電器理論基礎(福州大學提供的慕課)

電器理論基礎是福州大學於2016年04月19日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程。該課程授課教師為許志紅、鄭昕、湯龍飛、莊傑榕等。據2020年9月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課10次。

電器理論基礎共10個模組包括概論、電器的發熱理論、電器的電動力理論、 電器的電接觸理論、氣體放電與電弧、交流電弧、開關電器的典型滅弧裝置、電器中的電磁機構、交直流電磁系統、 電磁吸力計算與分析等內容。

基本介紹

• 中文名：電器理論基礎
• 類別：慕課
• 授課教師：許志紅、鄭昕、湯龍飛、莊傑榕
• 授課平台：中國大學MOOC
• 提供院校：福州大學
• 開課時間：2016年04月19日

課程性質

課程定位

該課程是電工學科的主幹課程，也是電機、電器專業的專業基礎課。其著重講授電器的基本原理，電器的共同理論基礎知識，為低壓電器、高壓電器、測試技術等後續課程打下理論基礎。從開關電器的結構特徵出發，對開關中涉及的基礎理論、物理現象、工作原理展開介紹與分析，可滿足不同層次人員的學習需求。

適應對象

電器理論基礎適用是電工學科及電機、電器專業的專業學習。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年04月19日~2016年07月14日	許志紅，鄭昕，湯龍飛	3-5小時每周	6382人
第2次開課	2016年08月29日~2016年11月30日	許志紅	2-3小時	3631人
第3次開課	2017年03月01日~2017年06月10日		2-3小時每周	3562人
第4次開課	2017年09月12日~2017年12月31日	許志紅，鄭昕，湯龍飛	3-5小時每周	4133人
第5次開課	2018年03月12日~2018年07月02日			1696人
第6次開課	2018年09月03日~2018年12月31日			2355人
第7次開課	2019年03月12日~2019年07月02日			1492人
第8次開課	2019年09月01日~2019年12月28日	許志紅，鄭昕，湯龍飛，莊傑榕		1652人
第9次開課	2020年02月03日~2020年06月21日			2712人
第10次開課	2020年08月24日~2020年12月27日			待定

（表格內容資料來源：）

課程簡介

電器理論基礎系統描述了開關電器中的發熱理論、電動力理論、電接觸器理論、電弧理論和電磁機構理論的基本概念、基本原理、分析計算方法以及各種影響因素。在介紹基礎理論的同時，增加了有限元溫度場計算、觸頭彈跳分析、電器電極材料噴濺侵蝕計算、三維電磁場計算、電磁機構動態計算、零電流分斷技術等相關內容，這些內容都是行業關注的熱點問題。課程還結合科研團隊的研究成果介紹了電器技術的發展以及電器的智慧型化問題。

課程大綱

第1講 概論 1 電器的定義和分類 2 典型電器的結構原理 3 電器涉及的主要理論 4 低壓電器相關新技術的發展 第1講 選擇題 第2講 電器的發熱理論 1 電器在工作中為什麼會發熱 2 電器允許溫升的確定原則 3 電器穩定溫升的計算 4 典型電器的溫升計算 5 不同工作制下的溫升計算 6 電器的熱穩定性與採用有限元法計算電器的溫升 第2講 選擇題 第2講作業 第3講 電器的電動力理論 1 電器中的電動力現象 2 電器中的電動力計算 3 典型導體間的電動力 4 交流電動力計算 5 觸頭間電動力計算與電器的電動穩定性 第3講 選擇題 第3講作業 第4講 電器的電接觸理論 1 電器中的電接觸現象 2 接觸電阻的理論與計算 3 影響接觸電阻的主要因素 4 接觸區域的熱效應 5 觸頭的振動 6 觸頭主要參數與觸頭彈跳 7 觸頭的熔焊、磨損、材料轉移 第4講 選擇題 第4講作業 第5講 氣體放電與電弧 1 氣體放電 2 氣體放電特性 3 電弧物理特性 4 直流電弧的特性 5 直流電弧的熄滅原理 第5講 選擇題 第5講作業 第6講 交流電弧 1 交流電弧的基本特性 2 交流電弧對電路的影響

3 交流電弧的介質恢復過程 4 交流電弧的介質恢復特性計算與分析 5 交流電弧的電壓恢復過程 6 交流電弧的電壓恢復過程計算 7 交流電弧的熄滅原理 第6講 選擇題 第6講作業 第7講 開關電器的典型滅弧裝置 1 磁吹與金屬柵片滅弧原理 2 縱縫滅弧與熔斷器 3 真空滅弧與SF6滅弧原理 4 零電流分斷控制原理 第7講 選擇題 第7講作業 第8講 電器中的電磁機構 1 電器中的電磁機構 2 電磁場的基本概念與基本定律 3 典型電磁系統的結構原理與分類 4 電磁系統的基本特性分析 5 磁路的基本概念 6 磁路中氣隙磁導的分析 7 磁路中氣隙磁導的計算 第8講 選擇題 第8講作業 第9講 交直流電磁系統 1 典型直流電磁系統的特性分析 2 直流電磁系統的等效計算 3 典型直流電磁系統的計算舉例 4 交流電磁系統的特性分析 5 交流電磁系統的磁路計算 6 交流電磁系統的計算實例 第9講 選擇題 第9講作業 第10講 電磁吸力計算與分析 1 電磁系統的吸力計算方法 2 電磁系統靜態吸力特性分析 3 不同情況電磁系統靜態吸力特性比對 4 電磁系統中短路環的工作原理與吸力特性計算分析 5 含永久磁鐵的磁路分析 6 含永久磁鐵的磁路計算 7 電磁機構動態特性簡介 第10講 選擇題 第10講作業

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

專業知識

學習電器理論基礎需預備電路、高等數學、電子技術、電磁場理論等專業知識。

課程教材

書名	編著	ISBN	出版社	出版時間
《電器理論基礎》	許志紅	978-7-111-44725-2	機械工業出版社	2014年1月

（表格資料來源：）

學習資料

電器理論基礎的學習資料為《開關電器現代設計方法》《輸配電系統電力開關技術》《開關電器計算學》《常用低壓電器原理及其控制技術》《工廠電氣控制技術》《低壓電器技術手冊》《真空開關電器》《電器理論基礎》《現代高壓電器技術》。

書名	作者	ISBN	出版社	出版時間
《開關電器現代設計方法》	劉志遠，紐春萍	978-7-111-58414-8	機械工業出版社	2017年
《輸配電系統電力開關技術》	勒內.斯梅等著，劉志遠，王建華等譯	978-7-111-62086-0	機械工業出版社	2019年
《開關電器計算學》	榮命哲，吳翊	978-7-03-058165-5	科學出版社	2019年
《常用低壓電器原理及其控制技術》	王仁祥	7-111-08994-4	機械工業出版社	2010年
《工廠電氣控制技術》	方承遠	7-111-03274-8		1998年
《低壓電器技術手冊》	尹天文	978-7-111-46838-7		2014年
《真空開關電器》	熊泰昌	7-5084-1251-6	中國水利水電出版社	2002年
《電器理論基礎》	張冠生	7-111-01714-5	機械工業出版社	1983年
《現代高壓電器技術》	林莘	7-111-09969-9		2011年

（表格資料來源：）

授課目標

1、掌握電器溫升的計算方法以及在不同工作制下電器的工作情況。

2、掌握電動力計算方法、電器中交流單相、交流三相系統的電動力計算方法。

3、掌握電接觸的基本特徵，了解影響接觸電阻的主要因素。

4、掌握直流電弧的基本概念與基本特性，了解直流電弧的熄滅原理。

5、根據電器中典型電磁系統的工作特點，分析磁路、磁阻、主磁通、漏磁通、磁勢等基本概念，掌握磁阻、磁導的計算方法。

6、掌握單相交流電磁系統的吸力計算與特性分析，了解含永久磁鐵的磁路的特點與計算。

課程特色

該課程在介紹基礎理論的同時，增加了有限元溫度場計算、觸頭彈跳分析、電器電極材料噴濺侵蝕計算、三維電磁場計算、電磁機構動態計算、零電流分斷技術等行業關注的熱點問題及相關內容。

教師簡介

該課程教學團隊來自福州大學，其中許志紅為教授，湯龍飛為副教授、鄭昕為導師、莊傑榕為講師。