【正文】 發(fā)展工業(yè)自動化技術可以促進電氣工業(yè)化的實現(xiàn),也可以帶動信息化的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術和信息技術的飛速發(fā)展,這一項新的高科技技術必將進一步促進企業(yè)管理的改革,更加促進我國電氣自動化的發(fā)展。一個成功的自動化系統(tǒng)離不開通用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對于。數(shù)據(jù)添加和整理工作結(jié)束后,要對中心管理機和其他通訊管理機進行網(wǎng)絡通訊配置,以便系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)工作,傳送正確數(shù)據(jù)。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，電力的應用在不斷深化和發(fā)展，電氣工程應用化是國民經(jīng)濟和人民生活現(xiàn)代化的重要標志。電氣自動化用于工業(yè)控制系統(tǒng)，例如一條設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，卻是由機器來制作，啟動機器，就會自己運行下去，機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、感應器等電氣元件實現(xiàn)順序控制、時間控制的過程。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,我們將密切關注國內(nèi)外電氣自動化先進技術的發(fā)展趨勢,結(jié)合國內(nèi)實際情況繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，在技術先進、經(jīng)濟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。通過這一個學期電氣工程概論這門課程的學習，使我們認識到本專業(yè)的性質(zhì)、特點、發(fā)展以及所學技術的作用和地位，了解與本專業(yè)相關行業(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、培養(yǎng)規(guī)格、基本要求、課程體系結(jié)構(gòu)、教學計劃安排和教學內(nèi)容，樹立正確的專 業(yè)思想和學習觀，了解本專業(yè)各階段的學習要求、重點、要點和學習方法，積極引導我們專業(yè)入門，為我們打開大學學習之門，使我們在大學時代能充分發(fā)揮學習主動性、積極性與創(chuàng)造性，從而成為大學時代學習的真正主人。按研究對象的不同可分為自然科學、社會科學和思維科學。社會科學：哲學、法學、經(jīng)濟學等。4電氣工程學科的主要任務是研究電磁現(xiàn)象的規(guī)律及應用有關的基礎科學、技術科學及工程技術的綜合。二：電氣工程學科下屬的二級學：電機與電器，電力系統(tǒng)及其自動化，高電壓與絕緣技術電力電子與電力傳動，電工理論與新技術，脈沖功率與等離子技術ΔS 三：電氣工程學科的特點覆蓋面廣，理論體系逐漸完善，工程實踐成功，應用領域?qū)拸V 電氣工程學科的發(fā)展趨勢①信息技術對電氣工程的發(fā)展具有特別大的支配性影響。②電氣工程與物理科學間的緊密聯(lián)系與交叉仍然是今后電氣工程學科發(fā)展的關鍵，并且將拓寬到生物系統(tǒng)、光子學、微機電系統(tǒng)等領域。 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(diào)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。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(jīng)濟管理知識。 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(jīng)濟條件 學習方法①確立目標、激發(fā)動機②調(diào)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(xiàn)象方面的工作所引起的。德國：1663年，物理學家蓋利克研制出摩擦起電的簡單機器。法國：1733年，化學家杜菲發(fā)現(xiàn)電有兩種：“玻璃電”和“琥珀電（松香電）”。荷蘭：1745年，萊頓大學馬森布羅克教授研制出貯電瓶—萊頓瓶。后來發(fā)明了避雷針；提出電荷守恒。他是磁和電的研究先驅(qū)者，制定了庫侖定律。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。1780年，加法尼，意大利生理學家和內(nèi)科醫(yī)生。這種動物組織與兩種不同金屬接觸所產(chǎn)生的反應現(xiàn)在稱為“電療”。 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(xiàn)象相互存在內(nèi)在的聯(lián)系。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”是沿著以導線為軸線的螺旋線方向傳播的。還對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了詳細分析。傅里葉用數(shù)學方法建立了熱傳導定律。歐姆稱這種力為電張力。v 德國數(shù)學家和物理學家高斯。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。 電工技術的初期發(fā)展1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應原理，奠定了發(fā)電機的理論基礎。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。1892年，愛迪生創(chuàng)立通用電氣公司(GE)。1885年意大利科學家法拉里提出的旋轉(zhuǎn)磁場原理，對交流電機的發(fā)展有重要的意義。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。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(chǎn)鐵路制動器和鐵路信號裝置，其產(chǎn)品暢銷歐美。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)。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)學的理解能力。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)。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。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。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)了遠方供電，電力除照明外，用于 電力拖動等各種用途的新局面。1826年歐姆發(fā)表歐姆定律。1832年亨利提出了表征線圈中自感應作用的自感系數(shù)L，即磁通Φ＝Li。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。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(jié)論，還計算出振蕩頻率與R、L、C參數(shù)之間的關系，由此建立了動態(tài)電路的分析基礎。一個線性含有電源的一端口網(wǎng)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 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）。在相同頻率下的三角函數(shù)運算，就可以轉(zhuǎn)化為復數(shù)的代數(shù)運算了。v 亥維賽德還提出了求解電路暫態(tài)過程的“運算法”。這一方法也稱為積分變換法。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。電路的暫態(tài)過程分析也使用這種方法。主要貢獻是在研究熱的傳播時創(chuàng)立了一套數(shù)學理論，對19 世紀數(shù)學和理論物理學的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。v 20世紀初，由于通訊技術的興起，促進了電網(wǎng)絡理論的研究。1923年，坎貝爾還提出了濾波器的設計方法。此后便建立了由給定頻率特性而設計電路的電網(wǎng)絡綜合理論。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(shù)的頻率特性，來判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。v 20世紀中期以后電子計算機的出現(xiàn)，為電工理論的應用提供了強有力的工具。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。1846年法拉第發(fā)表了一篇論文，設想光是力線振動的表現(xiàn)。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(shù)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(shù)為“位移電流”密度。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。50年代以來，由于電子計算機的發(fā)展，有了求數(shù)值解的有力手段，擴大了可以進行計算的問題的范圍，電路仿真技術（proteus 、PSpice）、電磁場仿真技術（ANSYS、Ansoft）也逐步推廣使用。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：新能源利用、電子管、半導體、集成電路、新技術的廣泛應用 自動控制技術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)、目標要求等進行自動的調(diào)節(jié)與控制，使之按照預定方案達到要求的指標。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。 激光技術：“受激輻射”基于偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出的一套全新的理論。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡稱激光。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))。 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2調(diào)整式水利發(fā)電：建設調(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：建設大型水庫、存儲洪水、豐水，枯水期補給發(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，再由水輪機帶動發(fā)電機來發(fā)電，其發(fā)電原理與一般的水力發(fā)電差不多。地熱能：地熱能就是地球內(nèi)部的熱釋放到地表的能量。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項關鍵技術：垃圾焚燒爐的設計、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。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)是指能夠關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關裝置。早期的電力線路中只裝有簡單的熔斷器、避雷器。保持這種系統(tǒng)的正常運行，對其進行管理、調(diào)度、監(jiān)控，就形成了包括許多技術部門的龐大的產(chǎn)業(yè)體系。力求經(jīng)濟：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)約標準煤200多萬噸。在功率因數(shù)較低或無功功率變化較大的局部地區(qū)，應進行無功補償 控制污染：對于一些生產(chǎn)工藝落后而嚴重污染環(huán)境、高耗能的小型機組予以關閉，以達到“節(jié)能減排”的目的。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。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行供電。為確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行，必須在不同層次上按技術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)。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)和恢復狀態(tài)。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)。即努力調(diào)整負荷曲線，提高設備利用率，合理利用各種動力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡的損耗，以取得最佳經(jīng)濟效益。按發(fā)電方式分為：汽輪機發(fā)電，燃氣輪機發(fā)電，內(nèi)燃機發(fā)電，燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，火電機組既供電又供熱的“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能轉(zhuǎn)換成熱能，把鍋爐里的水加熱變?yōu)檎羝?電氣系統(tǒng)：電氣系統(tǒng)包括發(fā)電機，勵磁系統(tǒng)，廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。變電站變電站是電力網(wǎng)的重要組成部分，它的任務是匯集電源、變換電壓、分配電能。變電站若按其變換電壓的功能劃分可分為：升壓變電站、降壓變電站； 按其容量和重要性劃分可分為：樞紐變電站、中間變電站和終端變電站。變電站的開關設備包括：斷路器、隔離開關、負荷開關、高壓熔斷器等