电气工程概论__电工新技术二
《电气工程学概论2A》教学大纲
《电气工程学概论2A》教学大纲《电气工程学概论2A》教学大纲一、课程的性质与目的为非电专业开设的技术基础课，必修。
根据电气工程的理论、方法和技术在非电领域实际应用和发展状况，为非电专业的学生讲授电气工程的基本理论、基本方法以及实际系统的理论和技术要点，讲授部分基本电工电子器件及部件，以增强学生对未来技术发展的适应能力或为后续课程的学习作必要的准备。
二、教学基本要求明确有关电气工程的一些基本概念，掌握电气工程的基本理论、基本方法以及实际系统的理论和技术要点，了解电气工程的理论、方法和技术在非电领域实际应用和发展状况，并能对典型问题做出正确分析和计算。
1. 电路部分(1) 电路问题掌握：电路模型概念、电路中的能量、电路的功率分析。
了解：电路的状态和过程、线性电路与非线性电路的界定方法。
(2) 电路分析的基本方法掌握：网孔电流法、节点电压法、电路分析中的等效方法及其应用。
了解：恒定激励下的电路问题。
(3) 相量运算与交流电路分析掌握：正弦交流电的相量表示、交流电路的复阻抗、交流电路的相量分析概要、三相对称电压、电流、阻抗的特点、三相对称电路分析、三相不对称电路中线的作用。
了解：变化激励下的电路问题、三相交流电路相量分析。
(4) 交流电路的频率特性掌握：双口网络与传递函数、谐振的概念、RLC串联谐振、RLC 并联谐振、交流电路频率特性波特图分析方法。
了解：一般电路的谐振分析，二阶电路的频率特性分析。
(5) 电路瞬态过程分析掌握：电路系统的过渡过程现象、一阶电路的暂态过程分析。
了解：用拉普拉斯变换方法求解电路的暂态过程。
2. 模拟信号与模拟系统部分(1) 模拟信号与模拟系统掌握：信号的分类和主要信号类型。
了解：、信号与信息的关系、分析模拟信号的基本方法。
(2) 模拟检测系统掌握：模拟检测系统的基本组成、传感器主要类型、变送－放大环节频率响应和分析、放大环节的失真。
了解：模拟检测系统的主要技术指标、放大环节的漂移问题。
电气工程五个二级学科
电气工程五个二级学科电气工程是现代科技领域中的核心学科之一，涉及电力、电子、控制、计算机等多个方面。
在本科阶段，电气工程通常被划分为若干个二级学科，以便更深入地研究各个领域。
以下是电气工程的五个二级学科及其简要介绍：1.电力系统与自动化电力系统与自动化是电气工程中最具代表性的学科之一，主要研究电力系统的设计、运行、控制和管理等方面的理论和实践。
该学科涉及电力系统的稳定性、可靠性、优化和自动化控制等关键问题，旨在培养能够在电力系统领域从事规划、设计、运行和控制等方面工作的专业人才。
2.电力电子与电力传动电力电子与电力传动主要研究电力电子器件、变换器电路和控制方法等方面的理论和实践。
该学科的目标是实现电力系统的高效、节能和环保，同时为工业、交通和家庭等领域的能源利用提供技术支持。
电力电子与电力传动的毕业生可以在电力、交通、工业和能源等领域从事研发、设计和应用等方面的工作。
3.电机与电器电机与电器主要研究电机的设计、制造、运行和控制等方面的理论和实践。
该学科涉及各种类型的电机及其驱动控制系统，包括直流电机、交流电机、步进电机和伺服电机等，旨在培养能够在电机与电器领域从事研发、设计和应用等方面工作的专业人才。
4.高电压与绝缘技术高电压与绝缘技术主要研究高电压传输、设备绝缘、过电压防护和电气绝缘材料等方面的理论和实践。
该学科的目标是确保电力系统的安全可靠运行，同时为高电压和绝缘领域的发展提供技术支持。
高电压与绝缘技术的毕业生可以在电力、能源、交通和工业等领域从事研发、设计和应用等方面的工作。
5.电工理论与新技术电工理论与新技术主要研究电工原理、电磁场理论、电路理论和新型电工材料等方面的理论和实践。
该学科的目标是推动电工学科的发展和创新，同时为新型电工材料和器件的开发提供技术支持。
电工理论与新技术的毕业生可以在科研机构、高校和工业等领域从事研发、教学和应用等方面的工作。
总之，电气工程的五个二级学科电力系统与自动化、电力电子与电力传动、电机与电器、高电压与绝缘技术和电工理论与新技术分别涵盖了电力系统的不同方面，为现代工业和科技的发展提供了重要的技术支持。
电气工程及其自动化专业导论-第6章 电工理论与新技术
哈尔滨理工大学
电气工程及其自动化专业导论
目录
第1章 电气工程及其本科教育 第2章 电机电器及其系统 第3章 电力系统及其自动化 第4章 电力电子与电力传动 第5章 高电压与绝缘技术 第6章 电工理论与新技术
第6章 电工理论与新技术
第六章目录
6.1 电工理论与新技术的主要内容 6.2 电工理论研究进展 6.3 新能源技术 6.4 无线电能传输 6.5 超导电力技术 6.6 磁悬浮技术 6.7 脉冲功率技术 6.8 生物电磁学 6.9 微机电系统 6.10 电工新技术展望
场与物质相互作用问题。
第6章 电工理论与新技术
6.2 电工理论研究进展
6.2.3 电工理论发展方向
2. 电网络 超宽带信号采集理论与系统 模拟及模数混合信号电路设计、测试与故障诊断 电路设计与测试自动化 宽频电暂态的建模与分析 非线性电路分析与设计理论 基于计算机科学、物理学、人工智能新成果的电路建模、分析、设计和诊断技术 智能电网数据分析与处理 学科拓展与交叉研究领域
题，深化研究各类电磁场数值计算方法，提高求解大规模工程实际问题的能力。 新型磁性材料建模方法：针对新型磁性材料的快速发展，深入研究磁性材料磁化与损耗的建
模方法；针对电工设备节能优化设计需要，深入研究磁性材料的磁化与损耗特性机理。 电磁场与物质的相互作用：主要研究高电压、大电流、强功率条件下的特定电磁装置中电磁
第6章 电工理论与新技术
6.3 新能源技术
6.3.1新能源发电
太阳能发电的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射转化为电能。太阳能发电由于无污染 、无噪声、运行维护简单、应用环境几乎不受地域影响，资源总量非常丰富，因此一直以来受到 人们的青睐，还被认为是新世纪的主要能源。
电气工程概论课后习题答案
电气工程概论课后习题答案第一章1．电气工程和电工科学的关系是什么电气工程的理论基础是电气科学。
2．与“现代五大工程”的其他工程相比，电气工程的突出特点是什么与其他工程相比，电气工程的特点在于：他的出现首先不是来源与文明发展的自发需要，而是来源于科学发现。
他以全新的能量形态开辟出一个人类文明的新领域。
他的发展又伴生了电子工程，从而孕育出通信，计算机，网络等工程领域，为信息时代的出现奠定了基础。
3．为什么说第二次工业革命是以电气化为主要特征的在这一时期，发电，输电，配电已形成了一气轮机，水轮机为原动机，以交流发电机为核心，以变压器与输配电线路等组成的输配点系统为“动脉”的输电网，使电力的生产，应用达到较高的水平，并具有相当大的规模。
在工业生产，交通运输中电力拖动，电力牵引，电动工具，点加工，点加热等得到普遍应用。
4．根据自己了解，电气工程有哪些应用多电飞机，线控汽车，全电舰船。
5．20世纪哪些科学技术的进步对电器工程的发展起到了重要作用超导材料，半导体材料，永磁材料，超导磁体技术，电磁技术。
6.电气科学与电气工程的发展史给你哪些启发今天电能的应用已经渗透到人类社会的生产，生活的各个领域，他不仅创造了极大的生产力，而且促进了人类文明的极大进步，彻底改变了人类社会生活方式，电气工程也应次被誉为“现代文明之轮”世纪电器工程科学的发展趋势是什么将电气科学与工程和近代数学，物理学，化学，生命科学，材料科学以及系统科学，信息科学等前沿融合，加强从整体上对大型复杂系统的研究，加深对微观现象及过程规律性的认识，同时用信息科学的成就改造与提升本学科并开创新的研究方向。
8.为什么说21世纪电器工程与其他科学融合交叉是他的显着特点21世纪的电气工程科学将在与信息科学，材料科学，生命科学及环境科学等学科的交叉和融合中获得进一步发展，创新和飞跃往往发生在学科的交叉点上，9电气工程科学的基础理论包括那些电路藜芦，电磁理论，电磁计量理论等。
2 电气工程概论_第二章_电机电器及其控制技术
牵引电 动机
电传动内燃机车动力关系示意图
电气工程专业导论
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三、电机的应用领域（续）
3、交通运输业
内燃机—电力 推进：
3）船舶
舰船内燃机—电力推进感应电动机
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第二章 电机电器及其控制技术
一．电机的作用与发展简史 二．电机的分类与结构 三．电机的应用领域 四．电动机的选用与运行控制 五．电机学的研究内容 六．电器的发展历史 七．电器的分类 八．高压电器 九．低压电器
电气工程专业导论 1
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三、电机的应用领域（续）
3、交通运输业
6）磁悬浮列 车驱动
图2-25
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三、电机的应用领域（续）
3、交通运输业
7）直线电动 机轮轨车辆
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一、电机的作用与发展简史
电机的作用
电能的生产、 传输和分配
发电机 变压器
……
驱动各种机 械和装备
电动机 机床 水泵 ……
控制电机
阀门控制 火炮控制 计算机 ……
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电气工程概论(全)
什么是电气工程？电气工程（Electrical Engineering简称EE）是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。
例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。
从某种意义上讲，电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。
正因为此，电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。
美国大学电气工程学科在机构名称上有的学校称电气工程系，有的称为电气工程与信息科学系，有的称为电气工程与计算机科学系等等。
该学科（系）在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。
了解国外学科状态及教学、科研方向，对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。
传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。
此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。
本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。
另外，电气自动化技术本身作为当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。
其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,是微电子技术、电力电子技术、计算机应用技术、自动控制技术和信息网络技术等各高新设计集成。
影响因素今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括：1、信息技术的决定性影响。
信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统，以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。
信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。
信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。
电气工程概论
1998年国家(guójiā)颁布的大学本科专业目录
•电机电器(diànqì)及其 控制
•电力系统及其自动化
•高电压与绝缘技术
电气工程及其 自的工科引导性专业目录中，把电气工程及其自动化专业和自动 化专业中的部分合并为电气工程与自动化专业。
3 第四页，共38页。
1.2 电气(diànqì)科学与工程的发 展简史
7 第八页，共38页。
时间 公元前七世纪 公元前一世纪 1600年
1660年 1745年
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
静电吸引
王充（叙述），中国
《论磁石》论述磁 吉尔伯特，英国 现象
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克，德国
发明莱顿瓶
荷兰莱顿大学，克里斯特与 莫什布鲁克
目前，我国的电气(diànqì)工程及其自动 化专业不包括通信。
5
第六页，共38页。
电气科学与工程的学科分类
电磁学与电路理论
电机电器学
电力(diànlì)系统
电工材料学
高电压与绝缘
电力(diànlì)电子学
脉冲功率技术
放电理论与放电等离子体
超导电工学
生物电磁学
电磁兼容
新能源与新发电技术
6
第七页，共38页。
36
第三十七页，共38页。
第三十八页，共38页。
网络化
电力网络 信息通信网络 工业控制网络 SCADA/EMS DMS/DSM/GIS
……
25
线控汽车
26
第二十七页，共38页。
全电旅游船电气设备布置(bùzhì)
27
第二十八页，共38页。
多电飞机电气设备布置
电气工程概论 第六章 电工新技术(一)
电气工程概论 28
1.日本超导磁悬浮列车技术
车载超导磁体
动 力 集 成 绕 组
感 应 导动 磁力 铁集 成 超
驱动列车行驶
悬 浮 超 导 磁 铁
电气工程概论
7
6.2.2 超导技术的应用
一.超导电机
绕组由实用超导线绕制成的电机。具有功率密度大、 效率高等优点。
83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
电气工程概论 8
超导线在临界温度Tc、临界磁场强度Hc和临界电流密度 Jc值以内时,具有超导性,其电阻为零。 超导电机绕组的电阻损耗降为零，既解决了电枢绕组发热、 温升问题，又使电机的效率大为提高。 更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高， 使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可以比传统常 规电机提高几倍到几十倍。这样，就大大提高了电机的功率 密度，降低电机的重量、体积和材料消耗。
第6章 电工新技术
电气工程概论
1
主要内容：
了解电工新技术的发展趋势； 了解超导电工技术； 了解聚变电工技术； 了解磁流体发电技术； 了解磁流体推进技术； 了解可再生能源发电技术； 了解磁悬浮列车技术； 了解燃料电池技术； 了解飞轮储能技术； 了解脉冲功率技术； 了解微机电系统。
电气工程概论 2
6.1 电工新技术的发展趋势
电气工程概论 21
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
（磁 图悬 片浮 资列 料车 ）的 原 理 和 应 用
22
超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
电气工程领域的新技术和新材料
电气工程领域的新技术和新材料一、引言随着科技的不断进步，电气工程领域也在快速地发展，新技术和新材料的不断涌现极大地推动了电气工程的不断前进。
本文将介绍几种近年来在电气工程领域中引起广泛关注的新技术和新材料。
二、新技术（一）5G技术5G技术是一种新一代的移动通信技术，其具有更高的速度、更低的延迟和更广的覆盖范围。
它将会为智能城市、智慧家庭和工业自动化等领域的发展带来革命性的变化。
5G技术也会给电气工程领域带来很大的影响，例如在智慧电网、智能交通等方面。
（二）人工智能技术人工智能技术是一种可以模拟人类智慧的技术，它可以被用于电气工程领域的各种方面，例如建立智能电网、智能家居和智能机器人等。
通过使用人工智能技术，电气工程师可以设计更加智能、高效和安全的电气系统。
（三）机器学习技术机器学习技术是人工智能技术的一个子集，它利用大量的数据来训练机器，实现让机器从数据中学习并做出决策的方式。
机器学习技术可以被应用于电气工程领域的各个方面，例如模式识别、控制系统和能源管理等。
三、新材料（一）碳纳米管碳纳米管是一种由碳元素组成的无定形材料，其具有高强度、高导电性和高韧性等特点。
它可以被用于电气工程领域的各种方面，例如制造电路板、电极和锂离子电池等。
碳纳米管的发现使电气工程领域的材料研究取得了重大突破。
（二）石墨烯石墨烯是一种由纯碳形成的无定形材料，其具有高电导率、高导热性和高强度等优点。
它可以被应用于电气工程领域的各种方面，例如制造电子器件和传感器等。
石墨烯的发现极大地推动了电气工程领域的材料研究。
（三）钙钛矿钙钛矿是一种晶体材料，其具有优异的光电性和磁电性等特点。
它可以被用于光伏电池和磁存储器等领域，同时也可以被应用到电气工程领域的各种方面，例如热电发电和光电控制等。
四、结论新技术和新材料的不断涌现为电气工程的发展提供了强有力的支持和保障。
5G技术、人工智能技术和机器学习技术的发展将使智慧电网、智能家居和智能机器人等高科技产业的发展成为可能。
电工理论与新技术
【电工理论与新技术】简介1楼电工理论与新技术（原“理论电工”）学科主要从事电磁现象的基础理论研究及新技术的开发与应用，为电气工程学科准备必要的理论基础。
本学科是1981年首批被国务院批准为有权授予“理论电工”学科硕士学位的学科之一。
学科拥有一支以中青年教师为骨干、学术结构合理、学术思想活跃、综合素质高的教师队伍。
现有教授4人(含博导3人)，副教授5人；在读博士后2人，博士毕业5人，在读博士5人。
本学科在人才培养方面素有“规格严格，功夫到家”的光荣传统，曾为培养我国电气工程技术人才作出重要贡献。
近5年，在“211工程”和“985重点共建”项目的支持下，本学科的研究条件有了进一步改善，完成了基础研究平台建设，测试条件和信息处理条件有了很大改善。
在研究平台支承下，本学科的学术水平有了很大提高。
近5年发表高水平学术论文150余篇，其中被SCI检索7篇，被EI检索30余篇。
参加国防重大项目2项，参加“863”项目1项，完成横向合作研究项目10余项，各种基金项目4项。
出版教材或教学参考书3部。
5人次获省级教学成果奖。
“电路”课程两次被评为校级优秀课程，“电工基础实验室”通过国家双基实验室评估。
本学科的研究方向包括“场”、“路”、“器件”和“能”等方面的基础理论和新技术。
它们既相对独立，又互相依赖。
(1)电磁场与电磁波理论及其新技术：主要研究工程电磁场理论和电磁场的数值分析、特种电机与电器电磁场或磁路的分析与设计、电磁波的传播与散射、电磁兼容、多效应耦合场的分析与设计等。
(2) 网络理论与自动化设计：主要研究大规模电路分析与设计理论、人工神经网络及其应用、交直流混合电力网络分析、非线性动力网络(包括混沌)、数据网络等。
(3) 军用电器与车辆电器的可靠性与测试技术: 主要研究继电器可靠性寿命预测理论与技术、电磁继电器可靠性容差设计理论与技术、电器可靠性试验与测试技术；电器抗振性设计理论与技术、大功率混合式电器技术。
电气工程概论
带有莱顿瓶的起电机
11
时间 1747年
典型事件 发明避雷针
人物/国家 富兰克林 ，美国
1785年
发现库仑定律
库仑，法国
1800年
发明伏打电池
伏打，意大利
12
库仑和他发明的扭力天平
13
时间
1820年
典型事件及意义
发现电流的磁效应 研究通电导线之间的吸 引或排斥现象，随后建 立安培定律 欧姆定律 发现电磁感应现象并建 立电磁感应定律
MATLAB是美国Mathwork 公司自1984年开始推出的一种使 用简便的工程计算语言，由于其 强大的数值运算能力和开放灵活 的应用界面而在科学技术和工程 应用的各个领域得到广泛的应用. 其数学计算部分提供了强大的矩 阵处理和绘图功能。在工程仿真 方面，MATLAB提供的软件几乎支 持各个工程领域。
36
电气工程常用的软件还有混合信号及混合 技 术 仿 真 软 件 Saber 、 电 磁 场 分 析 计 算 软 件 Ansoft等。
37
25
1.3 电气工程的发展前景
生命科学
生物医学电磁技术 磁共振成像技术
……
电工高新技术
磁悬浮技术 磁流体发电技术 ……
材料科学
超导材料 半导体材料 永磁材料
……
电气工程
信息化
信息获取与处理 信息传输 信息应用 信息系统安全 ……
电气驱动与 控制
“线控”汽车 全电舰船 多(全)电飞机 ……
楼宇智能化
•电机电器及其控制 •电力系统及其自动化 •高电压与绝缘技术 电气工程及其 自动化专业
•电气技术
注：在同时颁布的工科引导性专业目录中，把电气工程及其自动化 专业和自动化专业中的部分合并为电气工程是工学 门类中的一个一级学科，包含五个二级学科: 电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电力传动 电工理论与新技术
电工自学书籍
电工自学书籍
电工是一种需要掌握专业知识的职业。
如果您想成为一名优秀的电工，自学是必不可少的。
以下是一些值得推荐的电工自学书籍，希望能对您的学习有所帮助。
1. 《电气技术基础》
这本书是电工学习的入门书籍。
内容涵盖了电学基础、电路基础、电子技术、电器设备等方面的知识。
书中图文并茂，易于理解，适合初学者自学。
2. 《电机原理与控制》
电机是电工工作中最常用的设备之一。
这本书详细介绍了电机的原理、结构和工作原理，同时还讲解了电机的控制和保护方法。
适合需要深入了解电机的电工自学。
3. 《电气工程概论》
这本书是一本全面介绍电气工程领域的著作。
内容包括电力系统、电力装置、电气通讯、电气保护、电气控制等方面的知识。
是一本比较高级的电工自学书籍。
4. 《电力电子技术》
电力电子技术是电工工作中比较新颖的技术之一。
这本书详细讲解了各种电力电子器件、电路和系统的原理和应用。
对于需要了解电力电子技术的电工来说，这是一本非常有价值的自学书籍。
5. 《电气工程设计手册》
这本书是一本实用性很强的电工自学书籍。
它包含了电气工程设
计的各个方面，包括电路设计、电气装置选择、防雷与接地、电线电缆选配、电气节能等知识。
对于正在进行电气工程设计的电工来说，这是一本不可或缺的参考书。
总之，电工自学书籍种类繁多，选择适合自己的读物非常重要。
以上推荐的书籍涵盖了电工工作中的各个方面，希望对您的学习有所帮助。
电气工程概论全试卷集
精心整理Ⅰ、 一．名词解释（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.有功功率 交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功必须接地以防外壳带电危及人身安全。
点火花的大量汇集形成电弧1.短路就是指不同的电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。
短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物造成等。
短路对电力系统的危害：产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平逆变磁场、电磁干扰等出现。
2.直流电机的启动方式？ 直接启动、串电阻动、动。
3.节约电能对工业和国民经济有何重要意义?电能是发展国民经济的重要物质技术基础，同时也是制约国民经济发展的一个重要因素，而能源问题是我国也是当今世界各国面临的一个严重问题，由于电能能创造比它本身价值高几十倍甚至上百倍的工业产值，因此多节约lkWh的电能，就能为国家多创造若干财富，因此，节约电能具有十分重要的5.以及特别重要的负荷。
双电源供电，必要时增设应急电源。
二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。
双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。
三级负荷：不属于一、二级的负荷。
对供电电源无特殊要求。
7.低压断路器如何选择?选择低压断路器应满足的条件：低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。
低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。
低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。
1、电力网通常按电压等级的高低供电范围的大小分为：地方电力网，区域电力网和（D）A、配电网B、6KV电网C、枢纽电网D、超高压远距离输电网2、对电气主接线最基本的要求是（C）。
A、经济性B、灵活性C、可靠性D、易扩建性3、变电所中用以防御直击雷的主要措施是（AB）A、避雷针B、避雷线C、避雷带D、避雷器4、按国家标准，额定电压在（D）kV以上的电器称为高压电器。
电气工程概论复习资料
电气工程概论复习资料第二章电机电器及其控制技术1.电机的作用：电能的生产传输和分配，驱动各种机械和装备，控制电机。
2.电机的发展历史：初始阶段为永磁式发电机，实用度不高，1845年惠斯通用电磁铁职称第一台电磁铁发电机，1866年西门子制成第一台自激式发电机，自激原理的发现是永磁式发电机想励磁式发电机发展的关键，1870年格拉姆支撑了环形电枢自激发电机，之后出现了铁芯开槽法，1880爱迪生制造了大型直流发电机，1885研制出两相异步电动机，1888年第一台三相交流异步电动机诞生。
3.随着电工科学，材料科学，计算机科学及控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。
特别是电力电力，微机控制技术，永磁材料和超导材料的发展，给电机的发展注入了新的活力。
4.电机的分类，可按照应用的电流种类，功能分类，运行速度，功率分类，不乏有特种电机。
5.同步电机中发电机应用较多，异步电机中电动机拖动应用更多6.异步电机的工作原理和异步的含义：定子绕组接三相对称交流电，在气隙中建立基波圆形旋转磁动势，从而产生旋转磁场；气隙磁场与转子绕组有相对运动，切割转子绕组，产生电动势，转子带电；带电转子在变化磁场中受到电磁力的作用，从而产生电磁转矩。
转子便在电磁转矩的作用下旋转起来。
电机转速与旋转磁场不可能同步，始终存在转差率，因此称为异步电动机；异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电动机。
7.同步电机选取：转子强度和固定转子绕组考虑，用隐极同步电机（气隙均匀，转子圆柱形），当转子速度和离心力较小时，采用凸极同步电机（不均匀，极弧范围气隙小，极间部分气隙大）。
8.永磁无刷电动机分为方波驱动和正弦波驱动，随着稀土永磁材料技术，电力电子技术，计算机控制技术，和微电机制造工艺的提升，使得该电机发展及性能不断提高。
9.对起动、调速及制动没有特殊要求时（水泵、通风机、输送机、传送带），选用笼型电机；对重载起动的机械（起重机、卷扬机、锻压机及重型机械），选用绕线转子电机。
电气工程概论第二章-直流电机上课讲义
二、直流电机
(一) 直流发电机工作原理
(二) 直流电动机工作原理
（1）电机的可逆原理：直流电机可作为发电机运行，也可作 为电动机运行。
（2）换向器的作用是实现电枢线圈内的交流电动势、电流与 电刷的直流电压、电流之间的转化。
(三) 直流电机的结构
直流电机主要包括转子和定子两大部分。转子是电机 的转动部分，定子是电机的静止部分。 1 定子：用来产生磁场和作为电机的机械支架，主要包括 主磁极、换向极、机座和电刷装置。
2 转子：也称为电枢，用来产生感应电动势和电磁转矩， 实现能量的转换。主要包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、 转轴和风扇等。
(四) 直流电机的励磁
直流电机的励磁方式分为永磁体励磁、电机本体励磁 （并励、串励和复励）、其他电源励磁三种。
(五) 直流电机中的感应电动势
其中p为极对数，N为电枢绕组的总导体数，a为支路对 数，Φ为每极主磁通，n为电机转速。
2 直流电机的功率平衡方程 （1）直流发电机的功率平衡方程
直流发电机的效率
（2）直流电动机的功率平衡方程
(九) 直流发电机的特性
1 空载特性:发电机当n为常值，I=0A时,发电机空载端电 压U0与励磁电流If之间的函数关系。 2 负载特性:发电机n为常值，I>0A时，发电机端电压U与
励磁电流之间的函数关系。
其中
（1）固有机械特性：当电动机端电压额定U=UN，每极气隙 励磁磁通额定Φ＝ΦN，电枢回路无串接电阻(Rst＝0)时的
机械特性。
（2）人为机械特性：在固有机械特性的基础上，主要分析 改变电枢回路串接电阻、改变端电压和改变励磁磁通三种 情况下的人为机械特性。
1）电枢回路串接电阻的人为机械特性：
电气工程新技术PPT课件120页PPT
若
1 ,22(r L ss rL gg)2(r L ss rL gg) 1C 2((L rss r L gg ))2
平方根里面的数小于零，微分方程式解为：
a id 1 ( t) x 1 e tsid 1 t n 1 ) ( z 1 sit n 1 )(
a1tg 1 a b tg 1 2L s 2(2 r s Lg rg )1/C
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利用初始条件id(0)=Id01；ud(0)=Ud01可分别求得式
a id 1 x 1 e 1 t y 1 e 2 t z 1 中s的i 常t数n x11 、) (y1：
式中， co1sB1/ A12B12
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当线路中各有关电阻、电感、和电容均为常数时，
式
id ''1L rs s r L ggid '12C (L 1 sL g)id1E 1 为常系数、
二阶、线性非齐次微分方程。当特征根不含有虚数时，
它的解的形式为：
a id 1 x 1 e 1 t y 1 e 2 t z 1 sitn 1 ) (
的值。令电容此时初始电压值为ud1(0)，可得到稳态 时StatCom的直流电压波形所对应的电路方程：
U s a U s b r s ( i s a i s ) b L s ( i s ' a i s ') b 2 r g i g 2 a L g i g ' u a d
将 ud1 igd a t/C
平方根里面的数为零，则说明微分方程的解有重根， 其解的表达式为：
a id 1 ( t) x 1 t e t y 1 e t z 1 sitn 1 )(
电气工程导论第六章电工理论与新技术PPT课件
磁共振成像技术(MRI)和CT成像技术比较，首 先是成像原理不同。
CT即计算机断层扫描技术,是将X射线对人体 组织作横断面扫描后通过计算机对密度对比 分析成像诊断疾病，对人体有X线辐射损伤，
MRI是通过发射脉冲磁场信号，对人体氢质子磁共振信号进行分析成像，
诊断疾病，不存在X线幅射损伤。可根据需要对人体进行横断面、矢状面、
托卡马克装置是一种磁约束 热核聚变实验装置，经过人 们50多年的不懈努力，1992 年以来，已经成功的在欧洲 联合环jet和美国TFTR上进行 了氘氚放电，开发聚变能的 科学可行性终于在托卡马克 装置上得到证实。
1911年夏天，当昂纳斯的两个研 究生在做低温实验时，偶然 发现某些金属在极低温环境 中，金属的电阻突然消失了 。昂纳斯接着用水银做实验 ，发现水银在4.1K时（约相当 于-269℃），出现了这种超 导现象；他又用铅环做实验 ，九百安培的电流在铅环中 流动不止，两年半以后仍旧 毫无衰减。
5
通过研究人们发现：所有 超导物质，如钛、锌、汞 等，当温度降至临界温度 时，皆显出某些共同特征：
9
将近一百年过去了，经过 几代科学家的不断探索， 人类也对超导的机理有了 一个大概的认识，目前我 们对它有一下解释：
10
1950年，美籍德国人弗茹里赫与美国伊利 诺斯大学的巴丁经过复杂的研究和推论后， 同时提出：超导电性是电子与晶格振动相 互作用而产生的。他们都认为金属中的电 子在点阵中被正离子所包围，正离子被电 子吸引而影响到正离子振动，并吸引其它 电子形成了超导电流。
在磁悬浮列车方面的应用
列车的最高时速为300公里，飞机的为1000公里。所以人们就想寻 求一种时速介于两者之间的交通工具。磁悬浮列车整好满足了这个
要求。最高时速可达到500公里。
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同步发电机
内燃机
制动电阻
ω
整流器
M 牵引电动机
AC DC
双向变流器 1
直
储能飞轮
流 母
磁悬浮轴承
线
电动-发电机
DC
AC
双向变流器 2
公交车辆 轻轨车辆
轨旁飞轮储能再生制动系统
四、风力发电系统不间断供电
五、卫星姿态控制
六、大功率脉冲放电电源
6.10 脉冲功率技术
6.10.1 脉冲功率技术的发展
马克斯发生器
6.10.2 脉冲功率技术的应用
一、强激光的研究 二、强脉冲X射线 、电磁炮
轨道炮
电流
电枢 （等离 子体）
线圈炮
驱动线圈
电枢 线圈
磁悬浮发射器 磁悬浮间隙
电磁发射装置
磁悬浮加速托架
6.11 微机电系统
微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS），是融合了硅微加工、光刻 铸造成型和精密机械加工等多种微加工技术制作 的集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控 制电路、接口电路、通信和电源于一体的微米 （10-6m）尺度微型机电系统。
上海捷运
三、 日本常导磁悬浮列车HSST
四、永磁磁悬浮列车
6.8 燃料电池技术
6.9 飞轮储能系统
6.9.1 飞轮储能原理
根据牛顿定律，飞轮的 储能为：
W 1 J 2
2
6.9.2 飞轮储能的应用
一、 电力调峰
二、电动车辆飞轮电池
三、飞轮储能-再生制动系统
飞轮储能燃气轮机轻型机车—— “下一代高速列车”
6.6 可再生能源发电
6.6.1 风力发电
海上风力发电场
6.6.2 太阳能发电
一、太阳能热发电
太阳 能热 发电 的四 种方 式
二、太阳能光伏发电
6.7 磁悬浮列车技术
磁
电动式
永磁式
悬
长定子
长定子
浮
列
车
的
分
类
电磁式 短定子
电磁式 长定子
一、日本超导磁悬浮列车
二、 德国常导磁悬浮列车Transrapid