其观察和测量技术； ⑥ 电能质量的理论及其测量、控制； ⑦ 可再生能源发电、电能存储和电力变换技术； ⑧ 现代测量原理及传感技术； ⑨ 脉冲功率技术与低温等离子体应用基础； ⑩ 电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、
控制及规划的理论及其应用。
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1.4 电气工程的理论基础
一． 电路理论的基本概念与基本定律
EMTP侧重的是系统级的运行工况而不是个别 元件的细节。它包含电机、变压器、传输线、二 极管、晶闸管和开关等元件的模型。
•电机电器及其控制 •电力系统及其自动化 •高电压与绝缘技术 •电气技术
电气工程及其 自动化专业
注：在同时颁布的工科引导性专业目录中，把电气工程及其自动化 专业和自动化专业中的部分合并为电气工程与自动化专业。
4
在研究生学科专业目录中，电气工程是工学 门类中的一个一级学科，包含五个二级学科: 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
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2. PSpice
SPICE 是美国加州 大学Berkely分校在20 世 纪 70 年 代 早 期 为 集 成电路仿真开发的， 它是低功率等级电力 电子最广泛应用的仿 真程序。
微机版本的SPICE 称为PSpice。
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3.EMTP
EMTP (Electro-Magnetic Transient Program) 是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软 件,是电力系统中高电压等级的电力网络和电力电 子仿真应用最广泛的程序。
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时间
典型事件及意义
代表人物
1832年
第一台实用的直流发电机 皮克斯，法国
1834年
第一台实用的电动机
雅可比，德籍俄国人
1866年
第一台自激式发电机
西门子，德国
19
20
皮克斯发明的直流发电机
雅可比发明的世界上第一台电动机模型与实用电动机
21
西门子与他的自激式发电机
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麦克斯韦与他所著的《电磁通论》
楼宇智能化
智能建筑供配电 智能建筑通讯 智能建筑防盗 综合布线系统
……
数字化
数字化测控 数字信号处理 数字仿真分析 数字电力系统
……
信息化
信息获取与处理 信息传输 信息应用
信息系统安全 ……
网络化
电力网络 信息通信网络 工业控制网络 SCADA/EMS DMS/DSM/GIS
……
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27
线控汽车
全电旅游船电气设备布置
研究通电导线之间的吸 引或排斥现象，随后建 立安培定律
1826年 1831年
欧姆定律
发现电磁感应现象并建 立电磁感应定律
1864年 麦克斯韦方程
安培，法国
欧姆，德国 法拉第，英国 麦克斯韦，英国
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伏特与伏打电池
15
安培与他的实验装置
16
欧姆与他的实验装置
17
法拉第与最早的发电机——法拉第盘
23
电弧灯（左）与爱迪生发明的白炽灯
24
1882年，爱迪生在纽约建立发电厂
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1.3 电气工程的发展前景
生命科学
生物医学电磁技术 磁共振成像技术
……
电工高新技术
磁悬浮技术 磁流体发电技术
……
材料科学
超导材料 半导体材料
永磁材料
……
电气驱动与 控制
“线控”汽车 全电舰船
多(全)电飞机 ……
电气工程
目前，我国的电气工程及其自动化专业不 包括通信。
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电气科学与工程的学科分类
1. 电磁学与电路理论 2. 电机电器学 3. 电力系统 4. 电工材料学 5. 高电压与绝缘 6. 电力电子学 7. 脉冲功率技术 8. 放电理论与放电等离子体 9. 超导电工学 10. 生物电磁学 11. 电磁兼容 12. 新能源与新发电技术
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“电气工程” Electrical Engineering的英 文定义是：
The branch of engineering science that studies the uses of electricity and the equipment for power generation and distribution and the control of machines and communication 。 （ 工 程 科 学 的 一 个 分 支 ， 研究电气的应用和发配电设备与机械布置
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智能楼宇示意图
近年来的研究热点：
① 电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各 类问题；
② 生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术； ③ 气体放电及多相混合体放电问题； ④ 基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器； ⑤ 反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及
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1.2 电气科学与工程的发展简史
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时间 公元前七世纪 公元前一世纪 1600年
1660年 1745年
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
静电吸引
王充（叙述），中国
《论磁石》论述磁 吉尔伯特，英国 现象
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克，德国
发明莱顿瓶
荷兰莱顿大学，克里斯特与 莫什布鲁克
9
吉尔伯特和他的著作《论磁石》
10
带有莱顿瓶的起电机
11
时间 1747年
典型事件 发明避雷针
人物/国家 富兰克林 ，美国
1785年 发现库仑定律
库仑，法国
1800年 发明伏打电池
伏打，意大利
12
库仑和他发明的扭力天平
13
时间
典型事件及意义
人物/国家
1820年 发现电流的磁效应
奥斯特，丹麦
1820年
1. 电路的基本物理量及其正方向； 2. 欧姆定律； 3. 基尔霍夫定律。
I
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U
R
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U 6V
R
I -2A
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32
电磁场理论的基本概念与基本定律
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1.5 电气工程常用的计算机程序简介
1. MATLAB
MATLAB是美国Mathwork 公司自1984年开始推出的一种使 用简便的工程计算语言，由于其 强大的数值运算能力和开放灵活 的应用界面而在科学技术和工程 应用的各个领域得到广泛的应用. 其数学计算部分提供了强大的矩 阵处理和绘图功能。在工程仿真 方面，MATLAB提供的软件几乎支 持各个工程领域。
电气工程概论
范瑜 主编 高等教育出版社
第1章 绪论
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1.1 电气工程在国民经济中的地位 电气工程是与电能生产和应用相关的技术，
同时它也是工程教育体系中的一个学科。 在我国高等学校的本科专业目录中，电气工
程对应的专业是电气工程及其自动化或电气工程 与自动化。
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1998年国家颁布的大学本科专业目录