【文章內容簡介】 中的某些最重要的新裝置、新系統(tǒng)和新技術將來自這些領域。 電氣工程與自動化專業(yè)本科培養(yǎng)方案：專業(yè)培養(yǎng)目標：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，能夠從事與電氣工程有關的規(guī)劃、設計、建設、系統(tǒng)調度運行維護、自動控制及保護、電力電子技術、信息處理、實驗分析、研制開發(fā)以及電子與計算機技術應用等領域工作的寬口徑符合型高級技術人才。專業(yè)特色和培養(yǎng)要求：本專業(yè)是按國家教育部工程類引導性專業(yè)目錄設置的寬口徑專業(yè)，主要特色是電氣工程與自動化相結合、強電與弱電相結合、電工技術與電子技術子技術相結合、電相結合、電工技術與電子技術相結合、軟件與硬件相結合、理論研究與技術應用相結合、理論與實踐結合，培養(yǎng)各行業(yè)需要的強弱電兼顧的復合型高級人才。學生主要掌握電工理論、電子學、控制理論、電氣工程基礎、高電壓技術、電力系統(tǒng)運行與控制、信息和通信技術以及計算機應用等方面較寬廣的工程技術基礎和一定的專業(yè)知識，掌握一定人文社會和經濟管理知識。要求學生具備電氣工程技術分析、系統(tǒng)運行與控制技術的基本能力，具有較強的創(chuàng)新意識。 對學習影響的一些因素①智力因素②學習的目的性學習方法環(huán)境因素經濟條件 學習方法①確立目標、激發(fā)動機②調控心理、優(yōu)化心境③科學用腦、提高效率④及時復習、增強記憶⑤科學運籌、巧用時間 2 電磁學理論的建立與通信技術的進步自從牛頓奠定理論物理學的基礎以來，物理學的公理基礎的最偉大變革，是由法拉第和麥克斯韋在電磁現象方面的工作所引起的?！獝垡蛩固箽v史：英國：1600年，吉爾伯特發(fā)現天然磁石摩擦鐵棒，能使鐵棒磁化。德國：1663年，物理學家蓋利克研制出摩擦起電的簡單機器。英國：1729年，學者格雷發(fā)現電可以沿金屬導線傳輸。法國：1733年，化學家杜菲發(fā)現電有兩種：“玻璃電”和“琥珀電（松香電）”。后來總結出“同性相斥，異性相吸”的規(guī)律。荷蘭：1745年，萊頓大學馬森布羅克教授研制出貯電瓶—萊頓瓶。美國：1747年，富蘭克林提出具有兩種帶電狀態(tài)的單一流體來描述電流。后來發(fā)明了避雷針；提出電荷守恒。1785年，法國物理學家?guī)靵?Charles Augustin de Coulomb, 17361806)的研究為電和磁的研究開辟了新方向。他是磁和電的研究先驅者，制定了庫侖定律。庫侖定律是電學發(fā)展史上的第一個定量規(guī)律，它使電學的研究從定性進入定量階段，是電學史中的一個重要的里程碑。庫侖是18世紀一位學識淵博的法國物理學家，也是當時歐洲最好的工程師之一。他善于設計精巧的實驗，進而取得精確數據，找出數據變化的規(guī)律，揭示運動的基本法則。1780年，加法尼，意大利生理學家和內科醫(yī)生。他從動物組織對電流的反應開始研究化學作用而不是靜電產生的電流。這種動物組織與兩種不同金屬接觸所產生的反應現在稱為“電療”。1799年，意大利物理學家伏特發(fā)明電容器(condenser)；1800年發(fā)明了第一塊電池。 電流磁效應的研究：1丹麥哥本哈根大學物理學教授奧斯特一直相信電、磁、光、熱等現象相互存在內在的聯(lián)系。v 電流的磁效應研究結果：在通電導線的周圍，發(fā)生一種“電流沖擊”。磁性物質或磁性粒子受到這些沖擊時，阻礙它穿過，于是就被帶動，發(fā)生了偏轉；“電流沖擊”是沿著以導線為軸線的螺旋線方向傳播的。v 法國數學家、物理學家安培發(fā)現了兩個載流導體相互作用力的規(guī)律：電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引；電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。還對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了詳細分析。v 德國物理學家歐姆他在法國數學家傅里葉的熱傳導理論的啟發(fā)下進行電學研究。傅里葉用數學方法建立了熱傳導定律。歐姆認為電流現象與此類似，猜想導線中兩點間的電流也許正比于兩點間的某種推動力之差。歐姆稱這種力為電張力。這實際上是電壓。v 德國數學家和物理學家高斯。1832年，他改進和推廣了庫侖定律的公式，并且提出了測量磁強度的實驗方法。他和韋伯合作，建立了電磁學中的高斯單位制；發(fā)明了電磁鐵電報機；繪制出世界第一張地球磁場圖。v v v 法拉第發(fā)現電磁感應亨利、楞次對電磁感應的研究 麥克斯韋建立電磁場理論 v 赫茲發(fā)現電磁波 電工技術與理論的發(fā)展第一次技術革命（始于18世紀下半葉）基礎：牛頓力學；主要標志：蒸汽機 應用：機器制造、采礦、鐵路、冶金、紡織 第二次技術革命（始于19世紀下半葉）基礎：電磁學原理、電路原理、化工原理，力學等；主要標志：電力、鋼鐵、化工；汽車、飛機、通訊 應用：電氣工程、電子信息、通信、自動控制 化工、鋼鐵等領域第三次技術革命（始于20世紀中葉）基礎：電子技術、信息理論、系統(tǒng)理論、控制理論 主要標志：原子能利用、電子管、半導體、集成電路應用：電氣工程、電子信息、通信、自動控制、計算機技術、家用電器、醫(yī)療設備、化工等領域。 電工技術的初期發(fā)展1831年，法拉第發(fā)現電磁感應原理，奠定了發(fā)電機的理論基礎?？茖W的發(fā)現，引起了一場技術發(fā)明。1866年，德國物理學家西門子發(fā)明了勵磁電機，并預見：電力技術很有發(fā)展前途，它將會開創(chuàng)一個新 1879年10月，美國發(fā)明家愛迪生（Thomas Alva Edison，1847~1931）發(fā)明了電燈。1882年，愛迪生建成世界上第一座較正規(guī)的發(fā)電廠，裝有6臺直流發(fā)電機，共900馬力（1馬力=，），通過110V電纜供電，供6200盞白熾燈照明用，完成了初步的電力工業(yè)技術體系。1892年，愛迪生創(chuàng)立通用電氣公司(GE)。愛迪生象征著美國由窮變富的理想，愛迪生的一生，是美國從落后農業(yè)國向工業(yè)國過渡、從全盤照搬歐洲技術到建立美國自己的技術體系的時代。1885年意大利科學家法拉里提出的旋轉磁場原理，對交流電機的發(fā)展有重要的意義。美國發(fā)明家、工業(yè)家威斯汀豪（George Wistinghouse，1846~1914）生于紐約州的一個農業(yè)機械制造商家庭。在龍寧學院學習后，參加南北戰(zhàn)爭的北軍，在陸軍和海軍服役。1865年發(fā)明旋轉式蒸汽機而首次獲專利。1869年設立威斯汀豪空氣制動器公司（西屋空氣制動器公司），在匹茲堡建設工廠，生產鐵路制動器和鐵路信號裝置，其產品暢銷歐美。美籍南斯拉夫電氣工程師特斯拉（Nikola Tesla，1856~1943）1883年發(fā)明了世界上第一臺感應電動機。1888年發(fā)明的兩相異步特斯拉電動機和交流電力傳輸系統(tǒng)。美國采用60赫茲作為工業(yè)用電的標準頻率與他有很大關系。特斯拉出生于奧匈帝國的一個牧師家庭，具有難以置信的記憶力和對數學的理解能力。1888年他發(fā)明了兩相異步特斯拉電動機和交流電力傳輸系統(tǒng)，他的多相交流發(fā)電、輸電、配電技術也被社會接受。1890年發(fā)明高頻發(fā)電機；1891年發(fā)明特斯拉線圈（變壓器），后來被廣泛應用于無線電、電視機和其它電子設備中；1893年發(fā)明了無線電信號傳輸系統(tǒng)。特斯拉一生中擁有700多項專利。1888年，俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發(fā)明了三相交流制。次年，三相交流電由試驗到應用取得成功。不久三相發(fā)電機與電動機相繼問世，這就為三相交流電在世界上的普遍應用奠定了基礎。1891年，在德國勞芬電廠安裝了世界第一臺三相交流發(fā)電機，建成第一條三相交流送電線路。三相交流電的出現克服了原來直流供電容量小，距離 短的缺點，開創(chuàng)了遠方供電，電力除照明外，用于 電力拖動等各種用途的新局面。 v v v v v v v 1778年，伏特就提出電容的概念，導體上儲存電荷Q＝CU。1826年歐姆發(fā)表歐姆定律。1831年法拉第發(fā)表電磁感應定律。1832年亨利提出了表征線圈中自感應作用的自感系數L，即磁通Φ＝Li。俄國楞次提出：導體中由電磁感應產生的電流，也遵守歐姆定律。1845年，德國物理學家基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff, 18241887)提出電流定律和電壓定律。發(fā)展了歐姆定律，奠定了電路系統(tǒng)分析方法的基礎1853年，英國物理學家湯姆遜（William Thomson，1824～1907）采用電阻、電感和電容的串聯(lián)電路模型，分析了萊頓瓶的放電過程，并發(fā)表了“萊頓瓶的振蕩放電”論文。論文中通過分析后得出了放電過程中電流有反復振蕩并逐漸衰減的結論，還計算出振蕩頻率與R、L、C參數之間的關系，由此建立了動態(tài)電路的分析基礎。v 1853年，亥爾姆霍茲提出電路中的等效發(fā)電機原理。一個線性含有電源的一端口網絡，對外電路而言，可以簡化為一個電壓源和一個電阻的串聯(lián)電路來等效替代。v 1855年湯姆遜發(fā)表了電纜傳輸理論論文，他采用電容、電阻構成的梯形電路，來構成長距離電纜的等效電路模型，分析了電報信號經過長距離傳送所產生衰減、延遲、失真的原因。v 德國出生的美籍電氣工程師施泰因梅茨（, 1865—1923）對交流電路理論的發(fā)展作出巨大貢獻；正弦交流電路計算方法的一個重要進展，是由施泰因梅茨于1893年提出的分析交流電路的符號法（相量法）。他利用數學中的第莫威定理，用復數的模和輻角來代表有正弦量的效值（或最大值）和初相位。在相同頻率下的三角函數運算，就可以轉化為復數的代數運算了。v 1911年英國電氣工程師亥維賽德(Oliver Heaviside, 1850～1925)提出正弦交流電路中阻抗的概念，用相量法分析正弦交流電路時，阻抗也是一個復數，其實部是電阻，虛部是電抗。v 亥維賽德還提出了求解電路暫態(tài)過程的“運算法”。運算法的要點是將描述動態(tài)電路的微分方程，變換成為相應的代數方程，然后求解代數方程，最后由代數方程的解對應找出原微分方程的解。這一方法也稱為積分變換法。v 數學中的積分變換法是由法國著名的數學家、力學家和天文學家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace，1749～1827年)于1779年首先提出來的，人們習慣稱之為拉普拉斯變換。v v v 拉普拉斯變換是將時域函數的微分方程變換成為復頻域函數的代數方程，求得代數方程的解后，通過普拉斯反變換就可求出微分方程的解。這種求解微分方程的方法在物理學、和工程學中應用廣泛。電路的暫態(tài)過程分析也使用這種方法。傅里葉（Jean Baptiste Joseph Fourier17681830），法國數學家及物理學家。主要貢獻是在研究熱的傳播時創(chuàng)立了一套數學理論，對19 世紀數學和理論物理學的發(fā)展產生深遠影響。傅里葉級數（即三角級數）、傅里葉分析等理論均由此創(chuàng)始。v 20世紀初，由于通訊技術的興起，促進了電網絡理論的研究。1920年，坎貝爾與瓦格納研究了梯形結構的濾波電路。1923年，坎貝爾還提出了濾波器的設計方法。v v 1924年，福斯特提出了電感、電容二端網絡的電抗定理。此后便建立了由給定頻率特性而設計電路的電網絡綜合理論。在電子管問世以后，電子電路分析的理論迅速發(fā)展。1932年瑞典科學家奈奎斯特提出了由反饋電路的開環(huán)傳遞函數的頻率特性，來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據。v 1945年，美國伯德出版了《網絡分析和反饋放大器》一書，書中總結了負反饋放大器的原理，由此形成了分析線性電路、控制系統(tǒng)的頻域分析方法，并獲得了廣泛應用。v 20世紀中期以后電子計算機的出現，為電工理論的應用提供了強有力的工具。電網絡的計算機輔助分析、計算機輔助設計應運而生。電工理論與其他學科的理論相互借鑒，繼續(xù)在新的技術進步中共同發(fā)展。電磁場理論的建立v v v v v v v 19世紀中期已經有了關于靜電現象的庫侖定律、關于電流和磁場關系的安培環(huán)路定律和法拉第電磁感應定律(三大定律)。1846年法拉第發(fā)表了一篇論文，設想光是力線振動的表現。他的這些論斷，由英國科學家麥克斯韋所繼承。麥克斯韋在1856年發(fā)表“論法拉第力線”一文，對力線進行了嚴格的數學描述；1861年麥克斯韋發(fā)表的“論物理力線”的重要論文中提出了電位移的概念，并稱電位移矢量的時間導數為“位移電流”密度。1864年麥克斯韋發(fā)表了“電磁場的動力學”論文，描述電磁場的空間分布和時間變化規(guī)律，提出了電磁場的基本方程組。1887年赫茲用實驗證明了電磁波的存在，使麥克斯韋的預言得到證實。他的電磁場理論具有相當普遍的意義，成為電工技術、無線電技術的基本依據。50年代以來，由于電子計