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1、2017/12/26,1,电气工程ABC,企业供电实习讲座,一、电气工程的名称及内涵二、电气工程的学科地位三、电气工程的体系结构和研究内容四、电气工程的前沿领域五、电气工程的发展趋势,2017/12/26,2,一、电气工程的名称及内涵01,对于现代人的生活来说，电已经成为不可缺少的东西，这是不言而喻的。无论是在家里还是在学校，或者在车间还是在街上，我们每天的生活都受到眼睛看不见的电的恩惠。比如电灯和电扇、冷暖空调和电视机，还有微波炉和电冰箱，从电话、卫星转播直至计算机，我们舒适安全的生活离开了电就一天也不能维持下去。,2017/12/26,3,一、电气工程的名称及内涵02,对我们来说，电是最重
2、要的“生命线”之一。为了产生出电并把它输送到每户家庭和车间，使它能得到合理有效的利用，无数的人正在日以继夜地努力工作着。而电的生产、输送、分配、应用以及研究是离不开电气工程这门学科的。,2017/12/26,4,一、电气工程的名称及内涵03,电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，涉及电力生产和电工制造两大工业体系。电气工程的发展水平是衡量社会现代化程度的重要标志，是推动社会生产和科学技术发展，促进社会文明的有力杠杆。,2017/12/26,5,一、电气工程的名称及内涵 04,早在1883年电能开发的萌芽时期，恩格斯就曾评价了它的意义：“这实际上是一次巨大的革命。蒸汽机教我们把热变
3、成了机械运动，而电的利用将给我们开辟一条道路，使一切形式的能热、机械运动、电、磁、光互相转化，并在工业中加以利用。循环完成了。,2017/12/26,6,一、电气工程的名称及内涵 05,德普勒的最新发现，在于能够把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离，并在那一端加以利用这件事还只是处于萌芽状态，这一发现使工业几乎彻底摆脱了地方条件所规定的一切界限，并且使得极遥远的水力的利用成为可能，如果在最初它只是对城市有利，那末到最后它将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆。”一个多世纪以来人类社会的发展历程，充分说明了这一预见的正确性。,2017/12/26,7,一、电气工
4、程的名称及内涵 06,电磁是自然界普遍存在的一种基本物理属性。因此，研究电磁规律及其应用的电气工程科学技术对物质生产和社会生活的各个方面，包括能源、信息、材料等现代社会的支柱都有着深刻的影响。,2017/12/26,8,一、电气工程的名称及内涵 07,电能作为一种二次能源，它便于与各种一次能源进行转换，从多种途径获得来源（如水力发电、火力发电、核能发电、太阳能发电等）；同时，又便于转换为其它能量形式以满足社会生产和生活的各种需要（比如电动力、电热、电化学能、电光源等）。,2017/12/26,9,一、电气工程的名称及内涵 08,与其它能源相比，电能在生产、传送、使用中更易于调控。这一系列优点，
5、使电能成为最理想的二次能源，格外受到人们关注。电能的开发及其广泛应用成为继蒸汽机的发明之后，近代史上第二次技术革命的核心内容。,2017/12/26,10,一、电气工程的名称及内涵 09,20世纪出现的大电力系统构成工业社会传输能量的大动脉，以电磁为载体的信息与控制系统则组成了现代社会的神经网络。各种新兴电工材料的开发、应用，丰富了现代材料科学的内容，它们既得益与电气工程的发展，又为电气工程的技术进步提供了物质条件。,2017/12/26,11,一、电气工程的名称及内涵 10,电气工程科学技术的基础理论的成就极大地丰富了人类思维的宝库。物质世界统一性的认识，近代物理学的诞生，以及系统控制论的发
6、展等，都直接或间接地受到电工发展的影响。反过来，各相邻学科的成就也不断促进电工向更高的层次发展。,2017/12/26,12,一、电气工程的名称及内涵 11,电气工程从专业名称来看，它具有以下特点：强弱电结合、电工技术与电子技术结合、软件与硬件结合、元件与系统结合、运行与制造结合。电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础。电力的应用在不断地深化和发展，就目前国内外水平而言，在今后相当长的时期内，电力的需求将不断增长。社会对电气工程科技工作者的需求是普遍且长期的。,2017/12/26,13,一、电气工程的名称及内涵 12,总而言之电气工程就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与
7、改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等,2017/12/26,14,电气与电器的区别,凡是根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备均称为电器。电器的分类方法：1、按工作电压高低分高压电器和低压电器；2、按动作方式分自动切换电器和非自动切换电器；按执行功能分触点电器和无触点电器。电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。电气是指整个电气线路,包括控线路,主回路,还有线路上所带的各种设备；电器是指具体的用电器具。
8、其实电气这个词是过去人们对电的本质不了解，以为电与气差不多，开关一开就来啦，总把电与气联系在一起；以后便沿袭了下来。,2017/12/26,15,二、电气工程的学科地位01,对电气工程的学科地位可以从以下几个方面来认识。第一、电气工程学科是一个传统学科。已经过去的20世纪是电气工程的世纪。伟大导师列宁曾说过：共产主义就是苏维埃加电气化。他指出了当时人们在精神和物质两个方面的最高追求。,2017/12/26,16,二、电气工程的学科地位02,而现在21世纪，发达国家大学的电气工程学科已大大萎缩，在发达国家的电气工程系（EE）中，传统意义上的电气工程学科只占很小一部分，而源于电气工程学科的信息学科
9、和电子学科成为电气工程系（EE）的主体。但是，我国的重点工科大学都把电气工程学科作支柱性学科。,2017/12/26,17,二、电气工程的学科地位03,第二、我国和发达国家国情不同，发展阶段不同。发达国家的发电机装机容量已经饱和、输电走廊也已饱和，20年来几乎没有增加。而我国目前装机容量仅5亿多千瓦，未来20年根据国民经济的需要将要发展到1520亿千瓦，还有很大的发展空间。因此，需要大量的电气工程人才。,2017/12/26,18,二、电气工程的学科地位04,第三、信息学科源于电气学科，它已成为领导科技潮流的学科，给其它学科带来发展生机，信息学科如皓月当空，电气学科则是近水楼台。虽然未来20年
10、中，我国仍需要大量的电气工程人才，但对人才的知识结构的要求将发生很大的变化，毕业生对信息科学、计算机科学及自动化科学应有更广泛的了解。,2017/12/26,19,二、电气工程的学科地位05,电气工程学科是成熟学科，但仍有大量的科学问题需要解决。电气工程学科也要与时俱进，其出路在于和信息科学、材料科学、能源科学的融合。正如中国将成为世界制造工厂一样，中国将成为世界电气工程的科学研究中心。,2017/12/26,20,二、电气工程的学科地位06,各工科大学不仅要给我国培养大量的电气工程人才，还将为发达国家及第三世界国家输出技术和人才。从某种意义上讲，电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正
11、因为此，电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。鉴于以上认识，未来20年中，电气工程学科在我国仍占有举足轻重的地位。,2017/12/26,21,三、电气工程的体系结构和研究内容 01,在电气工程领域，电气工程是一级学科，它包含5个主干二级学科。分别是：电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术。,2017/12/26,22,2017/12/26,23,三、电气工程的体系结构和研究内容 02,各二级学科的研究内容如下：电机与电器学科的研究内容为以电机电器为核心，集设计、运行、调节、控制和监测为一体的研究领域，形成了现代电机理论与应
12、用、电气设备状态监测与智能诊断理论与方法、新型数字化驱动系统与控制技术和电机物理场数值计算方法及其应用等四个研究方向。,2017/12/26,24,三、电气工程的体系结构和研究内容 03,电力系统及其自动化学科研究范围包括电力系统分析、运行和控制；电力系统规划和可靠性；电力系统继电保护及安全自动装置；电力系统自动化技术；新型输电系统；电力市场及其运营；牵引供电理论与技术；船舶与海洋工程的发、供电系统。,2017/12/26,25,三、电气工程的体系结构和研究内容 04,高电压和绝缘技术的研究内容涉及高电压数字测量与计量、电气设备在线检测与故障诊断、电力系统过电压与绝缘配合、工程电介质与特种绝缘
13、技术、高电压技术在非电力系统中的应用、电力系统电磁兼容。,2017/12/26,26,三、电气工程的体系结构和研究内容 05,电力电子与电力传动学科研究范围包括电力电子器件的原理、制造及其应用技术，电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计，电力电子系统故障诊断及可靠性，电力传动及其自动控制系统，电力牵引，电磁测量技术与装置。,2017/12/26,27,三、电气工程的体系结构和研究内容 06,电工理论与新技术的研究内容涉及电路分析与优化设计、电磁场生态环境效应、神经网络与遗传算法、网络智能应用、新型传感器、多媒体数据库理论及应用。,2017/12/26,28,四、电气工程的前沿领域,电
14、气工程的前沿领域涉及许多方面，比如：机电一体化、工业机器人、加速器、大功率电脉冲装置、大功率激光设备、受控核聚变装置等。从教学与科研角度划分，电气工程的前沿领域可分为11个方向：通讯与网络，计算机科学与工程，信号处理，系统控制，电子学与集成电路，光子学与光学，电力，电磁学，微结构（Microstructure），材料与装置，生物工程。,2017/12/26,29,1. 通讯与网络,通讯与网络是目前很热门的学科方向之一，主要包括无线网络与光网络，移动网络，量子与光通讯，信息理论，网络安全，网络协议与体系结构，交互式通讯，INTERNET运行性能建模与分析，分布式高速缓存系统，开放式可编程网络，路
15、由算法，多点传送协议，网络电话学，带宽高效调制与编码系统，网络中的差错控制理论及应用，多维信息与通讯理论，快速传送连接，服务质量评价，网络仿真工具，网络分析，神经网络；信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的信息网络化问题，包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本方向与信号处理，计算机，控制与光学等广泛交叉。,2017/12/26,30,2.计算机科学与工程,计算机科学与工程涉及领域较宽广，包括计算机图形学，计算机视觉技术，口语系统，医学机器人，医学视觉，移动机器人学，应用人工智能，有生物灵感的机器人及其模型。医疗决策系统，计算机辅助自动化，计算机体系结构，网络与移动系统，并行与分布式操作系统，
16、编程方法学，可编程系统研究，超级计算技术，复杂性理论，计算与生物学，密码学与信息安全，分布式系统理论，先进网络体系结构，并行编辑器与运行时间系统；并行输入输出与磁盘结构，并行系统、分布式数据库和交易系统，在线分析处理与数据开采中的性能分析。,2017/12/26,31,3.信号处理,信号处理技术是现代电气电子工程的基础。包括声音与语言信号处理，图象与视频信号处理，生物医学成像与可视化，成像阵列与阵列信号处理，自适应与随时间变化的信号处理，信号处理理论，大规模集成电路（VLSI）体系结构，实时软件，统计信号处理，非线性信号处理与非线性系统标识，滤波器库与小波变换理论，无序信号处理，分形与形态信号
17、处理。,2017/12/26,32,4.系统控制,系统控制包括鲁棒与最优控制，鲁棒多变量控制系统，大规模动态系统，多变量系统的标识，制造系统，最小最大控制与动态游戏，用于控制与信号处理的自适应系统，随机系统，线性与非线性评估的设计，随机与自适应控制等等。,2017/12/26,33,5.电子学与集成电路,本领域包括微电子学与微机械学，纳电子学（Nanoelectronics），超导电路，电路仿真与装置建模，集成电路（IC）设计，大规模集成电路中的信号处理，易于制造的集成电路设计，集成电路设计方法学，A/D与D/A转换器，数字与模拟电路，数字无线系统，RF电路，高电子迁移三极管，雪崩光电管，声控电荷传输装置，封装技术，材料生长及其特征化。,
