《電工技術(shù)B》教學(xué)大綱

《電工技術(shù)B》教學(xué)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(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（理論40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)等后續(xù)課程：電子技術(shù)B、機(jī)電傳動(dòng)控制與PLC等適用專(zhuān)業(yè)：機(jī)械電子工程開(kāi)課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說(shuō)明《電工技術(shù)B》是機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。本課程主要傳授電路、電機(jī)、電氣控制的基本理論知識(shí)，掌握分析計(jì)算電路、電機(jī)的基本方法，并為后續(xù)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)和以后從事技術(shù)工作打下必要的電工技術(shù)基礎(chǔ)。本課程理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，有廣闊的工程背景，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)和提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有重要的作用，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生的法治觀念、社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識(shí)。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠理解電路、電機(jī)、電氣控制的基本原理，掌握電路、電機(jī)、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(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算交直流電路的參數(shù)；掌握電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)方法；掌握常用控制開(kāi)關(guān)的用途；掌握電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、星-三角啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制等控制電路。課程目標(biāo)2：通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，增強(qiáng)課程的綜合實(shí)踐性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理的掌握，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題等方面的能力。能夠理解“雙碳目標(biāo)”背景下電工技術(shù)在機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域所面臨的工程問(wèn)題及對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律、文化的影響，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神、嚴(yán)謹(jǐn)工程態(tài)度的機(jī)械人，具有終身學(xué)習(xí)的能力。課程目標(biāo)3：能夠正確使用相關(guān)電工儀表測(cè)量電路參數(shù)，解釋實(shí)驗(yàn)電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學(xué)生動(dòng)手操作技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的分析、設(shè)計(jì)、總結(jié)歸納能力，為今后從事機(jī)械領(lǐng)域的相關(guān)研究和技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電工技術(shù)B》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.3能夠?qū)C(jī)電工程基礎(chǔ)知識(shí)用于分析機(jī)械電子相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題并提出解決方案；課程目標(biāo)1：能夠理解電路、電機(jī)、電氣控制的基本原理，掌握電路、電機(jī)、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(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算交直流電路的參數(shù)；掌握電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)方法；掌握常用控制開(kāi)關(guān)的用途；掌握電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、星-三角啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制等控制電路。M2.問(wèn)題分析2.1能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，識(shí)別與表達(dá)機(jī)械相關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題；課程目標(biāo)2：通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，增強(qiáng)課程的綜合實(shí)踐性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理的掌握，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題等方面的能力。能夠理解“雙碳目標(biāo)”背景下電工技術(shù)在機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域所面臨的工程問(wèn)題及對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律、文化的影響，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神、嚴(yán)謹(jǐn)工程態(tài)度的機(jī)械人，具有終身學(xué)習(xí)的能力。H4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)機(jī)電工程領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題選擇研究路線(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；課程目標(biāo)3：能夠正確使用相關(guān)電工儀表測(cè)量電路參數(shù)，解釋實(shí)驗(yàn)電路故障狀態(tài)下的現(xiàn)象，重視學(xué)生動(dòng)手操作技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的分析、設(shè)計(jì)、總結(jié)歸納能力，為今后從事機(jī)械領(lǐng)域的相關(guān)研究和技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)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(kāi)路與短路1.6基爾霍夫定律1.7電路中電位的概念及計(jì)算教學(xué)要求：使學(xué)生理解并掌握等效與等效變換的概念；理解并掌握實(shí)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(jì)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(diǎn)：參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律。難點(diǎn)：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(jié)與三角形聯(lián)結(jié)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(xué)要求：使學(xué)生理解并掌握等效與等效變換的概念；理解并掌握實(shí)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(jì)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(diǎn)：等效變換及等效電路的化簡(jiǎn)；實(shí)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(diǎn)：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(chǔ)能元件和換路定則3.3RC電路的響應(yīng)3.4一階線(xiàn)性電路暫態(tài)分析的三要素法教學(xué)要求：使學(xué)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(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)和三要素法。重點(diǎn)：換路定理；RC、RL電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)。難點(diǎn)：一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)，時(shí)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(xué)要求：使學(xué)生了解復(fù)數(shù)的概念和復(fù)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(dǎo)納、相量圖；熟練掌握穩(wěn)態(tài)電路分析、功率、功率因數(shù)、復(fù)功率；掌握用相量法分析交流電路。重點(diǎn)：正弦量的概念，有效值和相位差的概念、阻抗、導(dǎo)納、功率因數(shù)。難點(diǎn)：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(fù)載星型聯(lián)結(jié)的三相電路5.3負(fù)載三角型聯(lián)結(jié)的三相電路5.4三相功率教學(xué)要求：使學(xué)生掌握三相電源、三相電路的聯(lián)接方式、對(duì)稱(chēng)三相電路概念；熟練掌握線(xiàn)電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系，對(duì)稱(chēng)三相電路的功率；了解不對(duì)稱(chēng)三相電路及其計(jì)算方法。重點(diǎn)：線(xiàn)電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系。難點(diǎn)：對(duì)稱(chēng)三相電路的功率、瞬時(shí)表達(dá)、相量表達(dá)。421、2、36.交流電機(jī)6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)6.6三相異步電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、轉(zhuǎn)動(dòng)原理；熟練掌握線(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)方法；了解三相異步電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)。重點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)。難點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線(xiàn)路7.3籠型電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路教學(xué)要求：使學(xué)生掌握常用控制開(kāi)關(guān)的用途；了解籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、星-三角啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路。重點(diǎn)：常用控制開(kāi)關(guān)。難點(diǎn)：籠型電動(dòng)機(jī)星-三角起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路。621、2、3合計(jì)4082.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.戴維寧定理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：驗(yàn)證戴維寧定理。實(shí)驗(yàn)要求：初步了解和學(xué)習(xí)常用直流電工儀器儀表的使用方法；學(xué)習(xí)直流電壓、電流的測(cè)量方法；用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證戴維寧定理，加深對(duì)定理的理解。21、2、32.正弦交流電路電壓電流的測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：交流電壓、電流的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)要求：掌握正弦交流電壓、電流的測(cè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定三相交流電路電壓、電流。實(shí)驗(yàn)要求：掌握三相電路電壓、電流的測(cè)量方法；掌握負(fù)載的△和Y的連接方法；實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的比較。21、2、34.電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用三相電源控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)要求：了解三相異步電機(jī)接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制的接線(xiàn)和操作方法，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器的正反轉(zhuǎn)控制的基本原理與實(shí)物連接的要求。21、2、3合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、隨堂測(cè)試、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解線(xiàn)性集總參數(shù)非時(shí)變電路、電機(jī)及電氣控制的基本理論與一般分析方法，在掌握電路、電機(jī)的基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，具有分析計(jì)算電路的基本方法和設(shè)計(jì)基本電路的初步能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生電工技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。掌握基本電工設(shè)備的使用方法，掌握電壓、電流的測(cè)量方法，掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線(xiàn)路的搭建和調(diào)試方法。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來(lái)完成理論的驗(yàn)證；如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析檢查與排除故障；電工設(shè)備的使用方法，掌握電壓、電流的測(cè)量方法，掌握電動(dòng)機(jī)基本控制線(xiàn)路的搭建和調(diào)試方法。采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法，在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)預(yù)習(xí)與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全用電規(guī)則，按操作規(guī)程使用設(shè)備，確保人身和設(shè)備的安全；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：（1）秦曾煌著.《電工技術(shù)》（第七版）[M].北京.高等教育出版社，2013年.2.參考書(shū)：（1）李麗敏.《電路分析基礎(chǔ)》[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2019年.（2）邱關(guān)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(jī)械工業(yè)出版社.2018年.（4）許翏.《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》(第3版)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2022年.（5）李仁.《電氣控制技術(shù)》(第3版)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2021年.3.期刊：（1）電工技術(shù)學(xué)報(bào),中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)主辦（2）電工電能新技術(shù),中國(guó)科學(xué)院電工研究所主辦（3）電測(cè)與儀表,中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)電磁測(cè)量信息處理儀器分會(huì)主辦（4）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,US（5）IEEETransactionsonPowerElectronics,US4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）愛(ài)課程網(wǎng)./home/（2）中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)/七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)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(wèn)題情況進(jìn)行考核，滿(mǎn)分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?32隨堂測(cè)試12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度，滿(mǎn)分100分；（2）每次隨堂測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以隨堂測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?43作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿(mǎn)分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√453實(shí)驗(yàn)8（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿(mǎn)分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以實(shí)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√332期末考核60（1）卷面成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核電路變換方法對(duì)復(fù)雜電路的分析，應(yīng)用電路相關(guān)定律和定理計(jì)算小規(guī)模靜態(tài)電路和動(dòng)態(tài)電路的參數(shù)等內(nèi)容。（3）考試題型為：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題、填空題、判斷題、分析題和計(jì)算題等?！獭獭?52510合計(jì)：100分404020八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末試卷成績(jī)和過(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)?yōu)?00分（占60%），試題類(lèi)型為單項(xiàng)選擇題、填空題、判斷題、分析題和計(jì)算題等類(lèi)型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能的試題分值不超過(guò)50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等過(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)?yōu)?00分（占40%）；過(guò)程性評(píng)價(jià)和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表5。表5過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答