本書是為“電氣工程及其自動(dòng)化”等電氣工程類專業(yè)而編寫，內(nèi)容包括緒論、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)、電機(jī)與電器技術(shù)、電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng)、高電壓與絕緣技術(shù)、電工新技術(shù)。本書從培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的目標(biāo)出發(fā)，各章重點(diǎn)介紹了電氣工程各領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀、基本理論、實(shí)用新技術(shù)的應(yīng)用、典型實(shí)例及未來的發(fā)展趨勢。本書內(nèi)容涉及的知識(shí)面廣，注重理論與實(shí)際相結(jié)合并突出應(yīng)用。另外，每章都配有思考題，以指導(dǎo)讀者深入地進(jìn)行學(xué)習(xí)。本書較好地平衡了工程應(yīng)用與基礎(chǔ)理論之間的關(guān)系，對(duì)電氣工程類專業(yè)的學(xué)生全面了解電氣工程及其學(xué)科、專業(yè)與課程體系，提高學(xué)習(xí)自主性有很大幫助，能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的積極性與主觀能動(dòng)性。本書既可作為本科電氣工程類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可用作工程技術(shù)人員的參考用書。
有助于學(xué)生厘清電氣工程類專業(yè)的構(gòu)建體系，明確學(xué)習(xí)目的，對(duì)電氣工程類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)可以起到“專業(yè)啟蒙”作用，對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起到承前啟后的作用。各章都融合課程思政元素，注重對(duì)讀者的素質(zhì)教育、工程應(yīng)用和實(shí)踐以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使讀者具有專業(yè)使命感，塑造正確的工程價(jià)值觀和辯證客觀的思維意識(shí)，為今后走上工作崗位做好前期的鋪墊。
隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)逐漸向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變，從而對(duì)電氣工程類專業(yè)的學(xué)生提出了更高的要求。但由于剛?cè)雽W(xué)的新生接觸的專業(yè)知識(shí)有限，所以對(duì)這個(gè)專業(yè)以及如何學(xué)好這個(gè)專業(yè)、需要哪些方面的專業(yè)技能、當(dāng)今社會(huì)乃至世界這方面的發(fā)展情況如何等等，都不是很清晰，不能給自己一個(gè)學(xué)習(xí)和探索的定位。本書有助于學(xué)生厘清電氣工程類專業(yè)的構(gòu)建體系，明確學(xué)習(xí)目的，對(duì)電氣工程類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)可以起到“專業(yè)啟蒙”作用，對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起到承前啟后的作用。本書涵蓋了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)、電機(jī)與電器技術(shù)、電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng)、高電壓與絕緣技術(shù)、電工新技術(shù)等基本內(nèi)容，通過對(duì)傳統(tǒng)課程內(nèi)容的整合、交融和改革，來滿足各類學(xué)校特色辦學(xué)的需要。根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，在內(nèi)容編排上注意加強(qiáng)理論教學(xué)與工程實(shí)際的有機(jī)聯(lián)系，在編寫時(shí)注重基本理論和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，在敘述上力求深入淺出，通過實(shí)例加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用技術(shù)的介紹。本書圖文并茂，文字通順易懂，便于自學(xué)。本書各章都融合課程思政元素，注重對(duì)讀者的素質(zhì)教育、工程應(yīng)用和實(shí)踐以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使讀者具有專業(yè)使命感，塑造正確的工程價(jià)值觀和辯證客觀的思維意識(shí)，為今后走上工作崗位做好前期的鋪墊。本書是黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)高等教育研究課題（23GJYBB083）及黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（SJGY20210409）的研究成果之一，可作為應(yīng)用型本科院校電氣工程及其自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。本書由張雪君任主編，孫曉波、胡海濤任副主編。孫曉波編寫了第3章、第6章，胡海濤編寫了第1章、第5章，其余章節(jié)由張雪君編寫并對(duì)全書進(jìn)行統(tǒng)稿。張雪梅、陳翠負(fù)責(zé)收集相關(guān)素材、整理PPT等配套資源，并完善本書的輔助內(nèi)容，包括案例設(shè)計(jì)、習(xí)題解答等。本書的順利出版，要感謝哈爾濱理工大學(xué)的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師給予的大力支持和幫助。在此向所有支持和幫助完成本書的各位同仁表示衷心的感謝，也要感謝書中所引用的參考資料的各位作者。由于時(shí)間倉促及編寫水平有限，書中可能存在不少缺點(diǎn)甚至錯(cuò)誤，請(qǐng)讀者原諒，并提出寶貴意見，也敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。
高等院校教師
序前言第1章 緒論 11.1 電氣工程的地位 11.2 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展 31.2.1 電氣科學(xué)與工程的起源 31.2.2 電氣科學(xué)進(jìn)入實(shí)用階段 71.2.3 電力工業(yè)的演進(jìn)與發(fā)展 101.2.4 電氣工程專業(yè)高等教育的形成 111.3 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的展望 151.4 電氣工程的理論基礎(chǔ) 181.4.1 電路理論的基本概念與基本定律 181.4.2 電磁場及電磁學(xué)的基本概念與基本定律 191.4.3 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)常用計(jì)算機(jī)軟件簡介 201.5 本科生培養(yǎng)目標(biāo)及就業(yè)領(lǐng)域 241.5.1 人才培養(yǎng)模式的發(fā)展歷程 241.5.2 培養(yǎng)目標(biāo)與定位 251.5.3 素質(zhì)和能力教育 261.5.4 師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu) 261.5.5 專業(yè)規(guī)模 271.5.6 就業(yè)方向 28思考題 29第2章 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù) 302.1 電力系統(tǒng)發(fā)展簡史 302.1.1 電力工業(yè)概況 312.1.2 中國電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 312.1.3 中國電力系統(tǒng)的展望 332.2 電力系統(tǒng)簡介 342.2.1 電力系統(tǒng)的功能與作用 342.2.2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 352.2.3 電力資源與負(fù)荷 352.2.4 電力系統(tǒng)的構(gòu)成 432.2.5 電力系統(tǒng)設(shè)備 442.2.6 交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng) 462.2.7 電力系統(tǒng)的運(yùn)行 492.3 現(xiàn)代發(fā)電技術(shù) 532.3.1 火力發(fā)電 532.3.2 水力發(fā)電 552.3.3 核能發(fā)電 602.3.4 新能源發(fā)電 632.4 現(xiàn)代電網(wǎng)技術(shù) 692.4.1 電力網(wǎng)的構(gòu)成和功能 692.4.2 變配電所 692.4.3 電力線路 692.4.4 電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度 702.4.5 電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制 732.4.6 電力企業(yè)的節(jié)能 772.4.7 輸電技術(shù)及新輸電方式 782.5 電力系統(tǒng)供用電技術(shù) 792.5.1 電力負(fù)荷控制技術(shù) 792.5.2 電能質(zhì)量 802.5.3 節(jié)電技術(shù) 822.6 電力系統(tǒng)可靠性 842.7 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 852.7.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí) 852.7.2 常用保護(hù)繼電器及操作電源 882.8 計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)分析和自動(dòng)化中的應(yīng)用 89思考題 91第3章 電機(jī)與電器技術(shù) 923.1 電機(jī)技術(shù) 923.1.1 電機(jī)的發(fā)展歷程 923.1.2 電機(jī)的分類 943.1.3 電機(jī)的制造材料 953.1.4 電機(jī)的作用和地位 963.1.5 電機(jī)的典型結(jié)構(gòu) 973.2 變壓器技術(shù) 983.2.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 983.2.2 變壓器的分類 1003.2.3 變壓器的基本原理 1013.2.4 變壓器的應(yīng)用 1023.3 電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 1033.3.1 發(fā)電廠與新能源發(fā)電設(shè)備中的發(fā)電機(jī) 1033.3.2 工業(yè)領(lǐng)域中的電機(jī)應(yīng)用 1103.4 電器 1133.4.1 電器的發(fā)展 1133.4.2 高壓電器 1133.4.3 低壓電器 116思考題 118第4章 電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng) 1194.1 電力電子技術(shù)概述 1194.1.1 電力電子技術(shù)的發(fā)展史 1194.1.2 電力電子技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義 1204.1.3 電力電子器件的發(fā)展歷程 1214.1.4 電力電子技術(shù)的地位 1254.2 電力電子器件及功率集成電路 1274.2.1 不控型器件—二極管 1284.2.2 半控型器件—晶閘管 1304.2.3 全控型器件 1364.3 電力電子變流技術(shù) 1444.3.1 AC-DC變換 1454.3.2 DC-AC變換 1464.3.3 DC-DC變換 1504.3.4 AC-AC變換 1524.3.5 軟開關(guān)技術(shù) 1544.4 電力電子技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用 1554.4.1 電力電子技術(shù)在電源領(lǐng)域中的應(yīng)用 1554.4.2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 1564.4.3 電力電子技術(shù)在電機(jī)傳動(dòng)中的應(yīng)用 156思考題 157第5章 高電壓與絕緣技術(shù) 1585.1 高電壓與絕緣技術(shù)的發(fā)展 1585.2 電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度 1605.2.1 氣體放電的物理過程 1615.2.2 液體和固體介質(zhì)的電氣特性 1625.2.3 常用的絕緣材料 1665.3 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 1755.3.1 電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn) 1765.3.2 電氣設(shè)備絕緣的耐壓試驗(yàn) 1795.4 電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)與絕緣配合 1835.4.1 雷電過電壓及防護(hù) 1835.4.2 內(nèi)部過電壓與絕緣配合 1885.4.3 電力系統(tǒng)絕緣配合 1915.5 高電壓新技術(shù)及應(yīng)用 1925.5.1 等離子體技術(shù)及其應(yīng)用 1925.5.2 靜電技術(shù)及其應(yīng)用 1925.5.3 液電效應(yīng)及其應(yīng)用 1935.5.4 電磁發(fā)射技術(shù)及應(yīng)用 1965.5.5 在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用 1975.5.6 其他應(yīng)用 197思考題 198第6章 電工新技術(shù) 1996.1 超導(dǎo)電工技術(shù) 1996.1.1 超導(dǎo)現(xiàn)象 1996.1.2 超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展歷程 1996.2 超導(dǎo)技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用 2036.3 等離子體技術(shù) 2116.3.1 等離子體概述 2116.3.2 等離子體技術(shù)應(yīng)用 2126.3.3 聚變電工技術(shù) 2136.3.4 磁流體發(fā)電技術(shù) 2166.3.5 等離子發(fā)動(dòng)機(jī) 2186.4 高功率脈沖技術(shù) 2196.4.1 高功率脈沖技術(shù)概述 2196.4.2 高功率脈沖電源發(fā)展歷程 2206.4.3 高功率脈沖技術(shù)的應(yīng)用 2216.5 環(huán)境保護(hù)中的電工新技術(shù) 2236.5.1 電磁環(huán)境技術(shù) 2236.5.2 輸變電工程電磁環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù) 2276.5.3 環(huán)保電工技術(shù) 2276.6 生物、醫(yī)學(xué)中的電工學(xué)新技術(shù) 2316.6.1 生物領(lǐng)域電工新技術(shù) 2316.6.2 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域電工新技術(shù)應(yīng)用 231思考題 236參考文獻(xiàn) 237
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