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华中科技大学硕士研究生入学考试 《电气科学基础》考试大纲

小吴老师 / 2023-03-09

 一部分  考试说明

 

、考试性质

 

《电气科学基础》是我校电气工程硕士研究生(科学学位) 入学必考的专业 基础课之一,考试对象为参加本年度全国硕士研究生入学考试的本科应届毕 ,或具有同等学历的在职人员及其他人员。它的评价标准是电类专业优秀本科 业生所能达到的及格或及格以上的水平, 以保证被录取者具有较扎实的电气科 学基础。

二、考试形式与试卷结构

 

()答卷方式:闭卷,笔试

()答题时间: 180 分钟

() 题型:全部为分析计算题(满分 150 )

(四) 范围: 包含三个模块, 分别是: 电路理论模块(70 )、电磁场模块

(40 )、电机学模块(40 )

 

二部分  考查要点

 

、电路理论模块

 

1、电路的基本概念与基本分析方

路理论的基本假设, 电路模型及其建立方法, 基本定律, 基本变量,电阻、 立电源、受控电源的特性。

电路等效变换方法(包括: 电源变换、电桥、对称电路、星形和三角形电

)。


电路方程分析(包括:节点分析,网孔分析,回路分析)。

定理应用(包括: 替代定理, 线性与叠加定理, 戴维南定理与诺顿定理, 最大功率传输定理,特勒根定理,互易定理,电路定理的综合运)。

含运算放大器的分析(包括: 集成运算放大器的特性与模型, 理想运算放大 器的特性,基本运算放大电路的分析与设计)。

2 、电路的暂态过程分析

广义(包括: 单位阶跃函数, 单位冲激函数, 分段波形的广义函数描述 及其微分运算)。

动态元件的特性及其串联、并联、混联。

一阶路和二阶电路暂态过程的经典分析(包括: 建立微分方程, 计算初始 件, 求解微分方程, 状态不连续换路, 阶跃响应与冲激响应计算, 线性特性与 时变特性应用)。

路暂态过程的复频域分析(包括: 拉普拉斯变换与反变换, 复频域分析模 ,传递函数)。

路暂态过程的状态变量分析(包括: 状态方程的列写与复频域求解, 电路 的稳定性在状态方程中的体现,状态轨迹)。

3、正弦稳态电路和周期性非正弦稳态电路分析

正弦稳态电路分析(包括: 相量法, 阻抗和导纳的概念, 复杂正弦稳态电路 分析计算, 相量图应用, 各种功率概念及其计算, 功率因数校正, 最大有功功 率传输);  正弦稳态电路的频率响应分析(包括:传递函数,频率响应, RLC 串联及并联谐振电路,滤波器的基本概念)。

三相正弦稳态电路分析(包括:对称三相电路计算,不对称三相电路分析, 三相电路的功率计算与测)。

含磁耦合的正弦稳态电路分析(包括:耦合电感元件和理想变压器的特性, 含耦合电感元件和理想变压器电路的分析方法,自感和互感的测量)。

期性非正弦稳态电路分析(包括: 周期性非正弦电流和电压的谐波、有效  周期性非正弦稳态电路的平均功率; 周期性非正弦稳态电路的近似计算,  相电路中的谐波)。


4二端口网络分析

二端口络的特性方程与参数(包括: ZY H T 参数的计算、测量与应 ),含二端口网络电路分析,二端口网络的相互连接(包括:级联、串联、 并联),二端口网络的等效电路

5、电路的计算机辅助分析基础

路的拓扑结构(包括:树、基本回路、基本割集),拓扑结构的矩阵表示  (包括: A BfQf ),稳态电路的计算机辅助分析模型(包括: 节点分析 )。

6、分布参数电路分析

均匀传输线的正弦稳态分析(包括: 传输线参数与偏微分方程, 正弦稳态解, 行波概念,传播特性,无畸变传输,无损耗线,驻波现象)。

无损耗均匀传输线的暂态分析(包括:无损耗均匀传输线的暂态分析模型, 行波概念,发出波,反射和透射,多次发射)。

、电磁场模块

 

1、场论基础

通量和散度、散度定理; 环量和旋度、斯托克斯公式; 亥姆霍兹定理。 梯度、散度、旋度和 Laplace 算子在直角坐标系中的展开形式。

2、静电

由空间的静电场基本方程; 介质中的静电场基本方程;分界面条件; 电位, 方程和拉普拉斯方程; 边值问题; 解的唯一性定理; 镜像法(电荷对导体平 ,电荷对介质分界面),电轴法;电容, 部分电容和工作电容;电场能量及其 分布;电场力, 虚功原理

3、恒定电场

焦耳定律微分形式; 恒定电场基本方程, 分界面条件; 边值问题; 静电比拟 电导;接地电阻与跨步电压


自由空的恒定磁场基本方程; 媒质中的恒定磁场基本方程; 分界面条件; 矢量磁位,基本特性,平行平面场中的矢量磁位边值问题;标量磁位及其应用; 铁磁质中磁场的分布特点;电流对铁磁媒质分界面的镜像;电感(自感和互感) 的计算;磁场能量及其分布;磁场力,虚功原理。

5 、边值问题

电磁场边问题的主要分析方法及各自优缺点; 有限差分法基本原理。

6 、时变电磁场

积分与微分形式的 Maxwell 方程组,库仑电场(有源无) 和感应电场(无 源有),传导电流和位移电流;分界面条件,理想导体的边界条件;动态位, 由空间的达朗贝尔方程及其积分解, 推迟效应;电磁能量传播——坡印亭定理。

正弦电磁场基本方程组的复数(相量) 形式;动态位、达朗贝尔方程的复数 形式;坡印亭定理的复数形式。简单情况下坡印廷矢量及复坡印廷矢量的计算。

7 、低频电磁场准静态

电准静态场与磁准静态场的概念,准静态条件;导体中交变电磁场的集肤效

应,交流内阻抗; 涡流效应。

 

三、电机学模块

 

1、电机常用材料特点及常用电磁定律

电机中所用材料,铁磁材料基本特性,磁滞和涡流损耗;电机 常用的基本电磁定律;磁路基本定律与计算方法。

2、直流电机

流电机的工作原理, 基本结构, 额定值; 直流电机的电枢绕组 和磁场 直流电机电枢反应,电枢电动势;直流电动机的电磁转矩, 励磁方式,基本方程式; 直流电动机的工作特性和机械特性(复励不 作要求);直流电动机的起动、调速和制动。

3、变压器


器的基本结构,额定值;变压器的空载运行; 变压器的负载 运行; 变压器的参数测定, 标幺值; 变压器的运行特性;三相变压 的磁路系统, 联接组, 空载电动势波形, 并联运行, 不对称运行;  变压器和互感器。

4、交流电机绕组的基本理论

交流绕组的基本要求, 三相交流绕组结构; 正弦分布磁场下的 电动势, 非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法;  相绕组磁动势, 三相绕组合成磁动势的基波; 圆形、椭圆形旋转磁动 合成谐波磁动势特点。

5 、异步电机:

异步电机的工作原理和主要结构, 额定值; 三相异步电机的三 运行状 转子静止和旋转时异步电动机的运行;异步电动机的功率 和转矩平衡程;异步电机电磁转矩的物理表达式、参数表达式、异 步电动机的机械特性;异步电动机的工作特性、起动和调速。

6、同步电机

 

同步发电机的基本原理与结构, 励磁方式, 额定值; 同步电机 空载运行; 对称负载时的电枢反应; 隐极同步发电机电动势方程式 相量图, 电枢反应电抗和同步电抗;凸极同步发电机的双反应理论 势方程式和相量图, 交、直轴同步电抗; 同步发电机的运行特性; 路比, 利用特性曲线确定 Xd  的不饱和值,稳态参数的测定;同步 发电机的并联运行;同步发电机的功率和转矩平衡方程式, 同步发 的功角特性;有功功率的调节和静态稳定,无功功率的调节和 V 形曲线;同步电机的三相突然短路。

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