兰州交通大学：《电工学》课程授课教案（打印版）电工电子技术教案（一）.pdf_大学文库

课程描述课程名称：电工与电子技术位：自动化与电气工程学院电工学教研室学时学分：80学时5学分授课64学时，实验16学时授课对象：机设、车辆、热动、工业、材料科学、材料成型等专业本科生先修课程：高等数学、大学物理教学目标电工学是高等学校本科非电专业一门主干技术基础课程，也是一些非电专业唯一的一门电类课程。在教学过程中综合运用先修课程中的相关知识，结合实践教学环节，注重培养学生理论联系实际的良好作风，提高解决实际问愿的能力，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础此，本课程在非电专业的教学计划中占有重要地位和作用。本课程的主要任务是培养学生树立正确的学习目的，培养扎实、认真的科学态度：堂握电工技术领域中基本理论、基本知识和基本分析方法：了解电工技术领域中的的新理论、新技术、新知识：注重实验教学，培养学生理论联系实际和创新精神，提高学生的动手和用电技术的能力，增强学生的实践经验：具有运用计算机电路仿其的能力，草座可桶性空带制器新技术。授课对象分析樱对象为机城、车、材料、执动、机专北大学一年级木科生。学生学过与本课程有关的工科数学乡学物理等先修课程学生在工科数学分机中学习的微积分、微分方程、矩阵等知识，以及在大学物理中学习的电磁学等识与本门课程的教学密切相关，大多数同学对这些基木知识草握得较好，但有些同学只是模糊地记得。我们在平时的课堂讲授、作业和实验内容的设计中对不同层次的学生分别提出基本要求、较高要求，在教学过程中，尽量多与实际联系主真正体会到电工学对实际的指导作用，同时课程学习引入B仿真分析和设计工具，以及可编程控制器等前沿知识，激发学生的求知欲望和学习热情，使用教材 “詹天佑”班、“茅以升”班、“卓越工程师”班教材采用罗映红教授主编中国电力出版社十二五规划教材《电工技术》 (高等学校分层教学A) 《电子技术》 (高等学校分层教学B) 普通班同学采用清华大学出版应用型特色教材《电工与电子技术》。配套实验教材是《电工与电子技术实践教程》（罗映红主编）。课程内容立足于技术基础课为专业课服务的思想，结合电工电子科技的发展和相关专业对电工学课程内容的需求，从课程的总体结构优化的角度出发，对电工学的教学内容加以整合，即注重于基础又考虑到应用，即要有一定的理论深度又要有足

第1章电路的基本概念与基本分析方法教学目的及要求：掌据申压和电流的参若方向和关联参者方向的概，欢姻定律基尔霍夫定律、支路电流法、叠加原理、电压源电流源等效互换、维南定理乃其应用、电路中电位的计算：熟悉基本物理量，电阻元件、电感元件电容元件的特点及电压和电流的关系：了角解节点电压法：了解三要索素法的准导过程。教学重点：电路各种分析方法的应用：一阶电路的三要素法的应用。教学难点：参考方向和关联参考方向的概念，戴维南定理，电路功率计算及吸收、供出的判断：一阶电路的三要素法的推导过程，电压电流初始值的确定。教学内容：电路的基本概色 :基尔霍夫定律：电路的基本分析方法一阶电路的暂态分析：应用举例：用ultisim对电路进行仿真理论教学课时：8 实验教学课时：2学时教学方法与设计：采用传统教学方法与现代教学手段相结合的方式。教师课堂授课仍是本课程的主要教学方式，但使用Multisim和网教平台教学素材库作为授课的辅助手段。同时，在课堂上加强采用启发式讨论式教学方法，启发学生思维，调动学生学习的主动参与意识。另外，还特别注意抓好答疑、质疑和作业批改几个课外环节，为了让学生深刻理解电压和电流参考方向的概念，可以结合物理学中运动的参考方向讲授电压和电流的参考方向：电功率也是基于参考方向进行计算的，也是教学重点，可以结合例题进行讲授：欧姆定律和基尔霍夫定律是电路理论的基石，贯穿于电路理论的各个管节，因此需要强调在复杂电路分新时，使用欧姻定律与中学时使用欧姆定律的区别，当元件两端电压与电流参考方向不同时，注意欧姆的变形即加上负号对基尔霍夫定有基本内容及其扩展形式必须作为重点来阐述，并结合例题进行深刻理解和熟练掌握。第2章正弦交流电路教学目的及要求：掌握电阻、电感、电容元件电压和电流的关系，阻抗的串联与并联，衣流由路的功率 ,一般交流电路的分析方法：熟悉正弦交流量的基本特征，正弦量的相量表示法，相量图：了解电路中谐振的发生条件及其电路特征教学重点：欧姆定律的相量形式，交流电路的分析方法，交流电路的功率计算教学难点：电感、电容元件电压电流关系的物理实质，利用相量图分析电路的方法。教学内容：正弦量的基本概念：单一参数的交流电路；一般正弦交流电路的分析：电路中的谐振：举例应用：用lultisim对单相交流电路进行仿真理论教学课时：7学时实验教学课时：2学时

教学方法与设计：采用传统教学方法与现代教学手段相结合的方式。教师课堂授课仍是本课程的主要教学方式，使用u1t1sim和网教平台数学素材库作为授误同时，在课堂上加强采用启发式讨论式教学方法，启发学生思维一功学生学习的主动参与意识，通过对比分析强调交直流电洛计算中易出题。另外，还特别注意抓好答疑、质疑和作业批改几个课外环节。对两种列方程法支路电流法和节点电压法均采取板书形式，按照先分析原理，再结合例题，按照先简单后复杂的顺序，总结出一般计算方法，以及相应的解题技巧，最后总结两种力程法（支路电流法和节点电压法）各自的优点和缺点及方程法本身的优点和局限性。每一种定理的教授基本上都按照相同的顺序进行，即先引出句题、推导证明、得出定理结论、例题分析、总结定理的应用场合及注意事项。叠加定理和戴维南定理是本章的重点和难点，在讲授时可以适当放慢速度，并提醒学生注意，这两个定理在后续课一电子技术中会多次用到，在课堂上多举些典型例题进行分析，并在对应的课后作业数量上加以体现第3章三相正弦交流电路教学目的及要求：掌握三相电源的连接及其相、线电压关系，对称三相电路的分析，三相功率的概念及计算：了解相序的概念和不对称三相电路的基本分析方法。教学重点：不同联接方式的对称三相电路的计算，线、相电压关系，线、相电流关系。教学难点：对对称三相电路的线、相电压的关系，线、相电流的关系的理解，不对称三相电路的分析方法。教学内容：对称三相正弦交流电源：负载的星形和三角形联结：三相电路的功率：安全用电：应用举例：三相电路的仿真分析理论教学课时：3学时实验教学课时：2学时教学方法与设计：结合实标说明电力系统的供、用电体制为三相制，引出学习三相电路的意义，通过多媒体演示三相发电机的基本组成和工作原理，总结得出三相制的概念。借助多媒体介绍三相电路的两种型结星形和三角形，推导并总结对称三相电路中相值和线值的关系。借助多媒体阐述对称三相电路取出相的计算方法，以及对称三相电路功率的计算方法。不对称三相电路由于不具有对称电路的特点，只能采用一般正弦电路的列方程法进行计算，因为计算量较大，没有什么新的内容，所以可以留作自学处理。第4章磁路及变压器教学目的及要求：掌握变压器的电压变换，电流变换和阻抗变换作用：熟悉变压器的结构、工作原理：了解磁场的基本物理量，盛性材料的感性能。教学重点：变压器的电压变换，电流变换和阻抗变换的作用及其应用

教学难点：变压器的工作原理。教学内容：磁路：交流铁芯线圈电路：变压器的结构及工作原理；其它用途变压黑理论教学课时：3学时实验教学课时：0学时教学方法与设计：带学生实地参观变压器结构结合多媒体让学生对变压器有一定的感性认识：结合实际说明变压器的电压变换作用，然后分析变压器的电磁关系和工作原理，推导变压器的电压、电流、阻抗变换作用。第5章交流电动机教学目的及要求：掌握三相异步电动机的结构及工作原理，相异步电动机的起动、调速与制动的常用方法：熟悉三相异步电动机的铭牌和技术数据，三相异步电动机的选择原则：了解三相异步电动机的机械特性。教学重点：三相异步电动机的工作原理，三相异步电动机的起动、调速与制动方教学难点：三相异步电动机的工作原理，三相异步电动机的电磁转矩与机械特性。教学内容三相异步电动机的构造：三相异步电动机的铭牌数据：三相异步电动机的转动原理：三相异步电动机的电磁转矩：三相异步电动机的机械特性：三相异步电动机的启动：三相异步电动机的调速；三相异步电动机的制动：单相异步电动机。理论教学课时：6学时实验教学课时：0学时教学方法与设计：使用电子教案用多媒体演示电动机的外形图、内部结构图、转子图、定图对照第3章学习过的三相发电机的结构和工作原理来讲解异步电动机的结构，比较它们的相同与不同，用多媒体演示转动原理实验，并根据右手定则、左手定则讲解转动原理，转动原理实验中有永久磁铁在转动，而电动机基本结构中并没有水久磁铁，那么电动机中的旋转磁场是怎样产生的呢？由此引出旋转磁场产生的问题，转向问题，转速问题。通过对定子绕组和转子绕组电路和电磁关系的分析，推导出电动机转矩公式，从而得到转矩与转速的关系即机械特性，通过机械特性分析电动机运行性能。第6章继电接触器控制系统教学目的及要求：笔挥常用密制电器的工作原理，异步电机的典型控制电路的工作原理：电动机常用保护环节：熟悉常用低压电器的结构，电气原理图画法规则和电气识图方法

教学重点：电动机的启动控制，正反转及制动控制，点动、联锁自动循环控制电路，电动机的保护方法。教学难点：行程控制和时间控制电路工作原理，异步电机的控制电路的设计。教学内容：常用控制电器：三相异步电动机的基本控制线路：行程控制：时间控制：顺序控制：应用举例理论教学课时：5学时实验教学课时：2学时教学方法与设计：提出怎样保证电动机安全可靠按人们期望运行的问题，引出继电接触器控制系统，首先用多媒体介绍常用控制电器的工作原理，然后介绍直接启动控制电路，并且强调三种保机械负载都要求电机既能正转也能反转因此要进行正反转控制，由于控制正转和反转的两个交流接触器不能同时闭合所以强调互锁，举例说明吊车在车间里运动范围会受到限制，工件在工作台上运动范围也会受到限制引出行程控制，通过实例采用行程开关进行性程控制，多台电机同时启动会引起线路电压下降，因此需要按顺序起动引出时间控制。断电延时时间继电器是一难点，需要耐心强调触电动作的顺序，通过能耗制动的实例，使用断电延时时间继电器进行时间控制，使学生掌握断电延时继电器的触点动顶序。第7章可编程控制器知识点：可编程控制器的结构、工作方式、技术性能、主要功能和特点，编程方法：梯形图和指令语句表，应用举例。教学重点：可编程控制器的工作原理，编程方法教学难点：可编程控制器的应用。教学内容：可编程序控制器的组成与工作原理：可编程序控制器的编程语言： S7-200系列PLC的编程元件与编程指令：PLC梯形图控制程序的设计方法：应用实例教学方法：该章节由实际应用出发给出学习任务及目标，由学生自学。第8章常用半导体器件教学目的及要求：掌握PW结的单向导电性二极管和三极管的伏安特性：熟悉 PN结的形成过程，二极管和三极管的基本结构、工作原理、主要参数：了解半导体的基本知识。教学重点：PN结的单向导电性，二极管和三极管的基本结构、特性曲线、主要参数。教学难点：P八N结的形成过程，三极管的电流分配及工作原理

教学内容：半导体基础知识：半导体二极管：晶体三极管：绝缘桥型场效应管：应用举例：用Multisim对二极管电路的仿真实验理论教学课时：4学时实验教学课时：0学时教学方法与设计：首先介绍本课程的主要研究内容是电子电路的原理及其应用电子电路主要分为模拟电子电路和数字电子电路两部分，而电子电路的基本组成单元是半导体器件，由此引出本课程第一章的题目半导体器件。由于半导体器件是由半导体材料制成的，由此引出本章的第一个知识点半导体的基本知识。这部分的难点是半导体内部两种载流子参与导电的方式，这部分内容由于图较多，所以部分采用多媒体课件进行讲解。在半号电特性的基础上 ,介绍构成半导体器件的基础结构：N结，简单介绍PN结的结构，重点总结它的单向号电性。对二极管、稳压二极管和晶体管，分别介绍每种半导体器件的结构、工作原理、伏安特性和主要参数，其中以各自的伏安特性、常用的主要参数作为教学重点，并对每种器件的应用安排适量的例题和习题。光电器件留作自学。第9章基本放大电路草握放大器的静态分析方法，放大器的微变等效电路分析法然的特点：理解静态工作点的设置情祝对放大器工作情况的影响，饱和失其射极辑截止失真的概念。熟悉基本电压放大电路中各元件的作用，了解多级放大器的工作原理及电路分析方法。教学重点：放大器的静态分析方法，动态分析法，静态工作点的调整与稳定。教学难点：理解静态工作点的设置情况对放大器工作情况的影响，微变等效电路分析方法。教学内容：放大电路的基本概念和主要性能指标：共射极放大电路：共集电极放大电路：场效应管放大电路：多级放大电路：差分共大电路：功率放大器。理论教学课时：4学时实验教学课时：2学时数学方法与设计：首先介绍电子电路中有关放大的基本概念，回项晶体管电流放大理中外部条件的限制一发射结正一集电结反值流装能斐例，分析并总结放入路的基本电路号的传输性能，以及为了分析电路方便，引出对放大电路分析的一般方法静态分析、后动态分析。静态分析方法中以近似估算法作为重点，并结合例题进行讲解，图解法主要学习它的基本原理。动态分析方法中以微变等效电路法作为重点竿握，结合例题进行讲解，图解法主要学习它的基本原理。根据前面对放大电路分析方法的为了有效地放大交流信路必须有合适且稔静态工作点，为此引出静态工作点稳定电路及其工作原理。根据前面对放大电路分析方法的学握，分析射极输出器的静态工作点及其动态指标，总结射极输出器的特点及其应用。用B仿真软件，仿真各放大电路，帮助学生理解放大电路的

工作性能。其他内容，如：放大电路的频率特性、差分放大电路、互补对称功率放大电路、场效晶体管及其放大电路，学握电路的基本原理。第10章集成运算放大器教学目的：掌握理想运算放大器的特点，运算放大器的线性应用，运算放大器的非线性应用：熟悉负反馈的基本类型及判断方法，集成运算放大器使用中应注意的问题，负反馈对放大器性能的影响：了解集成运算放大器的主要参数，集成运算放大器基本组成。教学重点：运算放大器的线性应用，非线性应用，负反馈的基本类型及判断方法教学难点：负反馈的判断方法，运算放大器的线性、非线性应用教学内容：集成运算放大器概述：放大电路中的负反馈：运算放大器的线性应用：运算放大器的非线性应用：集成运算放大器的应用举例：用Multisim对波形发生器的仿真实验理论教学课时：6学时实验数学果时：2学时教学方法与设计：首先介绍集成电路的概念及其分类，引出常用的模拟集成电路年成运放的概念及其应用介绍集成运放电路的基本组成及其主要参数，点介绍理想运放的符号、传输特性及其分析依据。根据前血学习的理想运放在线性区的分析依据，分析由运放构成的比例、加法、减法、积分、微分等电路的运算功能及基本原理。对运放在信号处理方面的应用中，简单介绍有源滤波器和采样保持电路的基本工作原理，重点学习电压比较器的原理、分析方法及其应用。简单介绍运放在波形产生方面的应用，以及运放使用时应注意的问题。用B 仿真软件，仿真各种运算电路，信号处理电路及波形发生电路，帮助学生更好地理解各电路的特点和工作性能。第11章组合逻辑电路教学目的：掌握组合逻辑电路的基本分析方法：熟悉编码器和译码器的功能和使用方法教学重点：组合逻辑电路，编码器和译码器工作原理教学难点：组合逻辑电路的分析，编码器和译码器的使用方法。教学内容：数字电路基础知识：集成门电路：组合逻辑电路的分析与设计：应用举例：用Multisim对组合逻辑电路的仿真实验理论教学课时：6学时实验教学课时：2学时教学方法与设计：通阐术模拟申路与数字申路的区别，出数字脉神信号，介绍脉冲信号的主要参数。数字电路中的基本单元是门电路，由此引出基本逻辑门

电路（与、或、非门）、及组合门电路（与非、或非、与或非、异或门）的组成、逻辑符号、逻辑状态表。介绍TTL门电路以及CMOS门电路的基本原理。结合例题，重点学习逻辑代数的运算规则、逻辑函数的化简方法公式法和卡诺图法组合逻辑电路的分析和设计方法。按照组合逻辑电路的设计过程，依次学习加法器、编码器、译的器、数据选率器等的工作原理，一方由巩固了组合逻辑电路的设计方法，一方面掌握了加法器、编码器、译码器和数字显示电路的工作原理。第12章时序逻辑电路教学日的：掌握基本R-S触发器，边沿J-K触发器，D触发器的逻辑功能和触发方式：熟悉寄存器，二进制计数器的构成，了解各种触发器的构成和工作原理教学重点：各种触发器的逻辑功能和触发方式，寄存器，二进制计数器的电路构。教学难点：可控R-S触发器、JK触发器、寄存器、计数器的电路构成。教学内容：触发器：常用时序逻辑电路：应用举例：用Mu1 tisim对时序逻辑电路仿真理论教学课时：10学时实验教学课时：2学时教学方法与设计：时序逻辑电路的组成单元是双稳态触发器，由此引出双稳态能发器的概念，分别介绍R-S触发器、J-K触发器、D触发器工作原理和逻辑状态表。为了应用方便，常将不同逻辑功能的触发器相互转换，介绍触发器间转换的原理和方法。简单介绍寄存器的基本原理及其应用。结合例题重点学习时序逻辑电路的分析方法，按照时序电路的分析过程分别分析二进制计数器 ,十进制计数器和任意进制计数器的逻辑功方面加深了对时序电路分析方法的掌握方面也了解了计数器的逻辑功能和工作原理。第13章脉冲波形的产生与整形教学目的：掌握555电路的构成和各引脚功能：熟悉常用555电路的应用电路的构成和工作原理。教学重点：555电路各引脚功能，555电路的实际应用教学难点：555电路的实际应用。教学内容：概述：555定时器及其应用：应用举例理论教学课时：2学时实验教学课时：0学时