spContent=“电工电子技术”是机械设计制造及其自动化、人工智能、工业设计、金属材料工程、材料物理(工)等专业的本科必修课程,是理论课与工科专业课之间的桥梁。不仅使学习者获得电工与电子技术的基础知识,还可以掌握理论联系实践的基本技能,为深入学习相关电类专业课程夯实基础。
“电工电子技术”是机械设计制造及其自动化、人工智能、工业设计、金属材料工程、材料物理(工)等专业的本科必修课程,是理论课与工科专业课之间的桥梁。不仅使学习者获得电工与电子技术的基础知识,还可以掌握理论联系实践的基本技能,为深入学习相关电类专业课程夯实基础。
—— 课程团队
课程概述
本课程是实践性很强的一门课程,其任务是通过对本课程的学习,使学生获得电工与电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,掌握基本的电路分析方法,熟悉模拟电子技术和数字电子技术的基本工作原理,为进一步深入学习电工电子技术的某些领域以及电工电子技术在专业上的应用打好基础。
本课程的授课面向对象为机械设计制造及其自动化、人工智能、工业工程、工业设计、金属材料工程、材料物理(工)、材料化学(工)、高分子材料与工程等本科必修学分认定的专业基础课程的在校大学生及需要同等专业技术水平的社会学习者。
本课程主要解决的教学问题是根据工程教育专业认证的OBE的实施要点,通过确定学习成果,构建课程知识点体系,确定教学策略,自我参照评价等五个关键性步骤,为不同专业的非电类的学生提供多元化、可操作的学习途径,并根据MOOC平台上提供的科学的、多维度的评价方式全面地体现了学习者在整个教学过程中的学习效果,更加有利于增强学习者参与学习活动的主动性,提高学习能力、分析问题、解决问题和创新能力等高阶思维能力。
授课目标
知识目标:
课程目标1:掌握直流电路、正弦交流电路、模拟电子电路和数字电子电路的基本原理等知识,具有进行电路分析的基本理论知识体系,能将这些知识用于推演、分析各种电路的工程问题。
能力目标:
课程目标2:能够利用直流电路、正弦交流电路、模拟电子电路和数字电子电路的基本原理和分析方法,对电路领域相关的复杂工程问题的关键环节进行识别和判断。
课程目标3:理解解决电路工程领域复杂工程问题涉及的变压器、三相异步电动机、常用控制电器、半导体器件、运算放大器、门电路、触发器和计数器等现代仪器的原理、使用方法和发展,并理解其局限性。
课程目标4:能够选择与使用恰当的技术和最新元器件和设备,对电路领域所涉及的直流电路、正弦交流电路、模拟电子电路和数字电子电路等复杂工程问题进行分析、计算。
素质目标:
课程目标5:能够使用马克思主义立场、观点、方法,用科学的态度正确认识问题、分析问题和解决问题。具有严谨、求实、协作、质疑、创新的精神和报效国家、奉献民族的社会责任感。
课程大纲
电路及其分析方法
课时目标:了解电路的作用与组成部分和电路模型;理解电压和电流的参考方向和电路的暂态分析;掌握电源有载工作、开路与短路、基尔霍夫定律和电路中电位的计算;熟练掌握电路的串联与并联、支路电流法、叠加定理、电压源与电流源及其等效变换和戴维宁定理。
§1.1电路的作用与组成部分
§1.2电路模型
§1.3电压和电流的参考方向
§1.4电源有载工作、开路与短路
§1.5基尔霍夫定律
§1.6电路的串联与并联
§1.7支路电流法
§1.8叠加定理
§1.9电压源与电流源及其等效变换
§1.10戴维宁定理
§1.11电路中电位的计算
§1.12电路的暂态分析
正弦交流电路
课时目标:了解正弦电压与电流;理解正弦量的相量表示法、电路中的谐振和功率因素的提高;掌握单一参数的交流电路、电阻、电感与电容元件串联的交流电路和三相电路;熟练掌握阻抗的串联与并联。
§2.1正弦电压与电流
§2.2正弦量的相量表示法
§2.3单一参数的交流电路
§2.4电阻、电感与电容元件串联的交流电路
§2.5阻抗的串联与并联
§2.6电路中的谐振
§2.7功率因素的提高
§2.8三相电路
*§2.9非正弦周期电压和电流
磁路和变压器
课时目标:了解磁路及其分析方法;理解电磁铁的基本工作原理;掌握交流铁心线圈电路的基本工作原理、电压电流之间的关系;熟练掌握变压器的基本工作原理、电压电流之间的关系以及阻抗匹配。
§3.1磁路及其分析方法
§3.2交流铁心线圈电路
§3.3变压器
§3.4电磁铁
电动机
课时目标:了解三相异步电动机的构造、三相异步电动机的工作原理和单相异步电动机;理解三相异步电动机的铭牌数据;掌握三相异步电动机的定子和转子电路分析;熟练掌握三相异步电动机的电路分析、三相异步电动机的转矩与机械特性、三相异步电动机的起动、三相异步电动机的起动和三相异步电动机的调速。
§4.1三相异步电动机的构造
§4.2三相异步电动机的工作原理
§4.3三相异步电动机的电路分析
§4.4三相异步电动机的转矩与机械特性
§4.5三相异步电动机的起动
§4.6三相异步电动机的调速
*§4.7三相异步电动机的制动
§4.8三相异步电动机的铭牌数据
§4.9单相异步电动机
*§4.10直流电动机
*§4.11控制电机
继电接触器控制系统
课时目标:了解常用控制电器的工作原理和图形字母符号;理解行程控制和时间控制;掌握笼型电动机正反转的控制线路;熟练掌握笼型电动机直接起动的控制线路。
§5.1常用控制电器
§5.2笼型电动机直接起动的控制线路
§5.3笼型电动机正反转的控制线路
§5.4行程控制
§5.5时间控制
*§5.6应用举例
二极管和晶体管
课时目标:了解半导体的导电特性;理解光电器件图形符号;掌握稳压二极管的工作原理是特性曲线;熟练掌握二极管和晶体管的工作原理是特性曲线。
§6.1半导体的导电特性
§6.2二极管
§6.3稳压二极管
§6.4晶体管
§6.5光电器件
基本放大电路
课时目标:了解运算放大器的简单介绍;理解使用运算放大器应注意的几个问题;掌握放大电路中的负反馈;熟练掌握运算放大器在信号运算方面的应用、运算放大器在信号处理方面的应用和运算放大器在波形产生方面的应用。
§8.1运算放大器的简单介绍
§8.2放大电路中的负反馈
§8.3运算放大器在信号运算方面的应用
§8.4运算放大器在信号处理方面的应用
§8.5运算放大器在波形产生方面的应用
§8.6使用运算放大器应注意的几个问题
运算放大器
课时目标:了解运算放大器的简单介绍;理解使用运算放大器应注意的几个问题;掌握放大电路中的负反馈;熟练掌握运算放大器在信号运算方面的应用、运算放大器在信号处理方面的应用和运算放大器在波形产生方面的应用。
§8.1运算放大器的简单介绍
§8.2放大电路中的负反馈
§8.3运算放大器在信号运算方面的应用
§8.4运算放大器在信号处理方面的应用
§8.5运算放大器在波形产生方面的应用
§8.6使用运算放大器应注意的几个问题
门电路和组合逻辑电路
课时目标:了解基本门电路及其组合;理解TTL门电路和CMOS门电路;掌握加法器、编码器和译码器和数字显示的工作原理和使用特点;熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计。
§9.1基本门电路及其组合
§9.2TTL门电路
§9.3CMOS门电路
§9.4组合逻辑电路的分析和设计
§9.5加法器
§9.6编码器
§9.7译码器和数字显示
*§9.8半导体存储器和可编程逻辑器件
*§9.9应用举例
触发器和时序逻辑电路
课时目标:了解由555定时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器;理解双稳态触发器的工作原理和使用特点;掌握寄存器;熟练掌握计数器。
§10.1双稳态触发器
§10.2寄存器
§10.3计数器
§10.4由555定时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器
*§10.5应用举例
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
(一)教材
《电工学简明教程》第三版,秦曾煌主编,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,高等教育出版社;2015.10
(二)参考资料
1、《电工电子学》第二版,叶挺秀主编,“十五”国家规划教材,高等教育出版社,2004.7
2、《电工学》(上、下册)第六版,秦曾煌主编, “十五”国家规划教材,高等教育出版社,2004.1
3、《电工与电子技术》(上、下册)王鸿明主编,高等教育出版社,2005.4
4、《电工技术(电工学Ⅰ)》第二版,姚海彬主编,面向21世纪教材,高教出版社,2005.9
5、《电子技术(电工学Ⅱ)》第二版,刘全忠主编,面向21世纪教材, “十五”国家规划教材,高等教育出版社,2005.12