电气工程导论论文

　《电气工程导论》

　认识报告

　 班

　 级

　 19 电工专升本

　学

　号

　2019201020101

　 学生姓名

　董若澜

　评

　语

　成

　绩

　 摘 要：进入 21 世纪，电气工程正在快速地发展，电气工程及其自动化专业与其他技术的交叉融合促进了电气工程及其自动化专业的发展。《电气工程导论》涉及的专业面宽、内容新，包含了强电、弱电、通信技术等主要内容，社会对人才的要求越来越高，为了培养多种能力、适应知识经济时代的高技能人才，需要努力提高思考、学习能力，注重实践和沟通能力，本课程教学对电气工程及其自动化专业的学习可以起到“导航”的作用，具有指导意义。

　关键字：电气工程；专业

　 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

　 一、电气工程及其自动化专业的内涵 电气工程学科主要是研究电能的生产、传输、转换、控制、储存和利用的学科。

　如今我们正在电气工程及其自动化专业学习，我们终将毕业于电气工程及其自动化专业，只能说我们学习了电气工程学科的某些课程，很广泛且基础。如果有意向升学，将会着重于某一块领域学习更深入的内容。随着电力技术不断发展，电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行与控制始终是电气工程学科核心研究领域和发展方向。

　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，他们是物理学中电学和磁学的发展和延伸。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以及开关、用电设备等电器与电气设备的制造，包括电力电子设备的制造、各种电器控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。

　电力系统运行和控制主要指电网的运行和控制、电气自动化等内容。公用的电机，家用的各种设备都是靠电来带动的。共同配用电同时需要制造，同时需要做到高效、可靠、安全的运行，那么这时候我们如何来分配能源、如何来调度是我们可以思考的问题。电网是一个供求关系永远平衡的一个大系统，用多少发多少，信号检测和研究传输相关的信号来进行调节，根据采集过来的信号来调节分配。在电气工程中，这也是我们强电需要研究的内容。

　随着智能电网技术的发展，信息的获取、传输、处理等技术在电网的电能产生到利用的各个环节当中都起到了举足轻重的地位。智能电网就是对电能感知、思考、处理，就是对传输而来的信号进行一些动作语言和控制，牵涉到的各种信息的采集，根据采集的信息进行分析研究思考，在输配电过程中需要有高效的分配。根据实际的需要量以及根据各种用电的负荷在电网当中的情况如何来进行分配、使用等等，都需要我们一系列的信号的处理。因此，通信技术、检测技术才以及相关的控制技术、计算机的硬件和软件技术都要有所涉及。除此之外，还有很多其他交叉性学科需要我们去学习，融合并运用。

　智能电网在美国、欧洲和中国理解都不一样。描述也不完全一样，但是特征基本都一样。比如说电网它有自愈性，出了问题自己能够恢复。他有包容性，他们各种发电时产生的电力能源都能够在系统当中有效的运行，能够有效地分配和高效利用，电网在控制下能够更加可靠安全。各种新材料，比如超导材料运用在大型的变压器、发电机中，可以把能量密度做的更大。从使用材料的角度，我们同时也要思考环境的保护等问题。

　二、电气工程在国民经济中的地位及作用 我国普通高等教育学科门类共 12 个，分别是哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学。门类编号分别为1-12。按照 2012 年教育部最新学科专业分类，工学目前涉及 38 个一级学科，70多个二级学科。他是工程科学的一个分支，主要研究电气系统的应用和发配电设备与机械的控制及通信。

　在 1998 年普通高等学校中把电气技术工业自动化、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、电机电器及其控制合并为电气工程及其自动化。电气工程一级学科包含电机与电器、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、电工理论与新技术五个二级学科。

　工学是我们学科门类的第八个，在工学门类中又交叉涉及了许多与工学相关

　的一级学科，比如说机械工程、交通运输工程、电子工程、计算机工程、土木工程、第二个 08 代表在工学下面的第八个一级学科的编码。在电气工程这个一级学科下又包含了五个二级学科，我们国家电气工程不包含通信。

　从最早人类发现静电现象，开始观察自然界的雷电，到后来的发电机发明与成熟，在此期间有许多杰出的科学家为此作出贡献。例如，风筝实验，早期干电池模型，发电机模型，电动机模型，电磁感应定律等。第一次工业革命为我们开启了蒸汽时代，第二次工业革命使人类进入了电气时代，与此同时衍生出了一大批与电气相关的新型产业，从根本上改变了人类的生活方式，为我们的日常生活做出了贡献、提供了便利。

　电力工业是国民经济中重要的基础产业之一，电能是最清洁的能源，现在我国正在大力推广新能源，大力实施环境保护，清洁的电能能够实现远距离传输、分配和控制，同时也易于转换成其他形式的能量，所以当今社会中，电能已经成为人类现代社会必不可少的能源形式。

　在日常生活中，我们身边的电脑、手机、电冰箱、空调、电灯等都离不开电；电力与人们的日常生活以及工业生产密切相关，作为我国重要学科之一，电气工程学科近年来发展非常迅速，现在也比较成熟，已经成为高新技术产业重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

　三、电气工程学科研究范畴及其发展方向 电气科学与工程主要研究范畴有电磁学与电路理论、电机电器学、电力系统、电工材料学、高电压与绝缘、电力电子学、脉冲功率技术、放电理论与放电等离子体、超导电工学、生物电磁学、电磁兼容、新能源与新发电技术。电气工程主要是强电为主、弱电为辅、高压大电流这个范畴。

　电气工程从 19 世纪发展到今天，已经取得了非常重要的成果，也为我们社会的文明和发展起到了积极的推动作用。现在电气工程正在经历第三次新技术革命，这个时代主要研究的代表性的研究技术有创立新理论、航空航天技术、计算机技术、电子信息技术、自动控制技术、新材料技术、能源新技术、海洋技术、激光技术、环保技术。

　第三次新技术革命是 20 世纪中叶开始发展，革命的基础是电子技术、信息理论、系统理论、控制理论，主要的标志有新能源利用、电子管、半导体、集成电路、新技术的广泛应用。

　电子技术是上个世纪二战以后美国发明了晶体管，先后经历了晶体管时代、集成电路时代、超大规模集成电路时代，一直到今天进入我们的信息化时代。

　上个世纪中叶香农创立信息论，贝塔朗菲立创立系统论，维纳创立控制论。这些理论推动了电气工程的发展，奠定了电气工程的基础。随着三大理论的发展，电子计算机技术也得到了飞速发展。

　美国宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院莫希利于 1942 年提出了试制第一台电子计算机的初始设想。1945 年 6 月，冯·诺依曼提出计算机的五大部件有计算器、逻辑控制装置、存储器、输入装置、输出装置、用二进制替代十进制运算。阿兰·图灵是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”的概念。

　计算机产业的飞速发展经历了第一代、第二代、第三代、第四代，它的发展趋势是微型化、巨型化、网络化、智能化。目前世界上计算机的最快速度是我国“神威·太湖之光” 超级计算机，他是全球第一台性能超过 10 亿亿次的计算机。

　现在我国拥有自动化防空系统，这便是电气工程学科的应用，自动控制技术

　属于信息科学和信息技术范畴，他是信息处理技术的一项技术。

　在未来的日子中，电气工程与军事工程密不可分，不仅在生产种种武器上需用大量能源，而且在使用各种武器时也离不开能源，能源问题直接关系到国民经济发展、社会的进步和人民生活水平的提高。

　电气工程的另一发展前景是新能源技术，能源是经济和社会发展的必要的物质基础，现代社会生产不断发展，机械化、电气化、自动化程度的不断提高，对能源的需求量也就越来越大，能源和人民的衣、食、住、行等密切相关。新能源技术。

　新能源技术包括从资源开采到最终使用各个环节的先进技术，比如洁净煤技术中先进燃烧和污染处理技术、煤的气化与液化技术，核能新技术中一代压水堆核电站、核燃料的增殖-快中子增殖反应堆、新的供热资源-低温核供热堆和高温气冷堆、受控热核聚变能，新能源技术中的太阳能新技术、风能技术、物质能利用新技术、波浪能和潮汐能、氢能利用技术，节能新技术中的余热回收利用技术、电子电力技术、高效电动机、高效节能照明技术、远红外线加热技术、电热膜加热技术。

　另一发展前景航空航天技术是上个世纪 50 年代在美国优先发展起来的一个新兴技术。它主要是利用空间飞行器为手段来研究发生在空间的物理、化学和生命等自然现象，它综合应用了近几百年来人类在数学、天文学、物理学、生物学和医学等方面的研究成果，又和当代许多科学如控制理论、系统理论、信息理论、计算机科学与技术、材料科学、电子科学与技术懂得发展密切相关，是衡量一个国家科学技术水平、综合国力和发展程度的主要标志。

　电子信息技术在电网的发、配、输、用、变的某环节中需要用到，在早期的广播、电视、通信中，信号的真实度、清晰度都受到了很大的影响，随着我们新器件和新材料的诞生，这些问题都逐步进行补偿，开创了光通信的新时代，光通信最主要的材料是光学纤维，它同以前我们用的有线的电路相比，它的信号的传输量、清晰度都得到了很大的提高。

　上世纪 50 年代以后，在受控热核聚变研究和空间技术的推动下，等离子物理学与放电物理学蓬勃发展，等离子体是宇宙中绝大部分可见物质的存在形式，等离子体科学已涵盖了受热核聚变、低温等离子体物理及应用、基础等离子体物理、国防和高技术应用、天体和空间等离子体物理等分支领域，等离子体技术对人类面临的能源的许多问题的解决具有重大意义。

　21 世纪以来的研究热点有：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；生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术；气体放电及多相混合体放电问题；基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器；反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及其观察和测量技术；电能质量的理论及其测量、控制；可再生能源发电、电能存储和电力变换技术；现代测量原理及传感技术；脉冲功率技术与低温等离子体应用基础；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。

　电气工程学科的发展前景的主要特点是多学科的交叉和融合，比如“生命科学”中的生物医学电磁技术、磁共振成像技术；“材料科学”中的超导材料、半导体材料、永磁材料；“电气驱动与控制”的线控汽车、全电舰船、多电飞机；楼宇智能化；数字化；网络化；信息化；电工高新技术。

　四、我对电气工程及其自动化专业的认识 电气工程发展为三个阶段。第一阶段是从公元前大约七世纪至公元 16 世纪

　上半叶，在长达两千余年的岁月里，人类对电磁现象的认识十分缓慢，一直停留在单纯的观察记录的水平上；第二阶段从 16 世纪下半叶英国女王侍医官吉尔伯特开始，人们对电磁现象进行了探讨，并做了一些定性的归纳和总结，这一阶段大约持续了 200 年；第三阶段从 18 世纪的卡文迪许、库仑开始，人们对电磁现象使用科学的方法进行定量研究、总结归纳从而得出规律的阶段。

　第一阶段发生的典型事件有发现磁石、电磁吸引。这一阶段是对自然现象的感性认识，缺乏试验和理论研究。

　第二阶段大约发生在 17 世纪左右，典型事件是《论磁石》的发表、威廉·吉尔伯特首先把理论与实验相结合，但后者仍属于思辨性质，没有形成具体的结论。

　第三阶段的典型事件有富兰克林发现电荷守恒定律、库伦发现库仑定律、奥斯特发现电流的磁效应、毕奥和萨伐尔发现毕奥-萨伐尔定律、欧姆发现欧姆定律、法拉第发现电磁感应现象、楞次发现楞次定律、麦克斯韦创立麦克斯韦方程组同时发表了《电磁通论》和预言了电磁波的出现、可存储电荷的莱顿瓶电容器的原型出现、伏特发明电池、狄维施发明避雷针、法拉第研制最早的发电机-法拉第盘、皮克斯发明了第一台实用的直流发电机、雅可比发明了第一台实用的电动机、西门子发明了第一台自激式发电机、爱迪生发明了白炽灯。该阶段的特点是通过实验创立理论定律并开始研制原型机使得电气科学进入实用阶段。

　之后便是我们的电气科学实用阶段，直到如今 21 世纪，电气工程及其自动化专业成为一门一级学科。

　在这门学科下，有着五个二级学科：电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子技术、高电压与绝缘技术、电工新理论技术。

　电气工程及其自动化专业是与电能的生产、传输、分配、控制密切相关的专业。

　通过高压电器对电能生产、传输和分配进行控制，发电机把火力发电、水力发电、风力发电、燃气发电、燃油发电等机械能转换成电能，电力系统通过低压电器实现启动、转速、制动控制各类电动机，电动机产生的机械能运输到各种机械装备中，如：机床、水泵、电梯、卷扬机等。

　电力工业主要生产环节有发电、输电、变电、配电、用电，主流的发电方式有火力发电、水力发电、原子能发电、新能源发电。新能源发电包括风力发电、太阳能发电、燃料电池等。

　对于发电厂的频率控制，首先以有功功率平衡为标准对频率进行调控，被称为一次调频，在一次调频的基础上，我们利用人工或自动调频装置来进行一次补充的调频来弥补一次调频的不足。

　电力系统主要实现的是通过网路来输送电能，实现电能的供给和分配的是配电系统，通过配电系统实现电能的调配也称为调度管理，整个输送、变电、配电过程都要进行一个安全的监控，保证输电、变电、配电的环节是安全、可靠运行的，所以要对电力系统、变电站、配电系统进行安全监视，对整个过程和环节进行自动的安全控制。

　电力电子技术实际上是用半导体材料制成的电力电子器件对电能实现变换或者其他应用的一种技术，所实现的变换主要有四种方式：整流、逆变、斩波、交流调压或周波变换。电力电子技术是一种与电子学、电力学、控制理论交叉发展起来的一门新型学科。利用电力电子技术对电力设备或者其他一些领域来进行控制，电力电子技术具体研究内容是：器件、变换装置、控制与调节、储能元件、封装与制造、电磁干扰与兼容、电机控制、电力稳定与电能质量控制。

　因为该技术是由电力电子器件完成的电能变换，所以对于如何改进器件的特性、改善材料是我们需要研究的内容，包括不可控的二极管、半控型的晶闸管、全控型的绝缘栅双极晶体管及功率晶体管等这些器件。

　用器件组成的变换电路配备上驱动电路、控制电路后形成变换装置，变换装置的性能、特性也是我们需要研究的内容。我们对变换装置进行控制的时候，若输出量和期望值发生变动，我们要对我们的装置进行调节。在变换装置中常常涉及到储能元件，它的作用是补偿变换装置不足，随着电力电子器件的发展，它的体积越来越小，如何对这些器件进行集成与封装也是我们需要研究的内容；由于变换装置里面有控制电路，它属于弱电信息电路，电力电子变换电路属于强电电路，如何改善与解决弱电电路和强电电路之间的电磁干扰与兼容问题也是电力电子技术主要研究的一个内容。在电力变换装置应用的环节，我们研究如何用变换装置来进行一些设备的控制，比如在电力系统里面如何应用电力电子技术来进行电能稳定性和质量的控制。现有的电力电子技术应用的领域有：电源设计、电机传动、电力系统、汽车工业、绿色照明、新能源开发。

　高电压与绝缘技术是一门与经济密切相关的技术科学，高电压技术是因输电工程和高电压设备的需要而蓬勃发展起来的，值得关注的是高电压与绝缘技术大部分理论都是在实践中通过实验所得，与此同时，随着计算机、微电子、材料科学等新兴科学的出现，高电压与绝缘技术这门学科的内容也发生着深刻变化，新兴理论和技术将极大推进高电压与绝缘技术的发展。

　电工理论与新技术包括聚变电工技术、磁流体发电技术、磁悬浮列车技术、超导电工技术、可再生能源发电技术、微电机系统、飞轮储能技术、燃料电池技术、脉冲功率技术等。这些技术围绕我们电工相关的一些理论、材料改进、使用技术的革新都有关联，比如我们从理论原理看，对发电进行一个改变，包括磁流体发电技术、超导电工技术、聚变电工技术，这都是电力理论和原理入手，还有对材料的相关革新，比如可再生能源发电技术、飞轮储能技术、燃料电池技术都是将我们已有的发电方式或能源方式发生了改变，将一些传统储能方式利用材料进行改变，还有使用技术的革新，比如微电机系统、脉冲功率技术，这是改变了电机的种类和特性来使用的。

　五、自己专业规划 我所学的专业是电气工程及其自动化专业，自己的专业规划就是在剩余的大学时光里努力学习，首先得学好大学所开的所有课程，通过大学英语四级考试，平均分超过 70 分拿到学位证书，我会课前预习所学科目，上课认真听讲、细心做笔记，课下积极完成作业。

　下学期我们专业会开设《电力系统分析》、《控制工程基础》、《PLC 原理及应用》、《新能源发电技术》、《电力拖动基础》、《大学英语（4）》、《中国近现代史纲要》、《PLC 原理及应用实验》、《电力系统分析实验》等课程，我会努力学好本专业的课程。

　同时，我会争取在课余时间里学习关于报考三峡大学的研究生的相关科目，比如说：《高等数学》、《线性代数》、《英语》、《政治》、《电路》、《电力系统分析》，想要报考的专业也是电气工程及其自动化。

　首先，在生活上：在未来的日子里，我会早睡早起，合理利用好时间，早上过早并且按时吃饭，保持饮食健康，身体是革命的本钱，在身体营养跟上的情况下，会更有精力的学习，在天气情况允许的情况下，我会去操场跑步锻炼身体，尽量不生病，照顾好自己。

　同时，在学习上：我会向往届学姐学长们借鉴有关本专业相关的学习资料、培养自己良好学习习惯。

　最后，在目标上：我向往着能够有机会进入国家电网这个单位工作，在如今这个竞争激烈并且人才饱满的社会，我得付出努力才有可能越努力越幸运，一分耕耘一分收获，我想试着报考三峡大学的研究生，报考专业也是大学本专业电气工程及其自动化专业，如果有幸能够通过初试，到那时，我再考虑具体发展方向。

　以上就是我对本专业的专业规划。