正弦交流電路電壓電流的測定實驗內(nèi)容：交流電壓、電流的測量。實驗要求：掌握正弦交流電壓、電流的測量方法；掌握示波器等常用電子儀器的使用方法。21、2、33.三相電路實驗內(nèi)容：測定三相交流電路電壓、電流。實驗要求：掌握三相電路電壓、電流的測量方法；掌握負載的△和Y的連接方法；實際測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的比較。21、2、34.電機控制實驗實驗內(nèi)容：用三相電源控制電機的正反轉(zhuǎn)。實驗要求：了解三相異步電機接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制的接線和操作方法，掌握三相異步電動機接觸器的正反轉(zhuǎn)控制的基本原理與實物連接的要求。21、2、3合計8五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論、隨堂測試、視頻資源共享、實驗等教學手段完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。學生比較全面地理解線性集總參數(shù)非時變電路、電機及電氣控制的基本理論與一般分析方法，在掌握電路、電機的基本理論知識的基礎上，具有分析計算電路的基本方法和設計基本電路的初步能力。在實驗教學環(huán)節(jié)中，通過任務驅(qū)動式教學、討論式教學培養(yǎng)學生電工技術的基本理論、基本知識和基本技能。掌握基本電工設備的使用方法，掌握電壓、電流的測量方法，掌握電動機基本控制線路的搭建和調(diào)試方法。培養(yǎng)學生自主學習能力、實際動手能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。實驗教學著重講授如何用科學的手段來完成理論的驗證；如何組織實驗、處理數(shù)據(jù)和分析檢查與排除故障；電工設備的使用方法，掌握電壓、電流的測量方法，掌握電動機基本控制線路的搭建和調(diào)試方法。采用教師講授和學生動手操作的方法，在實驗前學生應根據(jù)實驗指導書預習與本實驗有關的教學內(nèi)容；在實驗中要嚴格遵守實驗室安全用電規(guī)則，按操作規(guī)程使用設備，確保人身和設備的安全；實驗結束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。六、課程資源1.推薦教材：（1）秦曾煌著.《電工技術》（第七版）[M].北京.高等教育出版社，2013年.2.參考書：（1）李麗敏.《電路分析基礎》[M].北京.機械工業(yè)出版社.2019年.（2）邱關源.《電路》（第五版）[M].北京.高等教育出版社.2006年.（3）陳曉平.《電路原理》(第3版)[M].北京.機械工業(yè)出版社.2018年.（4）許翏.《電機與電氣控制技術》(第3版)[M].北京.機械工業(yè)出版社.2022年.（5）李仁.《電氣控制技術》(第3版)[M].北京.機械工業(yè)出版社.2021年.3.期刊：（1）電工技術學報,中國電工技術學會主辦（2）電工電能新技術,中國科學院電工研究所主辦（3）電測與儀表,中國儀器儀表學會電磁測量信息處理儀器分會主辦（4）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,US（5）IEEETransactionsonPowerElectronics,US4.網(wǎng)絡資源：（1）愛課程網(wǎng)./home/（2）中國大學慕課網(wǎng)/七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)8（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?32隨堂測試12（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次隨堂測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以隨堂測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?43作業(yè)12（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√453實驗8（1）根據(jù)每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質(zhì)量單獨評分，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?32期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核電路變換方法對復雜電路的分析，應用電路相關定律和定理計算小規(guī)模靜態(tài)電路和動態(tài)電路的參數(shù)等內(nèi)容。（3）考試題型為：單項選擇題、填空題、判斷題、分析題和計算題等?！獭獭?52510合計：100分404020八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、隨堂測驗、作業(yè)、實驗、期末考試等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性評價成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（占60%），試題類型為單項選擇題、填空題、判斷題、分析題和計算題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、隨堂測驗、作業(yè)、實驗等過程性評價成績?yōu)?00分（占40%）；過程性評價和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。偶爾參與教學活動，回答