中央电大 电工电子技术由李西平主讲

         电工电子技术课程是数控技术专业必修的一门技术基础课，其内容由电路基础、电机与继电接触控制、电子技术三部分组成。

　　通过本课程的学习，使学生掌握数控技术专业所必需的电工电子技术的基本理论知识和基本实践技能，并能运用所学知识和技能解决生产岗位上有关电工电子技术应用方面的一般问题。同时，为后续有关课程的学习打下基础。

电工电子技术课程教学大纲

第一部分　大纲说明

　　一、课程性质、目的和任务

　　电工电子技术课程是数控技术专业必修的一门技术基础课，其内容由电路基础、电机与继电接触控制、电子技术三部分组成。通过本课程的学习，使学生掌握数控技术专业所必需的电工电子技术的基本理论知识和基本实践技能，并能运用所学知识和技能解决生产岗位上有关电工电子技术应用方面的一般问题。同时，为后续有关课程的学习打下基础。

　　二、课程的教学基本要求

　　1．理解分析计算电路的基本定律——基尔霍夫定律，能够运用支路电流法、叠加定理、戴维南定理分析和计算简单直流电路。

　　2．理解正弦量的几种表示方式（三角函数式、波形图、相量式和相量图）和特点，能

　　够运用相量法计算简单的串、并联交流电路。

　　3．学会三相负载的连接方法并能计算对称三相电路。

　　4．理解三相异步电动机的工作原理、特点及运行性能，并具有初步使用的能力（起动、

　　制动、调速）。

　　5．了解直流电动机、控制电机（伺服电动机、步进电动机）的工作原理及性能。

　　6．掌握常用半导体器件（二极管、三极管）、集成电路的功能、外特性和基本使用方

　　法。

　　7．理解组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本分析方法和典型应用。

　　8．学会一般电子元器件的测试方法和电子线路的读图方法、故障判断与维修以及常用

　　电工仪器、仪表的使用方法。

　　三、与相关课程的衔接、配合、分工

　　电工电子技术是数控技术专业唯一的一门电学基础知识课程，集电路基础、电机、继电接触控制、模拟电路和数字电路为一体，为后续课程的学习奠定了基础。

　　电工电子技术直接与本专业核心课程数控机床电气控制衔接。虽然可编程控制器技术的应用已经十分广泛，但考虑到目前企业发展的不均衡状况以及设备应用的实际情况，适当保留了传统的机床电气控制（低压电器控制）部分。而将可编程控制器技术放在数控机床电气控制课程中讲授

　　本课程电子技术部分根据现代电子技术的发展，侧重集成电路器件的功能及外特性的讲授，从应用的角度出发，以符合后续课程学习的需要为准。

　　四、课程教学要求的层次

　　本课程教学要求中，所列内容按了解、理解、掌握三个基本层次要求。

　　了解：对教学内容达到一般认知的要求。

　　理解：对教学内容涉及到的基本概念、基本理论和基本分析方法达到领会的要求。

　　掌握：对教学内容涉及到的基本理论、基本分析方法以及技能达到运用的要求。

第二部分　媒体使用与教学过程建议

　　一、课程教学总时数和学分

　　本课程4学分，课内学时为72学时，开设一学期。

　　二、教学媒体及其相互关系

　　除网络教学资源外，本课程的教学媒体由文字教材、学习光盘（CAI课件）、录象课、IP课件组成。

　　1．文字教材

　　文字教材是主要的教学媒体，为适应电大远程开放办学的需要并结合本课程的特点，文字教材的编写采取如下措施：

　　（1）本课程实践性强、覆盖面广的特点使其成为工科类众多专业通用的技术基础课。因此，为了能够适应多专业的需要，本课程的教材建设采取以知识内容的组合为基础的模块化课程建设方式。模块化结构相对独立又相互关联，可拆拼组合适应不同专业的需要。本课程设置电路分析基础、电工技术基础、电子技术基础三个内容模块。

　　（2）为了增强导学作用，文字教材各章前设置“导言”、“知识结构图”；各节前设置“学习目标”；各章后设置“小结”、“本章主要技术术语、概念”等内容。此外，鉴于文字教材与教学光盘合一化设计，文字教材需以图标形式注明与教学光盘的衔接。

　　（3）为使得模块化组合形成理论学习与技能训练融为一体，将本课程的实验及实训分别

　　列入各模块，形成合一性教材。

　　（4）文字教材引入电路仿真软件（TinaPro）的应用。Tina Pro是目前国内唯一的具有中文界面的电路仿真软件。利用它可以在微机屏幕上组装完整的电路原理图，从而进行测试、调试、曲线显示、分析、计算以及设计等。作为教学辅助手段，电路仿真软件的应用可以有效地提高教学效果。

　　2．学习光盘

　　本课程学习光盘作为文字教材的第二重要媒体，应与文字教材进行统一的教学设计，内容包括视频授课模块、虚拟仿真模块、自我检测模块等三个模块。

　　视频授课模块针对文字教材中难以表述清楚的教学内容，运用多种媒体形象化教学手段来讲授，如图片、影像资料、实物演示、动画等。二者编排有机结合，在文字教材引领的前提下，体现综合教学效应。

　　虚拟仿真模块针对文字教材中的实验教学内容，通过虚拟工程情境的创设，呈现基于工作过程的任务驱动式的虚拟实操训练。此模块包括演示实验和虚拟实验，将视具体教学要求设置。

　　自我检测模块循序学习进度，围绕知识点的分布，从考试题型、考核时间、评分标准等几方面模拟实际考试，以期达到在全面检查学习效果的同时，提高应试能力。

　　学习光盘中的视频授课模块和虚拟仿真模块亦将引入电路仿真软件（TinaPro）的应用。目前，在工程实际中运用电路仿真软件已经相当普遍。应用电路仿真软件不仅可以大大促进教学，而且贴近工程实际对激发学生学习的兴趣是十分有益的。

　　学习光盘将以书配盘的方式发行。鉴于远程教学环境下，电大在职成人学习者受诸多学习环境和条件的束缚，书配盘方式为他们开展自主学习提供了便利。

　　3．录像课

　　以录像带或DVD光盘为媒体的录像课是该课程主讲教师与学生直接沟通的重要渠道。录像课围绕基本教学内容以系统讲授的方式展开。讲授遵循教学进程，将多种信息化教学手段的运用与教学内容的特点结合起来，突出工程实践的应用，体现学以致用。

　　4．IP课件

　　IP课件是本课程教学的辅助媒体。IP课件按章节针对教学的重点、难点内容，在归纳、总结的基础上，以综合练习题分析解答的方式给予讲解。综合练习题将教学内容与工程实际问题结合起来，对于较为复杂的问题给出思维导图，目的是提高学生分析问题和解决问题的能力。

　　三、考核说明

　　考试是对教与学的重要验收方式之一。学生必须完成必做作业和实验、实训后，才能参加考试。考试符合教学大纲要求、形式多样、突出重点、难易适中。期末考试由中央电大统一命题，并执行统一的评分标准。本课程采用命题考试方式，形成性考核作业及实验占总成绩的30%。

　　四、学时分配

第三部分　教学内容与教学要求

　　绪论：

　　本课程的性质、任务、主要内容概述

　　学习方法简介、学习中应注意的要点

　　模快1　电路分析基础

　　一、电路的基本概念、定律和分析方法

　　教学内容：

　　1．电路的组成、作用、模型

　　2．电路的主要物理量

　　3．电路的基本元件及其伏安特性

　　4．电路的等效变换

　　5．基尔霍夫定律

　　6．电路的基本分析方法（支路电流法、叠加定理、戴维南定理）

　　7．最大功率传输定理

　　*8．含受控源电路简介

　　9．换路定律及电路过渡过程分析（一阶RC电路、一阶RL电路、一阶电路的全响应）

　　10．直流电路仿真分析实例

　　直流电路实验及技能训练

　　（1）万用表使用及元件识别与检测

　　（2）验证戴维南定理及电路最大功率传输的条件

　　（3）电子闪光灯电路分析

　　教学要求：

　　1．理解电路模型、理想电路元件的物理性质以及电压、电流参考方向的意义

　　2．理解实际电源两种模型等效变换的方法

　　3．理解基尔霍夫定律，能够运用支路电流法、叠加定理分析一般电路

　　4．掌握戴维南定理分析电路的基本方法

　　5．理解电路最大功率传输的意义

　　6．理解换路定律，了解电路过渡过程的分析方法

　　7．了解应用电路仿真软件分析直流电路的方法

　　二、正弦交流电路

　　教学内容：

　　1．正弦交流电的瞬时表示法

　　2．正弦交流电的相量表示法

　　3．电阻、电容、电感元件的交流伏安特性

　　4．阻抗概念与正弦交流电路的相量分析法

　　5．正弦交流电路的功率和功率因数

　　6．电路的谐振分析

　　*7．非正弦交流电路的概念

　　8．三相交流电源及三相负载的连接

　　9．三相电路的功率

　　10．交流电路仿真分析实例

　　正弦交流电路实验及技能训练

　　（1）RLC串联谐振电路的特性分析

　　（2）日光灯照明电路及功率因数的提高

　　（3）家庭电源系统的接线

　　教学要求：

　　1．理解正弦交流电的三要素、相位差、有效值及相量表示方法

　　2．掌握用相量法计算简单正弦交流电路的方法

　　3．理解正弦交流电路瞬时功率的概念以及有功功率、无功功率、视在功率的含义

　　4．理解提高功率因数的意义

　　5．了解串联谐振和并联谐振的条件及特征

　　6．理解三相四线制中线的作用，掌握负载的正确连接

　　7．理解对称三相电路中电压、电流及功率的计算方法

　　8．了解应用电路仿真软件分析正弦交流电路的方法

　　模块2　电工技术基础

　　一、磁路与变压器

　　教学内容：

　　1．磁场的基本物理量和磁性材料的磁性能

　　2．磁路基本定律

　　3．变压器的用途、结构及工作原理（变电压、变电流、变阻抗）

　　4．特殊用途变压器简介

　　5．变压器的使用与维护

　　6．变压器功能仿真测试

　　教学要求：

　　1．了解磁路及其基本定律

　　2．理解变压器的工作原理，掌握变压器变电压、变电流、变阻抗的计算

　　二、异步电动机及其控制线路

　　教学内容：

　　1．三相异步电动机的结构与工作原理

　　2．三相异步电动机的电磁转矩与机械特性

　　3．常用低压控制电器

　　4．三相异步电动机技术数据及选用

　　5．三相异步电动机的起动、调速和制动

　　6．三相异步电动机的控制线路（行程控制、时间控制）

　　7．其它电动机简介（单相异步电动机、直流电动机、控制电机）

　　8．安全用电常识

　　9．异步电动机控制线路仿真组装与调试

　　电机控制实验及技能训练

　　（1）三相异步电动机的拆装、维护与检修

　　（2）低压控制电器的识别与电动机的点动、长动控制

　　（3）三相鼠笼异步电动机的正反转控制

　　教学要求：

　　1．理解三相异步电动机的工作原理和机械特性，了解结构特点和铭牌数据的含义，掌握正确使用的方法

　　2．了解伺服电动机、步进电动机的工作原理

　　3．理解常用低电控制电器的功能，理解继电—接触器控制电路的行程控制和时间控制的方法

　　4．能读懂常用的控制电路原理图，掌握正确的连线操作

　　模块3　电子技术基础

　　一、半导体器件及其应用

　　教学内容：

　　1．二极管的结构特点及单向导电性

　　2．几种常用二极管的应用

　　2-1　整流二极管的应用

　　2-2　稳压二极管的应用

　　2-3　开关二极管的应用

　　2-4　变容二极管的应用

　　3．三极管的基本结构和电流放大作用

　　4．三极管放大电路

　　4-1　基本放大电路

　　4-2　射极输出器

　　5．场效应管及其应用

　　6．晶闸管及其应用

　　7．三极管放大电路仿真分析与调试

　　半导体器件及其应用实验及技能训练

　　1．二极管、三极管识别与检测

　　2．单级放大电路的测试与调整

　　教学要求：

　　1．理解二极管的工作原理，了解其主要参数

　　2．理解稳压二极管的稳压作用及电路工作原理

　　3．了解桥式整流电路的工作原理和特点

　　4．理解三极管的电流放大作用、特性曲线，了解其主要参数

　　5．了解基本放大电路的组成及各元件的作用

　　6．理解共射单管放大电路的工作原理，掌握估算电压放大倍数的方法。理解失真的概念

　　7．理解射极输出器的特点和应用

　　8．了解场效应管、晶闸管的结构、原理和应用

　　9．了解三极管放大电路仿真分析与调试的方法

　　二、集成运算放大器及其应用

　　教学内容：

　　1．集成运放的基本特性

　　2．集成运放的内部组成

　　2-1　差动放大电路

　　2-1　功率放大电路

　　3．放大电路中的负反馈

　　4．集成运放的应用

　　4-1　交流放大器

　　4-2　电压比较器

　　4-3　波形发生器

　　4-4　集成稳压器

　　5．集成运放应用电路的仿真分析与调试

　　集成运放实验及技能训练

　　1．基本运算电路的特性测试

　　2．整流、滤波、稳压电路的安装测试

　　3．波形发生器的调试

　　教学要求：

　　1．理解集成运放的基本特性

　　2．了解集成运放的内部组成特点和构成原理

　　3．理解差动放大电路的工作原理

　　4．理解功率放大电路的工作原理

　　5．理解负反馈的作用及反馈类型

　　6．掌握分析理想运算放大器的基本方法

　　7．理解用集成运放组成的比例、加、减、积分和微分运算电路的工作原理

　　8．了解运放构成的电压比较器、波形发生器的工作原理及其应用

　　9．理解串联型集成稳压电路的工作原理，了解集成稳压器件的应用

　　10．了解集成运放应用电路仿真分析与调试的方法

　　三、门电路与组合逻辑电路

　　1．数制与编码、逻辑代数

　　2．集成逻辑门电路

　　3．MOS电路与TTL电路的特点

　　4．组合逻辑电路的分析方法

　　5．典型中规模组合逻辑电路（加法器、编码器、译码器）

　　6．典型中规模组合逻辑电路的电路仿真实例

　　组合逻辑电路实验及技能训练

　　（1）基本逻辑门功能测试及使用

　　（2）组合逻辑电路－译码器及其应用

　　教学要求：

　　1．了解逻辑代数的基本运算法则

　　2．掌握与、或、非三种基本逻辑代数运算方法和其对应的逻辑门电路功能

　　3．理解组合逻辑电路的特点和分析方法

　　4．了解典型中规模组合逻辑电路的电路仿真的应用方法

　　四、触发器与时序逻辑电路

　　1．常用触发器（RS触发器、D触发器、JK触发器）

　　2．触发器的应用举例

　　3．时序逻辑电路的分析方法

　　3．典型中规模寄存器及计数器电路

　　4．典型中规模寄存器及计数器电路的电路仿真实例

　　5．脉冲波形的产生与整形

　　6．数/模和模/数转换器

　　时序逻辑电路实验及技能训练

　　（1）触发器特性测试

　　（2）中规模集成计数器74161的测试

　　教学要求：

　　1．了解时序电路的特点

　　2．掌握RS、D、JK触发器的特点和逻辑功能

　　3．掌握时序电路的分析方法

　　4．理解中规模寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理

　　5．理解脉冲波形的产生与整形的电路构成及其工作原理

　　6．了解典型中规模组合逻辑电路的电路仿真的应用方法

　　7．理解数/模、模/数转换器的基本概念和工作原理