电工与电子技术基础

Fundamentals of electrical and electronic technology

一、课程的性质和目的

课程性质：本课程是理工科各专业的专业基础课程，是我院的通识基础课。

目的：随着电子技术的发展与普及，本课程已成为理工科大学生必须掌握的一门电子类的基础课程，是否较好地掌握，通过本课程的理论教学，旨在使学生初步掌握电工学和电子技术的基本理论和分析方法。通过实验，培养学生的实践动手能力和技能。该课程是学生自学其他电子技术实用电路的基础。

二、课程教学内容及基本要求

本课程的目标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。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。

(1)知识目标：使学生会观察、分析与解释电的基本现象，具备安全用电和规范操作常识；了解电路的基本概念、基本定律和定理；熟悉常用电气设备和元器件、电路的构成和工作原理及在实际生产中的典型应用；能初步识读简单电路原理图和设备安装接线图，并能对电路进行调试、对简单故障进行排除和维修；初步具备查阅电工电子手册和技术资料的能力，能合理选用元器件。

（2）能力目标：能正确使用常用电工电子仪器仪表；电工、电子材料、元器件的选用能力；电气图的读图、设备的安装、调试和排除故障能力；具有查阅手册等工具书和设备铭牌、产品说明书、产品目录等资料的能力；简单电工、电子产品的制作能力

（3）素质目标：初步具备辨证思维的能力；具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；加强职业道德意识。

（一）课程教学内容及知识模块顺序

1．  知识单元一：电路基本（3学时）

（1）知识点一：电路的作用、组成部分及电路的模型；

（2）知识点二：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）；

（3）知识点三：电路的状态―有载工作状态、开路和短路；

（4）知识点四：电阻、电容、电感元件的基本性能；电路中电位和电功率的计算；额定值的概念。

教学基本要求：

理解电压与电流参考方向的意义；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；

2．  2.知识单元二：电路分析基础（8学时）

（1）知识点一：电路的基本定律―欧姆定律和基尔霍夫定律（KCL、KVL）；

（2）知识点二：单一元件串、并联接的特点；

（3）知识点三：电压源与电流源及其等效变换；

（4）知识点四：支路电流法、叠加原理、戴维南定理。

教学基本要求：

理解电路的基本定律并能正确应用；学会单一元件串、并联等效元件的计算；建立电压源和电流源的概念；掌握用支路电流法、叠加原理和戴维南定理等分析电路的方法。

3．  知识单元三：单相交流电（5学时）

（1）知识点一：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）；

（2）知识点二：同频正弦量间的相位关系；

（3）知识点三：正弦量的相量表示法；

（4）知识点四：正弦量的瞬时值三角函数式、波形图、相量图间的相互转换。

教学基本要求：

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、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，掌握电流、电压、功率的概念和计算方法。

4．  知识单元五：三相交流电路（4学时）

（1）知识点一：三相电势的产生与三相电源的连接；

（2）知识点二：三相负载的Y连接和△连接；

（3）知识点三：三相电路的稳态计算；瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率。

教学基本要求要求：

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。

5．  知识单元六：变压器（4学时）

（1）知识点一：磁场的基本物理量：磁路及其基本定律；

（2）知识点二：变压器的工作原理，变压器的额定值、损耗与效率。

教学基本要求：

了解磁路的基本概念，了解单相变压器的基本结构、工作原理及额定值，掌握电压、电流及阻抗变换的功能

6．  知识单元七：半导体二极管和晶体管（8学时）

（1）知识点一：半导体的的基础知识；

（2）知识点二：PN结的形成及其特性；

（3）知识点三：半导体二极管的结构、伏安特性、主要参数及主要应用；

（4）知识点四：特殊二极管；

教学基本要求：

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、稳压电路的工作原理；掌握整流电路元件参数的计算。

7．  知识单元八：基本放大电路（9学时）

（1）知识点一：放大电路的基本知识

（2）知识点二：放大电路的组成及工作原理

（3）知识点三：放大电路静态分析

（4）知识点四：放大电路动态分析

（5）知识点五：静态工作点的稳定

（6）知识点六：共集电极放大电路

（7）知识点七：多级放大电路

（8）知识点八：功率放大电路

教学基本要求：

正确理解共发射极放大电路的组成、工作原理；掌握放大电路的静态分析方法，掌握放大电路的直流通路的正确画法；掌握放大电路的动态分析方法，掌握放大电路的微变等效电路的正确画法；正确理解掌握放大电路的输入电阻、输出电阻和放大倍数概念和计算方法；掌握放大电路静态工作点的估算法，小信号等效电路法；理解分压偏置电路稳定静态工作点的原理；理解共集电极放大电路的分析方法及其功能；了解多级放大电路及功率放大电路的功能原理及应用。

8．  知识单元九：集成运算放大电路（9学时）

（1）知识点一：集成运放的基本知识；

（2）知识点二：理想运算放大器的两个重要结论；

（3）知识点三：运放在信号运算方面的应用；

（4）知识点四：运放在信号处理方面的应用。

教学基本要求：

掌握运算放大电路在比例运算、加减运算、积分运算的分析。理解运算放大器的工作原理；掌握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；掌握运算放大器在信号处理方面的应用，了解运放大信号处理方面的应用。

9．  知识单元十：数字电路（10学时）

（1）知识点一：基本门电路（与门、或门和非门）；

（2）知识点二：常用门电路；逻辑代数及其化简；

（3）知识点三：组合逻辑电路的分析和设计；

（4）知识点四：触发器、计数器功能；

（5）知识点五：分析时序逻辑电路分析。

教学基本要求：

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；掌握逻辑函数卡诺图化简的方法；掌握组合逻辑电路的分析和设计；掌握RS、JK、D 触发器的逻辑功能及不同结构触发器的动作特点；掌握寄存器逻辑功能，会分析时序逻辑电路。

（二）课程的重点、难点及解决办法

重点和难点：主要是电路的基本概念以及基本定律，以此为基础在电路模型及特性上的具体应用，掌握如何应用这些定律和方法，解决实际的问题。电子电路的的分析方法和具体的计算，具体电子器件的工作原理及功能，特别是数字电路器件有一定的难度。

解决办法：

理论课的课堂教学要充分利用多媒体课件辅助课堂教学，加强学生对基本理念的理解和掌握。

重点难点在讲授时，课件的制作要有图片，并结合板书配合进行电路的辨识和分析，使学生克服对电路图的恐惧，先以简单的电路图为始，逐渐增加电路图的复杂性，以及使学生习惯和其识图能力的提升，从而具备基本的电路分析和计算能力。可以现场通过软件仿真器件的工作过程，给学生以直观感受，增强其对知识的理解。

三、实验实践环节及基本要求

1．实验实践教学环节在本课程中的作用及要求（实验教学大纲单独编写）

本课程是实践性很强的课程，实验环节对于整个课程的学习至关重要。学生通过实验才能更好地理解理论知识，将这些理论知识真正用于解决问题。实验环节重在培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

2．实验项目(具体要求见实验教学大纲)

实验一：常用电子仪器的使用（2学时）

实验二：基本定理、定律验证（2学时）

实验三：三相电路（2学时）

实验四：基本放大器~静态工作点及电压放大倍数的测试（2学时）

实验五：负反馈放大器（2学时）

实验六：集成运算放大器（2学时）

实验七：基本数字电路（2学时）

实验八：计数、译码显示电路（2学时）

四、本课程与其它课程的联系与分工

本课程为本科生专业基础课程，先修课是大学物理。其后续课程主要有：控制原理等，通过学生对电子技术的分析方法的掌握，为学生学习后续课程打下良好的基础。

五、对学生能力培养的要求

通过电工与电子技术基础课程的学习，学生应该掌握电工与电子技术的基本概念、原理和方法，通过学习逐渐提高分析具体问题的能力，并具有用所学知识解决实际问题的基本能力。

六、课程学时分配

总学时64，其中讲课60学时，实验4学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。

课程学时分配表

七、主要教学方法

1、每节课应有重点，围绕中心，触类旁通。

2、教育语言、板书语言、肢体语言和多媒体语言的有机结合，取长补短。教育语言、板书语言、肢体语言适合逻辑推理的、计算的、操作的内容；多媒体语言适合说明性的、图示的、演示的内容，并根据不同的教育内容制作了不同类型的课件。