第2章 电气工程学科概述1.ppt

　　按照电气工程及其自动化专业教学指导分委会的专业规范，电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制3个部分。电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展和延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生的，电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。 　　在专业内容和知识结构上，以电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与应用、计算机语言与程序设计、信号分析与处理、自动控制原理课程作为专业基础，以电气工程导论、电机学、电力电子技术、电力系统基础作为专业课，以电力系统分析、电力系统继电保护、电机设计、电机控制、电器学、高电压工程、电气绝缘、电力拖动作为专业方向课程，达到掌握电机学理论、电力电子技术和电力系统基础相关知识，掌握电工技术、电子技术、计算机与网络、控制原理、信号分析与处理等专业类的基础理论与技术，掌握电机理论、电力电子技术和电力系统基础专业知识与相关理论，掌握电力系统及其自动化、电机电器及其控制、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动专业方向之一的相关知识内容与理论。 2.3.2 电气工程学科的内涵 　　电气工程学科包含电能科学与技术、电磁场与物质相互作用等两个知识领域，它们相互依存、相互渗透和相互支撑，共同的理论基础是电网络理论、电磁场理论、电磁测量技术。 　　电能科学与技术领域主要研究：电能与机械能、热能、声能、光能、化学能、风能、磁能等其他形式的能量直接和间接转化的原理、方法及其与信息控制组成的一体化系统的过程建模、行为控制和结果仿真，电磁能量储存的新原理、新介质、新器件及其控制技术，大型电力系统及特种电力系统的建模与仿真，安全稳定控制和灾变性事故的防治，以及考虑经济、环保、能源布局、市场机制等多种因素的电力系统最优规划、建设及运行的理论和方法；电力电子新材料和新器件的基础理论和基础技术，电力电子变流、控制、应用的理论、方法和技术；电磁能量在时间和空间上压缩形成功率脉冲的原理、器件、方法和技术。 　　电磁场与物质相互作用领域主要研究：电介质材料的宏观特性与微观结构的相互关系，微观带电粒子的输运、极化与松弛、老化与破坏、空间电荷效应，电介质微观结构设计与改性的原理和方法；高电压的产生、测量和控制原理及方法，高压绝缘结构中气、液、固不同介质分界面、介质组合体放电击穿及老化的特性和机理，雷电及过电压的防护理论和方法，绝缘检测及故障诊断的原理和方法；气体放电的理论模型与仿真，特种条件下的放电规律，特种放电形式与放电等离子体的产生方法及控制技术，放电等离子体与物质相互作用的现象、机理及应用技术；脉冲功率作用下物质的电磁特性及其对功率脉冲生成的影响，脉冲功率作用下的新现象及其在高技术领域中应用的理论和方法； 　　超导强磁体的制造及其在高科技领域中应用的理论和方法，超导电机、超导储能、超导输电、超导故障限流技术及其在电力系统中应用的理论和方法；生命活动中电磁现象的规律、产生机理、测量方法及其应用电磁场和电网络理论进行分析和建模，电磁场对生物体作用的现象、规律、机理及其在医学诊断与治疗中的应用；电磁污染的产生、危害、评估方法及防护技术，利用电磁场效应或放电等离子体处理废水、废气、废渣等环境污染的原理、方法和技术；电磁干扰产生的原因、传输及耦合机理，设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能而不产生降低功能的相互影响的预测方法、评估手段及防护技术。 　　共同基础主要研究：电磁场在介质域内及边界上的变化规律，电磁力和能量特性，以及相关问题分析与综合的解析计算和数值计算方法；电路元件特性及基于基尔霍夫定律和特勒根定理、基于电路拓扑理论和其他相关现代数学理论的复杂电网分析、综合及故障诊断的方法；材料、元件、设备及系统电磁参数及电磁特性测量的原理、方法及其信息化结合技术。 　 电气工程学科专业是一个基础性强、派生能力活的专业。电气工程和生命科学的交叉已经产生了生物医学工程专业，对生命中电磁现象的研究产生了一门生物电磁学。电气工程和材料科学的交叉形成了超导电工技术和纳米电工技术。电气工程和电子科学以及控制科学的交叉产生了电力电子技术。电力电子技术不但给电气工程的发展带来了极大的活力，同时电力电子技术也成为电气工程的重要分支。 2.4 电气工程学科的主要研究领域和未来研究热点 2.4.1 电气工程学科的主要研究领域 　　传统的电气