1、電工電子技術現狀與發展電工電子技術研究電氣工程領域中電磁現象、規律及其應用的基礎學科。該學科主要承擔電網絡、電磁場和電工新技術的理論、方法及其應用的研究任務；它既是電氣工程及其相關學科的基礎學科，又可成為邊緣學科和交叉學科的生長點。對“電氣工程”學科的發展和社會進步，對二十一世紀電力工業和電工技術的發展和高級技術人才的培養具有重大的學術和技術基礎的支撐作用。一、電工電子技術基本理論電工技術基礎理論：一、直流電路1、電路的定義: 就是電流通過的途徑、電路的組成: 電路由電源、負載、導線、開關組成、內電路: 負載、導線、開關、外電路: 電源內部的一段電路2、負載: 所有電器3、電源: 能將其它形式

2、的能量轉換成電能的設備4、基本物理量：電流，電壓、電動勢，電阻5、部分電路歐姆定律: 電路中通過電阻的電流，與電阻兩端所加的電壓成正比,與電阻成反比,稱為部分歐姆定律.計算公式為 U = IR、全電路歐姆定律: 在閉合電路中(包括電源),電路中的電流與電源的電動勢成正比,與電路中負載電阻及電源內阻之和成反比,稱全電路歐姆定律. 6、電路的連接：串連、并連、混連7、電功 、電流所作的功叫做電功,用符號 “A”表示.電功的大小與電路中的電流、電壓及通電時間成正比,計算公式為 A = UIT =I2RT電功及電能量的單位名稱是焦耳,用符號 “J”表示;也稱千瓦/時,用符號 “KWH”表示. 1KWH

3、=3.6MJ電功率、電流在單位時間內所作的功叫電功率,用符號 “P”表示.電功單位名稱為 “瓦”或 “千瓦”,用符號 “W”或 “KW”表示;也可稱 “馬力.1馬力=736W 1KW = 1.36馬力8、電流的熱效應、短路、電流的熱效應 定義: 電流通過導體時,由于自由電子的碰撞,電能不斷的轉變熱能.這種電流通過導體時會發生熱的現象,稱為電流的熱效應、短路定義: 電源通向負載的兩根導線,不以過負載而相互直接接通.該現象稱之為短路.短路分析: 電阻(R) 變小,電流(I)加大,用公式表示為 短路的危害: 溫度升高,燒毀設備,發生火災;產生很大的動力,燒毀電源,電網破裂.保護措施: 安裝自動開關;

4、安裝熔斷器.二、交流電路1、單相交流電路、定義: 所謂交流電即指其電動勢、電壓及電流的大小和方向都隨時間按一定規律作周期性的變化,又叫正磁交流電.、單相交流電的產生: 線圈在磁場中運動旋轉,旋轉方向切割磁力線,產生感應電動勢.、單相交流發電機: 只有一個線圈在磁場中運動旋轉,電路里只能產生一個交變電動勢,叫單相交流發電機.由單相交流發電機發出的電簡稱為單相交流電.2、交流電與直流電的比較: 輸送方便、使用安全，價格便宜。3、交流電的基本物理量: 瞬時值與最大值，周期、頻率和角頻率，相位、初相位、相位差純電阻電路：負載的電路，其電感和電容略去不計稱為純電阻電路純電感電路：由電感組成的電路稱為純電

5、感電路純電容電路：將電容器接在交流電源上組成的電路并略去電路中的一切電阻和電感這種電路稱為純電容電路4、三相交流電路、三相交流電的定義：在磁場里有三個互成角度的線圈同時轉動，電路里就產生三個交變電動勢這樣的發電機叫三相交流發電機，發出的電叫三相交流電每一單相稱為一相、三相交流電的特點轉速相同，電動勢相同；線圈形狀、匝數均相同，電動勢的最大值（有效值）相等；三個電動勢之間互存相位差；eA、eB、eC為三相對稱電動勢計算公式為:eA = EmSinnteB = EmSin(wt-1200)eC = EmSin(wt-2400)、電源的連接(在實際連接中)星形連接Y 相電壓：每個線圈兩端的電壓相電壓

6、為220V線電壓：兩條相線之間的電壓線電壓為380V 相電流：流過每一相線圈的電流用I相表示三角形連接、三相電路的功率計算單相有功功率：P = IU (純電阻電路)功率因數：衡量電器設備效率高低的一個系數用Cosø表示.對于純電阻電路，Cosø = 1對于非純電阻電路，Cosø < 1單相有功功率的計算公式為(將公式一般化) P = IUCosø三相有功功率：不論 “Y”或接法,總的功率等于各相功率之和三相總功率計算公式為 P = IAUACosø + IBUBCosø + ICUCCos = 3 三、常用電工儀表和測試的認識及

7、應用1、電工儀表的基本原理 磁電式儀表用符號 表示.其工作原理為：可動線圈通電時，線圈和永久磁鐵的磁場磁場相互作用的結果產生電磁力，從而形成轉動力矩，使指針偏轉電磁式儀表用符號 表示,分為吸引型和排斥型兩種.吸引型電磁式儀表工作原理：線圈通電后,鐵片被磁化,無論在那種情況下都能使時鐘順時方向轉動.排斥型電磁式儀表工作原理：線圈通電后,動定鐵片被磁化, 動定鐵片的同極相對,互相排斥,使動鐵片轉動.電動式儀表用符號 表示. 其工作原理為：固定線圈產生磁場,可動線圈有電流通過時受到安培力作用,使指針順時針轉動.2、常用的測量儀表 電工測量項目：電流、電壓、電阻、電功率、電能、頻率、功率因素等.五、互

8、感器的選用：1) 選用穿互感器的匝數必須滿足母線電流,小于允許電流;2) 購買配套儀表:例如選用1匝150/5,則選用150/5儀表三、電子設備現狀與發展：十二五”期間，隨著政策環境的不斷完善、戰略性新興產業的快速發展，國際國內市場迅速增長、新興增長點不斷涌現、應用領域進一步拓寬，為我國電子專用設備儀器產業發展提供了廣闊的空間和堅實的政策支持。但全球經濟形勢存在不確定性、國產設備儀器的推廣應用難度加大，也使產業發展面臨較大挑戰。十二五”期間，隨著我國繼續加快發展戰略新興產業，加大對“極大規模集成電路裝備制造技術及成套工藝”、“新一代寬帶無線移動通信網”等重大科技專項的支持，新能源、新材料等新興

9、產業的發展以及量大面廣的電子元器件的需求，將為電子專用設備儀器企業的進一步發展創造良好的發展機遇。同時，產業也面臨著制造企業對于采購本地設備儀器的積極性不高，在采購本土設備時需要面對工藝與設備的融合，新工藝開發缺乏技術支持等一系列問題。為本地開發的專用設備儀器提供良好的市場銷售環境和政策支持，進一步降低國產設備儀器的使用成本，提升本土產品的配套率，提升本土產品的競爭優勢，提振用戶對國產設備儀器信心，是“十二五”期間需重點關注和解決的問題。四、電工新技術：工新技術的發展有著重大的國民經濟發展和科技進步的意義。一些重要技術從其出現到成熟，形成產業，常常需要半個多世紀，幾代人的持續努力，需要有穩定的

10、支持和重大國家項目的帶動。發展電工新技術，要把主力放在將已形成的重要分支向著產業化的方向努力推進，與此同時，要密切注視新原理、新技術、新材料的出現，及時抓住苗頭，不斷開辟新的方向與領域。已有30多年歷史的中國科學院電工研究所多年來以發展電工電能的應用基礎理論及其新技術為主要方向，組織了磁流體發電、超導電工、聚變電工、微電子專用設備、特種和微型電機及其控制系統、新能源、高電壓脈沖放電技術、電加工、數控技術、計算機在電工領域的應用，以及高速交通的電工新技術等多方面的電工高新技術的研究發展工作，形成了良好的隊伍和較好的基礎，做出了一些重要貢獻。 1、受控核聚變。受控核聚變的實現將為人類提供實際上用之

11、不竭的潔凈能源，從根本上解決人類能源，環境與生態的持續協調發展。 2、磁流體發電。磁流體發電是將高溫導電燃氣與磁場相互作用而將熱能直接轉化成電能的新型發電方式。由于其初溫可高達3000K，與已有的燃氣及蒸汽發電組成聯合循環，可望將燃煤電站的熱電轉換效率提高到50以上，具有高效率、低污染、少用水的重大優越性。 3、太陽能與風力發電。太陽能與風能是最重要的可再生能源，它們是廣泛存在，機會均等，自由索取，最終可依賴的初級能源。 4、磁浮列車。一部人類社會交通運輸發展史，在某種意義上可以說是一部以提高運輸速度為主要目標的技術開發史。 5、磁流體船舶推進。磁流體船舶推進是一種正在發展的新技術。它利用強磁

12、場與海水中的電流相互作用產生的羅倫茲力，使海水向后噴射，依靠其反作用力推進艦船向前行駛。6、超導電工。實用超導線與超導磁體技術與應用的發展，以及初步產業化的實現無疑是20世紀下半葉電工新技術的重大成就。五、電子新技術：眾所周知,現代科學技術的發展異常迅速,并在不斷改變著人類的生活和生存方式。專家預言,以下一些面向未來的電子新技術將影響著人們的未來世界和生活。 1、萬億字節存儲技術現在的硬盤磁頭讀寫數據的方式是水平的,下一代硬盤磁頭讀寫數據方式是垂直的（PMR）。這么說理解起來有一定難度。形象的比喻是水平讀寫數據猶如割倒的玉米桿躺在地里,而垂直讀寫數據如同沒有收割的玉米挺立在地里。由于每比特數據

13、占用磁盤空間較少,垂直讀寫數據方式能夠在相同的磁盤空間存儲更多的數據,而且由于數據排列緊密,磁頭讀寫時移動距離要比水平讀寫方式小很多,所以耗能也少,在移動計算的情況下可以有效地延長電池使用時間。 2、無線漫游的技術    無線通信領域是一個標準混亂的世界。手機通信、無線局域網、軍用無線通信及公共安全無線網絡各自在特定的頻段工作,這一工作頻率是相關硬件在工廠生產時就已經設定的。所以美國的CDMA手機在歐洲不能用,而歐洲的許多GSM手機在*也沒法用。這在平時只是麻煩而已。但是在某些緊急情況如911,消防隊同警察居然無法通過無線通信設備聯系,因為頻率不同,設備不兼容。 為了解決這一問題,新興企業Sa bridge技術公司以及Vanu等正在用軟件替代相關硬件,從而能夠與不同標準、不同工作頻段的無線通信網絡兼容。這種技術稱為軟件無線電（softwareradio）。軟件無線電技術的崛起走的是從軍用到民用的老路。無線通信中CDMA（碼分多址）本來是軍用衛星通信技術,后來用