电工学教学大纲

一、课程的性质和地位

    《电工学》是医学影像学专业（工程方向）的一门重要的技术基础课，其主要任务是使学生掌握电路和磁路的基本原理的、基本与计算方法，受到必要的基本技能训练，为学习专业知识和将来从事技术工作打好基础。

本课程主要通过课堂讲授和学生实验完成。在教学中，应根据基础理论的教学以应用为目的的精神，妥善安排教学内容；教法上采用启发式教学，加强直观性，注意培养学生的动手能力、自学能力和分析问题、解决问题的能力。

    学生应以正确的学习目的和认真的学习态度，努力学习、培养严谨的科学作风。

二、教学环节和教学方法

    电工学的教学环节包括课堂讲授、实验和考试等。课堂讲授过程中教师应正确叙述电工学的基本概念和基本规律；使学生掌握基本电路的分析与计算方法，了解常用电工设备工作原理。

    实验过程中学生应学会正确地使用电工仪器和器件，正确连接线路，学会分析实验现象和实验数据处理方法，进一步培养分析问题、解决问题的能力。

    考试是对教师的教学工作效果及学生学习情况的考察。本课程的考试即期末本课程的理论课结业考试。本课程的期末总成绩由理论课考试成绩与实验课成绩两部分组成。其中理论课考试成绩占总成绩的80%，实验课成绩占20%。

三、课程总学时

总课时： 72学时，其中理论48学时，实验24学时。

四、教学内容及要求

第一章  直流电路

第一节    　了解：电路的组成与功能

第二节  电路的基本物理量

掌握：电流、电压、参考方向、功率、功率平衡。

第三节 电路元件--掌握：电阻、电容、电感各元件的特性方程。

第四节 电路的工作状态

掌握：负载状态、开路、断路。

第五节    　KCL、KVL

掌握：支路、节点、回路、网孔、KCL、KVL。

第六节    　电路元件的串联并联

掌握：电路元件的串联、并联、星形形连接、角形连接及计算方法。

第七节    　电压源与电流源及其等效变换

掌握：实际电压源、理想电压源、实际电流源、理想电流源及等效变换。

第八节    　支路电流法

掌握：支路数、回路、联立方程组。                 

第九节　叠加原理

掌握：电压与电流满足叠加原理，功率不满足叠加原理。

第十节    　戴维南定理

掌握：二端网络、开路电压、入端电阻、等效变换。

第十一节     电路中电位的计算

掌握：电位、电压间的关系。

第二章     电路中的过渡过程

掌握：稳态、暂态。

第一节    　掌握：换路定则及储能电路初始值的确定、换路、0-时刻、0+时刻、电容电压不能突变、电感电流不能突变。0+时刻初始值的确定。

第二节    　RC电路的过渡过程

掌握：RC电路的0输入响应、时间常数、微分方程及其解、RC电路的0状态响应、微分防方程及其解、全响应。

第三节　三要素法。

第四节　掌握：微分电路与积分电路电路组成及参数特点、输入、输出信号特点。

第四节  掌握：RL电路的过渡过程

掌握：RL电路的0输入响应、0状态响应、全响应、微分方程及其解。

第三章  正弦交流电路

第一节      正弦交流电路及其特征

掌握：正弦交流电压及电流。幅值、频率和初相、有效值、超前、滞后及同相。

第二节    　正弦量的相量表示法

掌握：有向线段与正弦量、正弦量的相量表示、复数形式、指数形式和极坐标形式、j的作用。

第三节    　理想元件的正弦交流电路

掌握：Ｒ、Ｌ、Ｃ各元件的交流电压、电流关系式及相位关系。有功功率、无功功率、Ｒ、Ｌ、Ｃ各元件消耗的有功功率、无功功率。

第四节    　RLC串联与并联电路

掌握：R、L、C串联阻抗、并联阻抗、串、并联相量图。

第五节    　复阻抗电路

掌握：复阻抗Z串联、并联、混联计算方法

第六节    　正弦交流电路的功率

掌握：有功功率、无功功率、视在功率、功率三角形及功率因数的提高。

第七节    谐振电路

掌握：串联谐振的条件、谐振的特点、谐振频率及相量图。并联谐振的条件、谐振的特点、谐振频率及相量图。

第四章 三相正弦交流电路

第一节    　三相电源

掌握：三相电源、相位关系、三相三线制、三相四线制、相电压、线电压及相位关系。

第二节     负载星连接三相电路

掌握：对称Y形负载三相三线制、对称Y形负载三相四线制、

第三节    　负载三角形连接的三相电能    

掌握：对称及不对称角形负载三相三线制、

第四节     三相电路的功率

掌握：有功功率、无功功率、视在功率。 

第五节 不对称三相电路

第五章  铁芯线圈电路

第一节    磁场的基本物理量与磁性材料

掌握：Ｂ、Ｈ、磁通、磁链、磁导率、了解磁化曲线。

第二节    磁路及其基本定律

掌握：磁路组成、磁势。了解安培环路定律。

第三节    交流铁心线圈电路

感应电动势的公式、Ｕ＝4.44fNSBm、铜耗、铁耗、铁心线圈之等效电路及方程。

第四节    变压器

掌握：单相、三相变压器的结构、原理、变比、功率关系、等效电路、阻抗变换。变压器的外特性及损耗与效率。自耦变压器、电流互感器、电压互感器。变压器绕组同名端及极性判别。

第五节    电磁铁

了解电磁铁之基本原理。

第六章 异步电动机

第一节    三相异步电动机的基本结构和铭牌数据

掌握：定子、转子、绕组、鼠笼、铭牌数据、效率。

第二节    三相异步电动机的工作原理

掌握：旋转磁场的产生、60f=np、同步转速（数）、三相异步电动机的转动原理、转差s。

第三节    三相异步电动机的负载运行

了解：转子堵转时的定子、转子的感应电动势和电流、转子旋转时转子的各物理量。了解：三相异步电动机的一相等效电路。

掌握：电磁转矩公式和机械特性曲线、起动转矩、最大掌握转矩、起动能力、过载能力、电磁转矩、机械转矩计算公式。

第四节    三相异步电动机的起动

掌握：直接起动、降压起动。

第五节    三相异步电动机调速

了解：变频、变极及调压调速。

第六节    三相异步电动机的制动

了解：能耗制动、反接制动。

第七节    三相异步电动机定子接线端的连接

掌握：星接、角接。

第八节    三相异步电动机的选择

了解三相异步电动机的选择。

第九节    单相异步电动机

掌握：基本结构、工作绕组、起动绕组、脉振磁场、双旋转磁场。

第七章　直流电机

第一节    　直流电机的基本结构

掌握：主磁极、电枢、换相器、电刷、励磁方式……

第二节　直流电机的工作原理

掌握：直流发电机、直流电动机的工作原理。

第三节                                电动势，电磁转矩和电磁功率

掌握：Ｅa=KeΦn、T=KtΦIa、ＥaIa=TΩ、电动机惯例、发电机惯例等效电路。

第四节    直流发电机的运行特性

了解：他励直流发电机空载特性、负载特性、并励直流发电机自励过程。

第五节    直流电动机的机械特性

掌握：他励（并励）直流电动机的机械特性、串励直流电动机的机械特性、飞车。

第六节    　电动机的起动

掌握：串电阻法、降压起动法。

第七节    　直流电动机的调速

掌握：改变Ra、Ｒf、Ｕa的调速方法。

第八节    直流电动机的反转与制动

了解：反接励磁绕组、反接电枢绕组；能耗制动、反接制动。

第九章　继电接触器控制

第一节             常用控制电器

掌握：开关、常开、常闭、按钮、行程开关、熔断器、接触器、继电器：电压继电器、电流继电器、中间继电器、热继电器、时间继电器、自动空气断路器。

第二节    　电气控制线路的原理图、国标符号。

第三节    　继电器控制的基本环节

掌握：点动环节、自锁环节、连锁环节、保护环节。

第四节　接触器控制的基本线路及可编制程序控制器初步介绍

掌握：行程控制、时间控制、ＰＬＣ介绍。

第十章                                电工测量

第一节    概论

第二节    电流与电压的测量 

掌握：电阻的测量，交、直流电流、电压的测量、电流互感器、电压互感器的使用。

第三节    电功率的测量

了解功率表的接法、读数及选用。

第四节    电能的测量

掌握：ＫＷＨ表的接法。

第十一章　安全用电

第一节    触电的有关知识

掌握：单相触电、两相触电、５０MA、３６Ｖ。

第二节    保护接地与保护接零

掌握：保护接地、保护接零。

实验

1 直流电的研究

2 电工测量仪器

3 楼梯照明电灯控制电路

4 单相交流电路特点的研究

5 RC电路的研究

6 串联谐振

7 单相变压器

8 单相异步电动机

9 交流接触器供电电路

10 三相异步电动机

11 微型直流继电器

12 日光灯功率因数的改善

五、教学进度时间分配表

参考教材：《电工技术》，李清新  机械工业出版社  1995

参考书：《电工学》，第五版，秦曾煌  高等教育出版社  1999