【正文】 換電壓、分配電能。3電氣系統(tǒng)：電氣系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)，勵磁系統(tǒng)，廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。按發(fā)電方式分為：汽輪機(jī)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電，火電機(jī)組既供電又供熱的“熱電聯(lián)產(chǎn)”火力發(fā)電廠的三大系統(tǒng) 1燃燒系統(tǒng)包括鍋爐的燃燒部分和輸煤，除灰和煙氣排放系統(tǒng)等,燃燒系統(tǒng)的功能是將煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能，把鍋爐里的水加熱變?yōu)檎羝?。即努力調(diào)整負(fù)荷曲線，提高設(shè)備利用率，合理利用各種動力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。各種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移需通過不同控制手段來實現(xiàn)。其中，正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài)；異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。為確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運行，必須在不同層次上按技術(shù)要求配置各類自動控制裝置與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的功能：一次能源轉(zhuǎn)化成電能，將電能輸送到負(fù)荷中心，再由配電變電站向用戶供電或直接分配到大用戶，由大用戶的配電裝置為用戶進(jìn)行供電。為保持電網(wǎng)電壓在一定的水平和電網(wǎng)穩(wěn)定，必須保持無功功率的平衡。在功率因數(shù)較低或無功功率變化較大的局部地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行無功補(bǔ)償 控制污染：對于一些生產(chǎn)工藝落后而嚴(yán)重污染環(huán)境、高耗能的小型機(jī)組予以關(guān)閉，以達(dá)到“節(jié)能減排”的目的。力求經(jīng)濟(jì)：目前，我國電力生產(chǎn)仍以火電為主，如果發(fā)電煤耗平均下降lg/kWh，按2004年的發(fā)電量計算，全年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤200多萬噸。保持這種系統(tǒng)的正常運行，對其進(jìn)行管理、調(diào)度、監(jiān)控，就形成了包括許多技術(shù)部門的龐大的產(chǎn)業(yè)體系。早期的電力線路中只裝有簡單的熔斷器、避雷器。用公式表示如下：一次電壓/二次電壓=一次線圈/二次線圈；一次側(cè)的功率=二次側(cè)的功率 斷路器斷路器(英文名稱:circuitbreaker，circuit breaker)是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置。燃料電池分類：堿性燃料電池（AFC）磷酸型燃料電池(PAFC)熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)固體高分子型（對稱質(zhì)子交換膜）燃料電池(PEFC/PEMFC)直接甲醇型燃料電池（DMFC）垃圾發(fā)電3項關(guān)鍵技術(shù)：垃圾焚燒爐的設(shè)計、制造和管理；垃圾的質(zhì)量管理；對焚燒爐溫度和蒸汽產(chǎn)量的控制 變壓器變壓器的最基本形式，包括以電感方式耦合在一起的兩組線圈。地?zé)崮埽旱責(zé)崮芫褪堑厍騼?nèi)部的熱釋放到地表的能量。 電能利用的發(fā)展歷程火力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成：燃燒系統(tǒng)，汽水系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)水力發(fā)電的類型：1流水式水利發(fā)電：大坡度河川上修壩，取水口水借助落差驅(qū)動水輪機(jī)2調(diào)整式水利發(fā)電：建設(shè)調(diào)整水庫（溪谷）能夠存儲一天的容量來調(diào)節(jié)發(fā)電3水庫式水力發(fā)電：建設(shè)大型水庫、存儲洪水、豐水，枯水期補(bǔ)給發(fā)電4揚水式水力發(fā)電：用谷期多余電量抽下部水庫水到島上部水庫，峰期發(fā)電；核反應(yīng)堆類型：壓水堆，重水堆，沸水堆，石墨沸水堆，石墨氣冷堆，高溫氣冷堆，快中子增殖堆；；潮汐能發(fā)電：利用海水漲落及其所造成的水位差來推動水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)來發(fā)電，其發(fā)電原理與一般的水力發(fā)電差不多。等離子體；發(fā)生電離(無論是部分電離還是完全電離)的氣體稱之為等離子體(或等離子態(tài))。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡稱激光。 激光技術(shù)：“受激輻射”基于偉大的科學(xué)家愛因斯坦在1916年提出的一套全新的理論。v v 控制系統(tǒng)主要由控制器和控制對象兩大部分構(gòu)成。第三次技術(shù)革命（始于20世紀(jì)中葉）基礎(chǔ)：電子技術(shù)、信息理論、系統(tǒng)理論，控制理論主要標(biāo)志：新能源利用、電子管、半導(dǎo)體、集成電路、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用 自動控制技術(shù)v 自動控制是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置，對生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、目標(biāo)要求等進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)與控制，使之按照預(yù)定方案達(dá)到要求的指標(biāo)。50年代以來，由于電子計算機(jī)的發(fā)展，有了求數(shù)值解的有力手段，擴(kuò)大了可以進(jìn)行計算的問題的范圍，電路仿真技術(shù)（proteus 、PSpice）、電磁場仿真技術(shù)（ANSYS、Ansoft）也逐步推廣使用。1887年赫茲用實驗證明了電磁波的存在，使麥克斯韋的預(yù)言得到證實。麥克斯韋在1856年發(fā)表“論法拉第力線”一文，對力線進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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(dǎo)數(shù)為“位移電流”密度。1846年法拉第發(fā)表了一篇論文，設(shè)想光是力線振動的表現(xiàn)。電工理論與其他學(xué)科的理論相互借鑒，繼續(xù)在新的技術(shù)進(jìn)步中共同發(fā)展。v 20世紀(jì)中期以后電子計算機(jī)的出現(xiàn)，為電工理論的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的工具。1932年瑞典科學(xué)家奈奎斯特提出了由反饋電路的開環(huán)傳遞函數(shù)的頻率特性，來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。此后便建立了由給定頻率特性而設(shè)計電路的電網(wǎng)絡(luò)綜合理論。1923年，坎貝爾還提出了濾波器的設(shè)計方法。v 20世紀(jì)初，由于通訊技術(shù)的興起，促進(jìn)了電網(wǎng)絡(luò)理論的研究。主要貢獻(xiàn)是在研究熱的傳播時創(chuàng)立了一套數(shù)學(xué)理論，對19 世紀(jì)數(shù)學(xué)和理論物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。電路的暫態(tài)過程分析也使用這種方法。v v v 拉普拉斯變換是將時域函數(shù)的微分方程變換成為復(fù)頻域函數(shù)的代數(shù)方程，求得代數(shù)方程的解后，通過普拉斯反變換就可求出微分方程的解。這一方法也稱為積分變換法。v 亥維賽德還提出了求解電路暫態(tài)過程的“運算法”。在相同頻率下的三角函數(shù)運算，就可以轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)的代數(shù)運算了。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(xiàn)；正弦交流電路計算方法的一個重要進(jìn)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）。一個線性含有電源的一端口網(wǎng)絡(luò)，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。論文中通過分析后得出了放電過程中電流有反復(fù)振蕩并逐漸衰減的結(jié)論，還計算出振蕩頻率與R、L、C參數(shù)之間的關(guān)系，由此建立了動態(tài)電路的分析基礎(chǔ)。1845年，德國物理學(xué)家基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff, 18241887)提出電流定律和電壓定律。1832年亨利提出了表征線圈中自感應(yīng)作用的自感系數(shù)L，即磁通Φ＝Li。1826年歐姆發(fā)表歐姆定律。三相交流電的出現(xiàn)克服了原來直流供電容量小，距離 短的缺點，開創(chuàng)了遠(yuǎn)方供電，電力除照明外，用于 電力拖動等各種用途的新局面。不久三相發(fā)電機(jī)與電動機(jī)相繼問世，這就為三相交流電在世界上的普遍應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。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。1890年發(fā)明高頻發(fā)電機(jī)；1891年發(fā)明特斯拉線圈（變壓器），后來被廣泛應(yīng)用于無線電、電視機(jī)和其它電子設(shè)備中；1893年發(fā)明了無線電信號傳輸系統(tǒng)。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(shù)學(xué)的理解能力。1888年發(fā)明的兩相異步特斯拉電動機(jī)和交流電力傳輸系統(tǒng)。1869年設(shè)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(shè)工廠，生產(chǎn)鐵路制動器和鐵路信號裝置，其產(chǎn)品暢銷歐美。在龍寧學(xué)院學(xué)習(xí)后，參加南北戰(zhàn)爭的北軍，在陸軍和海軍服役。1885年意大利科學(xué)家法拉里提出的旋轉(zhuǎn)磁場原理，對交流電機(jī)的發(fā)展有重要的意義。1892年，愛迪生創(chuàng)立通用電氣公司(GE)。1866年，德國物理學(xué)家西門子發(fā)明了勵磁電機(jī)，并預(yù)見：電力技術(shù)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。 電工技術(shù)的初期發(fā)展1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理，奠定了發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)。他和韋伯合作，建立了電磁學(xué)中的高斯單位制；發(fā)明了電磁鐵電報機(jī)；繪制出世界第一張地球磁場圖。v 德國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家高斯。歐姆稱這種力為電張力。傅里葉用數(shù)學(xué)方法建立了熱傳導(dǎo)定律。還對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了詳細(xì)分析。磁性物質(zhì)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(zhuǎn)；“電流沖擊”是沿著以導(dǎo)線為軸線的螺旋線方向傳播的。 電流磁效應(yīng)的研究：1丹麥哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授奧斯特一直相信電、磁、光、熱等現(xiàn)象相互存在內(nèi)在的聯(lián)系。這種動物組織與兩種不同金屬接觸所產(chǎn)生的反應(yīng)現(xiàn)在稱為“電療”。1780年，加法尼，意大利生理學(xué)家和內(nèi)科醫(yī)生。庫侖是18世紀(jì)一位學(xué)識淵博的法國物理學(xué)家，也是當(dāng)時歐洲最好的工程師之一。他是磁和電的研究先驅(qū)者，制定了庫侖定律。后來發(fā)明了避雷針；提出電荷守恒。荷蘭：1745年，萊頓大學(xué)馬森布羅克教授研制出貯電瓶—萊頓瓶。法國：1733年，化學(xué)家杜菲發(fā)現(xiàn)電有兩種：“玻璃電”和“琥珀電（松香電）”。德國：1663年，物理學(xué)家蓋利克研制出摩擦起電的簡單機(jī)器。 對學(xué)習(xí)影響的一些因素①智力因素②學(xué)習(xí)的目的性學(xué)習(xí)方法環(huán)境因素經(jīng)濟(jì)條件 學(xué)習(xí)方法①確立目標(biāo)、激發(fā)動機(jī)②調(diào)控心理、優(yōu)化心境③科學(xué)用腦、提高效率④及時復(fù)習(xí)、增強(qiáng)記憶⑤科學(xué)運籌、巧用時間 2 電磁學(xué)理論的建立與通信技術(shù)的進(jìn)步自從牛頓奠定理論物理學(xué)的基礎(chǔ)以來，物理學(xué)的公理基礎(chǔ)的最偉大變革，是由法拉第和麥克斯韋在電磁現(xiàn)象方面的工作所引起的。學(xué)生主要掌握電工理論、電子學(xué)、控制理論、電氣工程基礎(chǔ)、高電壓技術(shù)、電力系統(tǒng)運行與控制、信息和通信技術(shù)以及計算機(jī)應(yīng)用等方面較寬廣的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識，掌握一定人文社會和經(jīng)濟(jì)管理知識。 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(biāo)：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(guān)的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、系統(tǒng)調(diào)度運行維護(hù)、自動控制及保護(hù)、電力電子技術(shù)、信息處理、實驗分析、研制開發(fā)以及電子與計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑符合型高級技術(shù)人才。②電氣工程與物理科學(xué)間的緊密聯(lián)系與交叉仍然是今后電氣工程學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵，并且將拓寬到生物系統(tǒng)、光子學(xué)、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。二：電氣工程學(xué)科下屬的二級學(xué)：電機(jī)與電器，電力系統(tǒng)及其自動化，高電壓與絕緣技術(shù)電力電子與電力傳動，電工理論與新技術(shù)，脈沖功率與等離子技術(shù)ΔS 三：電氣工程學(xué)科的特點覆蓋面廣，理論體系逐漸完善，工程實踐成功，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V 電氣工程學(xué)科的發(fā)展趨勢①信息技術(shù)對電氣工程的發(fā)展具有特別大的支配性影響。4電氣工程學(xué)科的主要任務(wù)是研究電磁現(xiàn)象的規(guī)律及應(yīng)用有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)及工程技術(shù)的綜合。社會科學(xué)：哲學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等。按研究對象的不同可分為自然科學(xué)、社會科學(xué)和思維科學(xué)。通過這一個學(xué)期電氣工程概論這門課程的學(xué)習(xí)，使我們認(rèn)識到本專業(yè)的性質(zhì)、特點、發(fā)展以及所學(xué)技術(shù)的作用和地位，了解與本專業(yè)相關(guān)行業(yè)的工程現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，了解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格、基本要求、課程體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)計劃安排和教學(xué)內(nèi)容，樹立正確的專 業(yè)思想和學(xué)習(xí)觀，了解本專業(yè)各階段的學(xué)習(xí)要求、重點、要點和學(xué)習(xí)方法，積極引導(dǎo)我們專業(yè)入門，為我們打開大學(xué)學(xué)習(xí)之門，使我們在大學(xué)時代能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)主動性、積極性與創(chuàng)造性，從而成為大學(xué)時代學(xué)習(xí)的真正主人。我國的工業(yè)化還沒有完全實現(xiàn),世界信息化的浪潮就已經(jīng)到來,我們不可能跨越工業(yè)化去實現(xiàn)信息化,工業(yè)自動化就是信息化和工業(yè)化的結(jié)合點,我們將密切關(guān)注國內(nèi)外電氣自動化先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢,結(jié)合國內(nèi)實際情況繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的前提下為我國的電氣自動化事業(yè)的跨越式發(fā)展作出貢獻(xiàn)。電氣自動化用于工業(yè)控制系統(tǒng)，例如一條設(shè)備怎樣運行才能保證它能正常生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，現(xiàn)代工業(yè)不是全人工，靠人來操作，卻是由機(jī)器來制作，啟動機(jī)器，就會自己運行下去，機(jī)器之所以能自動運行，就是電氣自動化，所謂電氣自動化，就是利用繼電器、感應(yīng)器等電氣元件實現(xiàn)順序控制、時間控制的過程。電力是發(fā)展生產(chǎn)和提高人類生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，電力的應(yīng)用在不斷深化和發(fā)展，電氣工程應(yīng)用化是國民經(jīng)濟(jì)和人民生活現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。數(shù)據(jù)添加和整理工作結(jié)束后,要對中心管理機(jī)和其他通訊管理機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊配置,以便系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)工作,傳送正確數(shù)據(jù)。一個成功的自動化系統(tǒng)離不開通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,這一項新的高科技技術(shù)必將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)管理的改革,更加促進(jìn)我國電氣自動化的發(fā)展。當(dāng)然,因為信息化和管理自動化的基礎(chǔ)都是計算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù),所以他們的核心技術(shù)是相同的,所以發(fā)展工業(yè)自動化技術(shù)可以促進(jìn)電氣工業(yè)化的實現(xiàn),也可以帶動信息化的發(fā)展。因此,電氣工業(yè)自動化作為我國實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的大政方針,必須成為我國行業(yè)的重中之重。所以,工業(yè)自動化就是將信息化和工業(yè)化一起發(fā)展。伴隨著我國工業(yè)化的到來,信息化時代已經(jīng)先一步到達(dá),如果我們沒有實現(xiàn)工業(yè)化,那信息化就更不可能 完成,因為信息和工業(yè)化有著密不可分的關(guān)系。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,要用各種自動化設(shè)備來監(jiān)視和控制整個生產(chǎn)過程,使各個設(shè)備能夠在工作