电工电子技术现状与发展

电工电子技术研究电气工程领域中电磁现象、规律及其应用的基础学科。该学科主要承担电网络、电磁场和电工新技术的理论、方法及其应用的研究任务；它既是电气工程及其相关学科的电工电子技术实训考核装置基础学科，又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。对“电气工程”学科的发展和社会进步，对二十一世纪电力工业和电工技术的发展和高级技术人才的培养具有重大的学术和技术基础的支撑作用。
     该学科在国内具有很高的学术地位和广泛的电工技术实训考核装置影响。九五期间，该学科始终关注国际上电工理论与新技术研究领域的前沿，并结合我国电力工业实际和发展需要，在电力系统电磁兼容、电磁场理论及其应用、电网络理论分析与电力信息分析、现代电磁测量、电气设备状态监测和故障诊断技术基础等研究领域开展了卓有成效的研究，并取得了一批高水平的科研成果。
     经过五年的建设，锻炼和培养了一批骨干教师队伍，形成了一支水平高、结构合理、团结而充满活力的科研教学队伍。该学科现有研究人员 48 人，其中博士生导师 7 人，教授 11 人，副教授 15 人。学术带头人 崔翔 教授是中国电机工程学会和中国电工技术学会常务理事、国际电工电子实训装置电磁场计算学会理事、IEEE 高级会员和 COMPEL( 国际电气与电气工程计算和数学学报 ) 编委，在电磁场理论及其应用、光纤传感与传输和电力系统电磁兼容等研究方面具有很高的学术造诣。
     1996 年至 2003 年，该学科共承担或完成的科研项目 60 余项，其中省部级以上项目 16 项，科研合同总经费达 890 万元，获省部级以上科技进步奖 20 余项，其中国家科技进步二等奖 1 项，省部级科技进步一等奖 1项、二等奖 12 项、三等奖 11 项，省部级优秀教学成果二等奖3项；出版专著 2 部，发表学术论文 240 余篇，其中 SCI 收录 18 篇， EI 收录 55 篇， ISTP 收录 53 篇。
     与国内同类学科相比，该学科在电工电子实训考核装置电力系统电磁兼容和电磁场理论及其应用两个研究方向具有一定的优势，是国内同类学科中唯一装备3米法电磁波暗室、电磁兼容测试系统、三维瞬态、稳态电磁场测量系统和电磁场分析系统的学科。
     该学科积极开展国际学术合作和交流，除了积极参加国际学术会议外，与日本、俄罗斯、美国、英国、澳大利亚、加拿大、瑞士等国的大学和有关科研机构建立了合作关系。互派学者访问学习、进修和讲学，开展了电工实训台国际合作研究项目，并聘请了多名本学科的国外知名专家为本学科的顾问教授。 

一、电工电子技术基本理论 

电工技术基础理论：

一、直流电路

               1、①、电路的定义: 就是电流通过的途径

                     ②、电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成

                     ③、内电路: 负载、导线、开关

                     ④、外电路: 电源内部的一段电路

               2、负载: 所有电器

               3、电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备

               4、基本物理量：电流，电压、电动势，电阻

5、①、部分电路欧姆定律: 电路中通过光机电一体化实训考核装置电阻的电流，与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 U = IR

②、全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源), 数控机床实训设备电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.

               6、电路的连接：串连、并连、混连

               7、电功

                 ①、电流所作的功叫做电功,用符号 “A”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 A = UIT =I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “J”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6MJ电功率

                      ②、电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.电功

单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力

8、电流的热效应、短路

                      ①、电流的热效应

                       定义: 电流通过导体时,由于自由维修电工实训装置电子的碰撞,电能不断的转变热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应

                       ②、短路

                          定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.

                              短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 

                                                     短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.

         保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.

二、交流电路

              1、单相交流电路

①、定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.

            ②、单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.

          ③、单相机床电气实训装置交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.

               2、交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全，价格便宜。

                 3、交流电的基本物理量: 瞬时值与最大值，周期、频率和角频率，相位、初相位、相位差

       纯电阻电路：负载的电路，其电感和电容略去不计称为纯电阻电路．

       纯电感电路：由电感组成的电路称为纯电感电路．

     纯电容电路：将电容器接在交流电源上组成的电路并略去电路中的一切电阻和电感．这种电路称为纯电容电路．

               4、三相交流电路

           ①、三相交流电的定义：在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势．这样的发电机叫三相交流发电机，发出的电叫三相交流电．每一单相称为一相．

            ②、三相交流电的特点

  转速相同，电动势相同；线圈形状、匝数均相同，可编程控制器实训考核装置电动势的最大值（有效值）相等；三个电动势之间互存相位差；eA、eB、eC为三相对称电动势．计算公式为:

eA = EmSinnt

eB = EmSin(wt-1200)

eC = EmSin(wt-2400)

  ③、电源的连接(在实际连接中)

                     星形连接　＂Y＂

     相电压：每个线圈两端的电压．相电压为220V

线电压：两条相线之间的电压．线电压为380V

 相电流：流过每一相线圈的电流．用I相表示

                     三角形连接　＂Δ＂

                     ④、三相电路的功率计算

单相有功功率：P = IU (纯电阻电路)

功率因数：衡量电器设备效率高低的一个系数．用Cosø表示．.对于纯电阻电路，Cosø = 1．对于非纯电阻电路，Cosø < 1．

单相有功功率的计算公式为(将公式一般化) P = IUCosø

三相有功功率：不论 “Y”或＂Δ＂接法,总的功率等于各相功率之和

三相总功率计算公式为 P = IAUACosø + IBUBCosø + ICUCCos = 3

三、电磁和电磁感应

               1、磁的基本知识

                       任一磁铁均有两个磁极,即N极(北极)和S极(南极).同性磁极相斥,异性磁极相吸.

               2、磁场: 受到磁性影响的区域,显示出穿越区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用;也可称汽车驾驶模拟器磁铁能吸铁的空间,称为磁场.

               3、磁材料: 硬磁材料—永久磁铁;软磁材料—电机和电磁铁的铁芯.

4、电流的磁效应

  定义: 载流导体周围存在着磁场,即电流产生教学设备磁场(电能生磁)称电流的磁效应.

  磁效应的作用: 能够容易的控制磁场的产生和消失,电动机和测量磁电式仪表的工作原理就是磁效应的作用.

通电导线(或线圈)周围磁场(磁力线)的方向判别,可用右手定则来判断:

  通电直导线磁场方向的判断方法: 用右手握住导线,大拇指指向电流方向,则其余四指所指的方向就是磁场的方向.

  线圈磁场方向的判断方法: 将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向围绕线圈,则大拇指所指的方向就是磁场方向.

  通电导线在磁场中受力的方向,用电动机左手定则确定: 伸出左手使掌心迎着磁力线,即磁力线透直穿过掌心,伸直的四指与导线中的电流方向一致,则与四指成直角的大拇指所指方向就是导线受力的方向.

               5、电磁感应

         感应实训设备电动势的产生: 当导体与磁线之间有相对切割运动时,这个导体就有电动势产生.

         磁场的磁通变化时,回路中就有电势产生,以上现象称为电磁感应现象.由电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势.由感应电动势产生的电流叫感应电流.

         自感: 由于线圈(或回路)本身电流的变化而引起线圈(回路)内产生电磁感应的现象,叫自感现象.由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势.

         互感: 在同一导体内设有两组线圈, 教学仪器电流通过一组线圈时,线圈内产生磁通并穿越线圈,而另一组则能产生感应电动势.这种现象叫做互感