電機學(華東交通大學建設的慕課)

電機學課程是華東交通大學建設的慕課、江西省精品線上開放課程、江西省線上線下一流課程、江西省防疫期間線上教學優質課，於2019年10月28日在中國大學MOOC首次開課，授課教師為張建輝、曾建軍、胡文華、許瑩瑩、彭偉發。據2022年4月中國大學MOOC官網顯示，該課程已經開課6次。

該課程共6章，包括電機學入門知識、直流電機、變壓器、交流旋轉電機的共同理論、三相異步電機、同步電機。

基本介紹

• 中文名：電機學
• 外文名：Electrc Machinert
• 建設院校：華東交通大學
• 授課平台：中國大學MOOC
• 類別：慕課、江西省精品線上開放課程、江西省線上線下一流課程、江西省防疫期間線上教學優質課
• 開課時間：2019年10月28日（首次）
• 授課教師：張建輝、曾建軍、胡文華、許瑩瑩、彭偉發

課程性質

課程背景

電能是世界上公認的清潔能源，電能的產生、變換、實用和控制都離不開電機，只要有電的地方，都能看到電機身影。電機在工業、農業、交通運輸業、國防工程等領域發揮著至關重要的作用。

課程定位

電機學課程是研究電、磁及能量轉換關係的課程，也是電機工程專業的基礎課程。通過該課程的學習，使學習者理解電機的基本工作原理，熟知典型電機的方程式、等效電路和相量圖，掌握電機學基本分析方法，具備分析和解決工程實踐中與電機相關問題的能力，為學習其它專業課以及從事專業工作打下基礎。

適應專業

電機學課程適合電氣類專業學習。

課程簡介

電機學課程共6章，第1章介紹磁路的基本概念及物理量、電機鐵磁材料的特性、電機學中常用的電工定律等內容；第2章講述直流電機的結構及額定值、直流電機空載磁場及電樞磁場、他勵直流發電機的基本方程式及運行特性等知識；第3章介紹變壓器電磁量正方向的判定方法、三相變壓器空載運行時的電動勢波形、變壓器的運行性能分析等內容；第4章講述三相單層整距分布繞組、三相交流繞組的磁動勢、交流旋轉電機的磁場等知識；第5章介紹異步電機的運行狀態與額定值、三相異步電機的功率與轉矩、三相異步電機的工作特性等內容；第6章講述同步電機的基本結構及工作原理、同步發電機並聯合閘的條件及方法、有功功率的調節和靜態穩定等知識。

課程大綱

1 電機學入門知識	4 交流旋轉電機的共同理論
1.1 電機的概念及分類	4.1 交流繞組的基本概念
1.2 磁路的基本概念及物理量	4.2 三相集中繞組的特點
1.3 電機鐵磁材料的特性	4.3 三相單層整距分布繞組
1.4 電機學中常用的電工定律	4.4 三相雙層短距分布繞組
1.5 鐵心線圈電路分析	4.5 交流旋轉電機的磁場
本章小結及學習指導	4.6 單相交流繞組的磁動勢
第1章 精選例題解析	4.7 三相交流繞組的磁動勢
第1章 單元測驗	本章小結及學習指導
2 直流電機	第4章 精選例題解析
2.1 直流電動機工作原理	第4章 單元測驗
2.2 直流發電機工作原理	5 三相異步電機
2.3 直流電機的結構及額定值	5.1 異步電機的類別與結構
2.4 直流電機的勵磁方式	5.2 異步電動機的工作原理
2.5 單疊繞組的聯接規律	5.3 異步電機的運行狀態與額定值
2.6 直流電機空載磁場及電樞磁場	5.5 三相異步電機轉子堵轉時的電磁關係
2.7 直流電機的電樞反應	5.4 三相異步電機轉子開路時的電磁關係
2.8 直流電機的感應電動勢及電磁轉矩	5.6 三相異步電機轉子旋轉時的電磁關係
2.9 直流電機的可逆運行	5.7 三相異步電機的等效電路
2.10 他勵直流發電機的基本方程式及運行特性	5.8 三相異步電機的功率與轉矩
2.11 並勵直流發電機自勵建壓過程分析	5.9 三相異步電機的參數測定
2.12 他勵直流電動機的基本方程式及運行特性	5.10 三相異步電機的工作特性
本章小結及學習指導	本章小結及學習指導
第2章 精選例題解析	第5章 精選例題解析
第2章 單元測驗	第5章 單元測驗
3 變壓器	6 同步電機
3.1 變壓器的用途、類別及結構	6.1 同步電機的基本結構及工作原理
3.2 變壓器電磁量正方向的判定方法	6.2 同步發電機的空載運行
3.3 變壓器的空載運行	6.3 同步發電機的電樞反應
3.4 變壓器的負載運行	6.4 隱極式同步發電機的電動勢相量圖及等效電路
3.5 變壓器參數的測定	6.5 凸極式同步發電機的電動勢相量圖及等效電路
3.6 標麼值的定義及套用	6.6 同步發電機的運行特性
3.7 變壓器的運行性能分析	6.7 同步發電機並聯合閘的條件及方法
3.8 三相變壓器連線組號判定	6.8 同步發電機併網後的空載運行與負載運行
3.9 三相變壓器空載運行時的電動勢波形	6.9 有功功率的調節和靜態穩定
3.10 三相變壓器的並聯運行	6.10 無功功率的調節和V形曲線
本章小結及學習指導	本章小結及學習指導
第3章 精選例題解析	第6章 精選例題解析
第3章 單元測驗	第6章 單元測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

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	2019年10月28日~2020年01月11日	張建輝、曾建軍、胡文華	4小時每周	2622
第2次開課	2020年02月10日~2020年07月15日			4379
第3次開課	2020年08月25日~2021年01月23日			3220
第4次開課	2021年02月22日~2021年07月18日			2447
第5次開課	2021年08月16日~2022年01月16日	張建輝、曾建軍、胡文華、許瑩瑩、彭偉發		2275
第6次開課	2022年02月14日~2022年07月17日	張建輝、曾建軍、胡文華、彭偉發		待定

課程特色

1、電機學課程視頻內容化繁為簡、通俗易懂，並提供PPT課件下載，每章均配有學習指導和習題課視頻，適合自學；

2、電機學課程結合工程案例來授課，理論與實踐相結合，全方位多角度把知識點講實、講透、講清。

教學目標

1、理解電機磁路的特點及常用鐵磁材料的特性，能夠套用複數運算、三角函式變換、傅立葉級數、安培環路定律、電磁力定律、電磁感應定律等數學、物理知識對電機系統的電磁關係進行識別、判斷和分解。

2、熟知直流電機、變壓器、三相異步電動機、同步發電機等普通電機的基本結構、工作原理、基本分析方法、能量轉換關係及工作特性；並能夠根據需求進行理論分析，選擇合適的方案獲取電機特性及參數。

3、運用電機學的基礎理論知識和分析方法，恰當表述電氣工程系統的穩態問題，能夠建立合適的數學模型進行電磁分析及參數計算，以獲取解決方案。

教學要點

教學方法

1、藉助線上慕課做好課前預習、課後複習鞏固；

2、課堂上多聽、多思、多互動；課下多做題目、多問問題、多動手實踐；

3、利用教材和學習指導書，及時歸納總結重點難點。

學習預備

預備知識

學習電機學課程需要掌握高等數學、大學物理、電路原理等課程的相關知識。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《電機學》	戈寶軍，梁艷萍，陶大軍	2020年	高等教育出版社
《電機學（第五版）》	李發海，朱東起	2013年	科學出版社
《電機學與拖動基礎》	張建輝，徐曉玲	2020年	西南交通大學出版社
《電機學（第五版）》	湯蘊璆	2014年	機械工業出版社
《電機與拖動學習指導與實驗教程》	徐曉玲，張建輝	2019年	西南交通大學出版社
《電機學重點難點解析》	李勇，趙猛，王騫	2019年	高等教育出版社
《電機學學習指導》	孫旭東，王善銘	2007年	清華大學出版社

所獲榮譽

2020年9月17日，電機學課程被江西省教育廳認定“江西省精品線上開放課程”。

2021年12月31日，電機學課程獲評“江西省防疫期間線上教學優質課一等獎”。

2021年12月31日，電機學課程被江西省教育廳認定“江西省線上線下一流課程”。

教師簡介

張建輝，男，碩士，華東交通大學講師。

曾建軍，男，碩士，華東交通大學講師，華東交通大學電氣與自動化工程學院院長助理、黨委委員，研究方向：交通信息工程及控制、電機與電器。

胡文華，男，華東交通大學副教授，主講課程：電力電子技術、電機學、交流調速系統。

彭偉發，華東交通大學講師。

許瑩瑩，華東交通大學講師，從事電子電路等基礎課程教學工作。