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“电工电子学及实验”课程简介和教学大纲
作者:admin  时间:2012-09-29 13:13
课程代码:101C0030                   课程名称:电工电子学及实验
学    分:3.5                        周 学 时:3.0-1.0
面向对象:工科非电类专业本科学生
预修课程要求:高等数学、普通物理
 
一、课程介绍(100-150字)
(一)中文简介
 “电工电子学及实验”是工科非电类专业学生的技术基础课程,它将电工技术和电子技术相互贯通,着重电工电子技术基本概念和应用的介绍。课程内容主要包括电路和电路元件,电路分析基础,分立元件基本电路,数字集成电路,集成运算放大器,波形产生和变换,测量和数据采集系统,  功率电子电路,变压器和电动机,电气控制技术等。
 
(二)英文简介
《Electrical and Electronic Engineering and Experiment》 is a foundational course for engineering students majoring in non-electrics. This course focuses on basic concept and application of electrotechnics electronics combining electrotechnics and electronics theories. It includes circuit and elements, circuit analysis base, discrete component circuit, digital integrate circuit, integrated operational amplifier, generation and convertion of wave, measuring and data collecting system, power electronic circuit, transformer/ electro-motor  and electric control technology.
 
二、教学目标
(一)学习目标
通过该课程的学习,使学生基本掌握电路、电机、模拟电子电路、数字电子电路、测量
技术、控制技术的基本理论、基本知识和基本分析方法;培养基本的实验技能和解决实际问题的能力;了解和使用常见的电工、电子设备;掌握电工电子技术的基本应用和发展概况,为学习后续课程以及解决与本专业有关的电工电子技术问题打下一定的基础。
(二)可测量结果
1.掌握基本电工电子元器件的特性和选用;
2.掌握基尔霍夫定律、叠加原理与等效电源定理等电路的基本定律和定理,掌握一般电路的分析方法;
3.了解放大电路和门电路的基本原理;
4.掌握集成门电路、集成触发器和集成计数器等的原理、功能和应用;
5.掌握集成运算放大器的基本特性和应用、能分析集成运算放大器的基本应用电路;
6.掌握波形产生和变换电路的基本原理,了解其应用;
7.了解电工电子技术在非电量测量系统中的应用;
8.掌握低频功率放大电路、直流稳压电源等的原理和应用;
9.了解变压器、电动机的基本结构和工作原理,掌握其使用方法;
10.了解常用低压电器的基本结构、工作原理和基本功能,会分析三相异步电动机的基本继电-接触器控制电路、能安全用电;
11.具有电工电子基本实验的操作技能;
12.能安装和调试具有一定功能的电工电子实际应用系统。
以上结果可以通过课程作业、实验以及笔试等环节测量。
 
三、课程要求
(一)授课方式与要求
 理论课以教师课堂讲授为主,课堂讲授采用现代多媒体和传统方法结合,组织课堂讨论。实验课在实验室进行,根据实验内容等要求由学生自主完成。
     要求学生课堂听课,参与课堂讨论,按时完成课程作业(含课内作业和课外作业)。实验课必需全部参加,完成要求的实验内容和相应的实验报告。
(二)考试评分与建议
  一般按期末考试成绩(65%)、实验成绩(20%)和平时成绩(15%)综合评定课程的成绩。
注:实验课是本课程的重要而必需的环节,实验成绩不合格者将取消本课程的考试资格。
 
四、教学安排
(一)、理论课(总48学时,周学时3,没周一次课,16周)
第一次、电路和电路元件
    主要内容:
电路和电路的基本物理量(电路概念、电路元件和电路模型、电流电压及其参考方向、电路功率);电阻、电感和电容元件及其参数和模型;独立电源元件(电压源和电流源、实际电源的模型)。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第1章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第1章1.1。
    思考题
1.电路的基本物理量有哪些?
2.什么是电压和电流的参考方向
3.电阻、电感和电容元件的伏安特性是怎样的?主要参数是什么?
4.什么是电路元件模型和电路模型?
5.独立电源有什么特性?
第二次、电路和电路元件(续)
    主要内容:
普通二极管的特性、参数;稳压二极管的特性、参数;发光二极管;双极晶体管的结构、电流放大作用、特性、参数、小信号模型;绝缘栅场效晶体管的结构和原理。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第1章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第1章1.1。
    思考题
1.二极管的基本特性是什么?
2.稳压二极管的稳压原理是什么?
3.双极晶体管有哪几个工作区?各工作区对两个PN结的偏置要求是怎样的?
4.绝缘栅场效晶体管有哪几种类型?如何使其导通?
第三次、电路分析基础
    主要内容:
基尔霍夫定律(基尔霍夫定律和支路电流法);叠加原理与等效电源定理。
阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第2章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第2章2.1。
    思考题
1. 基尔霍夫定律只适用直流电路吗?对于交流电路如何考虑?
2. 非线性电路能否应用叠加原理?
3. 戴维宁定理与诺顿定理的区别是什么?
第四次、电路分析基础(续)
    主要内容:
正弦交流电的三要素;正弦交流电的相量表示法;交流电路的计算。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第2章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第2章2.1。
    思考题
1. 正弦交流电为什么用相量表示?
2. 电阻与阻抗有什么区别?
3. 一般正弦交流电路的分析计算可直接用有效值吗?
4. 有功功率与无功功率有什么区别?
第五次、电路分析基础(续)
    主要内容:
RLC电路中的谐振——RLC电路的串联谐振;三相交流电路(三相交流电源、三相负载、三相对称负载交流电路的分析计算);一阶电路的瞬态分析(换路定律、RC电路的瞬态分析)。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第2章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第2章2.1。
    思考题
1. 什么是谐振?RLC串联电路谐振时有什么特性?
2. 三相对称电源与三相对称负载的概念是什么?
3. 什么是相电压、线电压、相电流、线电流?
4. 具有电容或电感元件的电路为什么会产生瞬变过程?
第六次、分立元件基本电路
    主要内容:
共发射极放大电路的组成、静态分析、动态分析、频率特性);*共集电极放大电路;分立元件组成的基本门电路(二极管与门、或门、晶体管非门)。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第3章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第3章3.1。
    思考题
1. 什么叫静态?为什么要静态分析?静态分析的内容和方法有哪些?
2.什么叫动态?为什么要动态分析?动态分析的内容和方法有哪些?
3.组成基本门电路的二极管、晶体管工作在什么状态?
第七次、数字集成电路
    主要内容:
逻辑代数运算规则;逻辑函数的表示和化简;集成门电路。组合逻辑电路分析和设计、加法器。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第4章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第4章4.1。
    思考题
1. 逻辑关系的常用表示方法有哪几种?相互间如何转换?
2. 各种集成门的功能是什么?
3. 何谓组合逻辑电路?怎样分析?
第八次、数字集成电路(续)
    主要内容:
编码器、译码器及数字显示;基本RS触发器、同步RS触发器。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第4章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第4章4.1。
    思考题
1. 编码器与译码器的区别是什么?
2. 如何选用半导体发光数码管与对应的译码器?
3. 同步RS触发器中的“同步”是什么意思?
第九次、数字集成电路(续)
    主要内容:
D触发器、JK触发器;时序逻辑电路的分析方法;寄存器;计数器;*应用举例(七路抢答器)。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第4章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第4章4.1。
    思考题
1. 边沿触发与电平触发的区别是什么?
2. 何谓时序逻辑电路?怎样分析?
3. 如何用集成计数器构成任意进制计数器?
第十次、集成运算放大器
    主要内容:
集成运放的基本组成(输入级电路、输出级电路、信号输入方式);集成运放的主要参数、电压传输特性、理想特性;放大电路中的负反馈基本概念;负反馈类型;负反馈对放大电路的影响。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第5章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第5章5.1。
    思考题
1. 一般情况下如何判断集成运放工作在什么区域?
2. 集成运放工作在线性区时的两个重要特性是什么?
第十一次、集成运算放大器(续)
    主要内容:
集成运放在模拟信号运算方面的应用(比例运算、加减运算、积分、微分运算电路);集成运放在幅值比较方面的应用(开环比较器);*应用举例。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第5章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第5章5.1。
    思考题
1. 集成运放在模拟信号运算方面的应用电路中,要求集成运放工作在什么区域?是否
也有可能进入另外工作区?
2. 集成运放在幅值比较方面的应用电路中,集成运放工作在什么区域?
第十二次、波形产生和变换
    主要内容:
正弦波振荡电路(基本原理、RC正弦波振荡电路);多谐振荡器(555构成的多谐振荡器);555构成的单稳态触发器和施密特触发器。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第6章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第6章6.1。
    思考题
1. 电路产生自激振荡的条件是什么?
2. 列举振荡电路基本应用的几个例子。
3. 单稳态触发器和施密特触发器各有什么功能?
第十三次、测量和数据采集系统
    主要内容:
电量测量(电工仪表分类、测量误差和仪表准确度、电压、电流和功率的测量);*非电量电测法和数据采集系统的组成;*模拟开关和采样-保持电路;数-模转换器;模-数转换器。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第7章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第7章7.1。
    思考题
    1. 引起测量误差的因素有哪些?
2. 非电量采用电的方法来测量时,测量系统有哪几部分组成?各部分的功能是什么?
第十四次、功率电子电路
    主要内容:
低频功率放大电路原理;OTL功率放大电路;OCL功率放大电路;集成功率放大器举例及应用;直流稳压电源组成;整流电路;滤波电路;稳压电路。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第8章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第8章8.1。
    思考题
1. 功率放大电路与电压放大电路的区别是什么?
2. 如何确定功率放大电路的输出功率?
3. 直流稳压电源由哪几部分组成?各部分的主要功能是什么?
第十五次、变压器和电动机
    主要内容:
变压器的类型、用途、基本结构、工作原理、特性、额定值;自耦变压器;三相异步电动机的结构和工作原理、额定值、使用;单相异步电动机的结构、工作原理和应用。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第9章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第9章9.1。
    思考题
1. 变压器能变换直流电压大小吗?
2. 三相异步电动机接入电源后是如何转动起来的?
3. 如何使用三相异步电动机?
第十六次、电气控制技术
    主要内容:
常用低压电器(刀开关和熔断器、低压断路器、剩余电流动作保护装置、交流接触器、继电器、按钮和行程开关)的基本结构、主要功能、工作原理和主要参数;三相异步电动机的继电-接触器控制电路(直接起动和正反转控制、时间控制和行程控制);安全用电(触电方式和防止、保护接地和保护接零)。
    阅读材料
1. 参考教材《电工电子学(第三版)》第10章 ;
2. 参考教材《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》第10章10.1。
    思考题
1. 各种常用低压电器的基本功能是什么?选用时主要参数有哪些?
2. 继电-接触器控制电路中各电器的作用是什么?
3. 一般家用配电箱里主要有哪几种电器?
4. 如何防止触电?
注:打“*”部分为选讲内容。
二)、实验课总16学时,周学时1,16周,两周做一次实验,每次2学时,共8次)
  主要实验项目:
1. 实验课概述
2. 基本电工仪表的使用
3. 单相交流电路
4. 三相交流电路
5. 门电路、触发器及其应用
6. 集成运算放大器基本应用(运算电路)
7. 直流稳压电源
8. 三相异步电动机的继电器-接触器控制电路
 
附件1理论课主题内容和学时分配

周次               学时数
1 绪论电路和电路的基本物理量;电阻、电感和电容元件及其参数和模型;独立电源元件 3学时
2 普通二极管;稳压二极管;发光二极管;双极晶体管;绝缘栅场效晶体管 3学时
3 基尔霍夫定律和支路电流法;叠加原理与等效电源定理 3学时
4 正弦交流电的三要素;正弦交流电的相量表示法;交流电路的计算 3学时
5 RLC电路中的谐振——RLC电路的串联谐振;三相交流电路;一阶电路的瞬态分析 3学时
6 共发射极放大电路;*共集电极放大电路;分立元件组成的基本门电路 3学时
7 逻辑代数运算规则;逻辑函数的表示和化简;集成门电路;组合逻辑电路分析和设计、加法器 3学时
8 编码器、译码器及数字显示;基本RS触发器;同步RS触发器 3学时
9 D触发器、JK触发器;时序逻辑电路;*应用举例(七路抢答器) 3学时
10 集成运放的基本组成;集成运放的主要特性;放大电路中的负反馈 3学时
11 集成运放在模拟信号运算方面的应用;集成运放在幅值比较方面的应用(开环比较器);*应用举例 3学时
12 正弦波振荡电路;多谐振荡器(555构成的多谐振荡器);555构成的单稳态触发器和施密特触发器 3学时
13 电量测量;*非电量电测法和数据采集系统的组成;*模拟开关和采样-保持电路;数-模转换器;模-数转换器 3学时
14 低频功率放大电路;直流稳压电源。 3学时
15 磁路和变压器;三相异步电动机;单相异步电动机 3学时
16 常用低压电器;三相异步电动机的继电-接触器控制电路;安全用电 3学时
 
附件2  实验课内容和学时分配

序号 实验项目
名   
学时分配 实验属性 实验
类型
每组人数 实验要求 已开/未开
1 实验课概述 以教师讲解为主:实验课目的、要求、注意事项、安全教育、实验室环境和设备认识、实验安排等 2 技术基础 基础性 1 必做 已开
2 基本电工仪表的使用 直流电压、电流和电阻测量;不同内阻电压表对测量的影响;二极管极性判别和伏安特性测试 2 技术基础 基础性 1 必做 已开
3 单相交流电路 交流电压、电流测量;交流功率测量、功率因数提高研究 2 技术基础 基础性 1 必做 已开
4 三相交流电路 三相负载星形联接及测量;三相负载三角形联接及测量 2 技术基础 基础性 1 必做 已开
5 门电路、触发器及其应用 测试与非门和触发器的功能;竞赛抢答电路 2 技术基础 综合性 1 必做 已开
6 集成运算放大器基本应用(一) 比例运算电路、加法运算电路、减法运算电路、积分电路 2 技术基础 基础性 1 必做 已开
7 直流稳压电源 单相整流、滤波电路;集成稳压器稳压特性研究 2 技术基础 综合性 1 必做 已开
8 三相异步电动机的继电器-接触器控制电路 三相异步电动机的直接起动控制、正反转控制和顺序控制和 2 技术基础 综合性 1 必做 已开
 
五、参考教材及相关资料
(一)、参考教材:
1.《电工电子学(第三版)》,叶挺秀 张伯尧主编,高等教育出版社,2008年11月;
2.《电工电子学实验教程》,贾爱民张伯尧主编,浙江大学出版社,2009年7月;
3.《电工电子学(第三版)学习辅导与习题解答》,张伯尧主编,高等教育出版社,2008
年11月。
(二)、相关资料:
《电工学(第七版)》(上册)电工技术,秦曾煌主编,高等教育出版社,2009年5月;
《电工学(第七版)》(下册)电子技术,秦曾煌主编,高等教育出版社,2009年5月。
 
六、课程教学网站:
从校内课程中心进入该课程教学网站。
 


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