第1章 绪 论 1.1 电气工程及其自动化专业概述 1.2 国内外大学电气工程专业设置 1.3 电气工程专业的课程体系与知识结构 第1章 绪 论 1.1 电气工程及其自动化专业概述 1.2 国内外大学电气工程专业设置 1.3 电气工程专业的课程体系与知识结构 1.4 影响电气工程发展的主要因素 1.5 电气工程专业人才培养目标

1.1 电气工程及其自动化专业概述 1.1.1 电气工程及其自动化专业的发展历史 1．电气工程的发展简史 1.1 电气工程及其自动化专业概述 1.1.1 电气工程及其自动化专业的发展历史 　　1．电气工程的发展简史 　　现阶段，从工程技术领域看，电是一种优质的能源形式和重要的信息载体。其显著特点在于易于变换、传输和控制。

1820年，安培(A. M. Ampere)发现了电磁效应。1831年，法拉第(M 　　1820年，安培(A.M.Ampere)发现了电磁效应。1831年，法拉第(M.Faraday)发现一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应就是电磁感应。法拉第的电磁感应定律是他最伟大的贡献，揭示了电磁感应原理，奠定了电磁学基础。正像法拉第用他发明的第一台发电机(法拉第盘，见图1-1)所演示的那样，电磁感应可以用来产生连续电流。虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉第发明的发电机要复杂得多，但是它们同样都是根据电磁感应原理设计的。

图1-1 法拉第盘

　　19世纪60年代，麦克斯韦(J.C.Maxwell)建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。而这种理论上的预见后来得到了充分的实验证实。1873年，麦克斯韦完成了他的巨著——《电磁学通论》，这是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的著作，具有划时代的意义，奠定了广泛应用电磁技术的理论基础。 　　1834年，德籍俄国物理学家雅可比(Jacobi)发明了被世界公认的第一台功率为15 W的棒状铁芯实用电动机，如图1-2所示。

(a) (b) 图1-2 雅可比电动机模型和实用电动机 (a) 电动机模型；(b) 实用电动机

　　1885年，意大利物理学家加利莱奥·费拉里斯提出了旋转磁场原理，并研制出了二相异步电动机模型。1886年，美国的尼古拉·特斯拉也独立地研制出了二相异步电动机，见图1-3。其工作过程是把几个线圈按辐射状排成一圈，接通交流电，交流电的频率相同，但电压和电流存在相移，于是，在线圈之间的空间就形成了旋转磁场，磁场带动金属使之产生旋转运动。据此，成功研制出二相异步电动机。俄国工程师多里沃·多勃罗沃尔斯基于1889年成功研制出第一台实用的三相交流单鼠笼异步电动机，并发明了第一台双鼠笼三相异步电动机。交流电机的研制和发展，特别是三相交流电机的研制成功为远距离输电创造了条件，同时把电工技术提高到了一个新的阶段。

图1-3 特斯拉发明的二相异步电动机

　　19世纪后期，在资本主义迅速发展、商品竞争日益加剧的形势下，新技术的采用往往成为维持生计、藉以发展和出奇制胜的法宝，此时电动机的使用已经相当普遍。电锯、车床、起重机、压缩机、岩石钻等都已由电动机带动，甚至电磨、牙医电钻、家用吸尘器等也都用上了电动机。

　　电机制造技术的进步和电能应用范围的扩展以及工业生产对电能需要的迅速增长，大大促进了发电厂和发电站的建设。这些发电厂、发电站最初都是从直流发电开始的，1875年，法国巴黎火车站建成了世界上最早的一座火力发电厂。1882年，“爱迪生电气照明公司”建成了商业化电厂和直流电力网，能发电660 kW。1882年，美国兴建第一座水力发电站，之后水力发电逐步发展起来。 1898年，纽约又建立了容量为30 000 kW的火力发电站，用87台锅炉推动12台大型蒸汽机为发电机提供动力。由于当时直流发电厂的供电范围有限，仅能对一栋房子或一条街道供电，此后建立的中心电厂也仅能供几平方千米内用户用电，而再扩大供电范围，直流电厂已不能胜任，于是代之而起的是交流发电站的建立。

　　1885年，英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成发电，这座发电站建在距伦敦12 km的捷伯特弗尔得，发电机功率为1000 kW，电压高达2500 V，经变压后升高到10 kV向伦敦输送，经过几次变压后，用户的供电电压为100 V。1888年，由费朗蒂(1864—1930年)设计，建设在泰晤士河畔的伦敦大型交流发电站开始输电，其输出电压高达10 kV，经两级变压输送到用户。1892年，法国建成了第一座三相交流发电站，把交流发电站的发展向前推进了一步。随后，美国于1893年建成了第一座三相交流发电站，并于1895年建成了尼亚加拉3675 kW的交流水电站。1894年，俄罗斯建成了当时世界上最大的单相交流发电站，其功率为800 kW，由四台蒸汽机提供动力发电。

　　电这种新能源刚刚被人们使用的时候，它的主要作用是作为照明的光源。电被发出来之后，再把它输送给用户，输送的距离越远，经济价值就越大。在远距离输电方面，人们首先尝试了直流电输电方式。第一条直流输电线路于1873年建成，长度仅有2 km。世界上第一条远距离直流输电实验线路是由法国人建立的。1882年，法国物理学家和电气工程师德普勒(1843—1918年)由德国葛依吉工厂资助在慕尼黑国际博览会上展出了一条实验高压直流输电线路，把米斯巴赫一台容量为2.2 kW的水轮发电机发出的电能输送到相距57 km的慕尼黑，驱动博览会上的一台水泵形成了一个人工喷泉。这一成功演示，展示出了电力的巨大潜力，证明了远距离输电的可能性。 　　

　　在这次实验中，线路始端电压为1343 V，末端降至850 V，输送功率不到200 W，线路损耗达78%，说明效率较低。在直流输电的发展过程中，经过技术改进曾一度达到甚为可观的水平。直流电机能发出电压高达57.6 kV，功率为4650 kW的电能，输送距离达到180 km。但这种势头很快达到了技术上的极限，难以再取得新的进展。由焦耳-楞次定律可知，输送相同容量的电能，电压越高，热损耗就越小。要加长输电距离、增大输电容量，又要减少输电损失，最为有效的办法就是提高输电电压。由于当时的直流输电只能靠发电机的电压把电力输送给用户，因此，若使直流电大幅度地升压或降压在当时是难以想象的。而用户的电压一般要求在250 V以下，直接使用高压既不安全也不经济。在这种情况下，交流输电显示了其优越性，从而促进了交流高压输电方式的发展。交流输电技术最早获得成功的是俄国的亚布洛契可夫，他在1876～1878年成功试验了单相交流输电技术。

　　1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，并力主采用交流高压输电方式。1882年，英国的高登制造了大型二相交流发电机。1882年，法国人高兰德(1850—1888年)和英国人约翰·吉布斯获得了“照明和动力用电分配办法”的专利，并成功研制了第一台具有实用价值的变压器。可以说，它是交流输配电系统中的主要设备或心脏部分。变压器的基本结构是铁芯和绕组，以及油箱和绝缘套管等部件，它所依据的工作原理是法拉第在1831年发现的互感现象，即由于一个电路中电流变化，而在邻近另一电路中引起感生电动势的现象。在同一铁芯上绕上原线圈和副线圈，如在原线圈中通入交变电流，由于电流的不断变化，而使其产生的磁场也随之不断变化，在副线圈中也就感应出电动势来。

　　变压器靠这一工作原理，把发电机输出的电压升高，而在用户那里又把电压降低。有了变压器可以说就具备了高压交流输电的基本条件。1884年，英国人埃德瓦德、霍普金生(1859—1922年)又发明了具有封闭磁路的变压器。1885年，威斯汀豪斯(1846—1914年)对高兰德和吉布斯变压器的结构又进行了改进，使之成为一台具有现代性能的变压器。1891年，布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，后又研制出巨型高压变压器。由于变压器的不断改进，因此远距离高压交流输电取得了长足的进步。

　　在采用直流输电还是交流输电的问题上曾产生过一场争论。当时在美国电气界最负盛名的大发明家爱迪生和对电气化作出了重要贡献的著名英国物理学家威廉·汤姆生(即开尔文勋爵)以及罗克斯·克隆普顿(1845—1940年)等人都极力反对采用交流输电，主张发展直流输电方式；而英国的费朗蒂、高登等人和美国的威斯汀豪斯、特斯拉(1857—1943年)、斯普拉戈(1857—1934年)等人则力主采用交流输电。随着输电技术的发展，交流电很快取代了直流电。这场关于交、直流输电方式的争论，最终以力主交流输电派的取胜而告结束。

　　远距离输电问题的根本解决是三相交流理论的形成与技术发明的结果。1887—1891年德国电机制造公司取得了三相交流技术的成功。其主要发明者是在德国、瑞士工作的俄国电工学家多里沃-多勃罗沃尔斯基。他在1889年制成最早的一台功率为100 W的三相交流异步发电机。1891年又制成了75 kW的三相交流异步电动机(见图1-4和图1-5)和150 kW的三相变压器(见图1-6)。正是他的发明，人们在电能应用中广泛采用了三相制。1891年，多里沃-多勃罗沃尔斯基在德国法兰克福的电气技术博览会上，成功地进行了远距离三相交流输电实验。他将180 km外三相交流发电机发出的电能用8500 V的高压输送，输电效率达到75%，在当时的条件下，如此高的传输效率是直流输电所不能办到的。从此，高压交流输电的有效性和优越性得到了公认。

　　由于交流输电的发展和成功，美国当时正在准备建设的尼亚加拉水电站最终决定采用三相交流输电系统。威斯汀豪斯为其公司争得了这座水电站的承建合同，从1891年开始建设，1895年建成，1896年投入运行。这座发电站的总容量近100 kW。它将发出的5000 V电压的电用变压器升至11 000 V，输送到距离40 km的布法罗市。电力的作用已不仅仅是用于照明，而开始成为新兴工业的动力和能源。电力的应用和输电技术的发展，促使一大批新的工业部门相继产生。首先是与电力生产有关的行业，如电机、变压器、绝缘材料、线路器材等电力设备的制造、安装、维修和运行等生产部门；其次是以电作为动力和能源的行业，如照明、电镀、电解、电车、电梯等工业交通部门；另外还有各种与生产、生活有关的新的电器生产部门也相继出现了。这种发展的结果，又反过来促进了发电和高压输电技术的提高。到1903年输电电压达到60 kV；第一次世界大战前夕，输电电压达到150 kV。

图1-4 多里沃-多勃罗沃尔斯基三相电动机部件

图1-5 多里沃-多勃罗沃尔斯基三相电动机外观

图1-6 多里沃-多勃罗沃尔斯基的几种三相变压器

　　2．国外大学电气工程专业发展过程及其教育状况简介 　　国外电气工程专业设置较早，各个国家的专业特色也不一样。这里首先简要介绍美国一些著名大学电气工程专业的设置时间，其次介绍美国几所高等学校电气工程专业情况。 　　1) 美国著名大学电气工程专业的设置时间 　　(1) 哥伦比亚大学于1882年建立电气工程系。哥伦比亚大学位于纽约市中心，于1754年成立，属美国常青藤八大盟校之一。哥伦比亚大学设有一百余个学科专业，大部分可以授予硕士、博士学位。

　　(2) 1883年康乃尔大学建立电气工程系。康乃尔大学坐落于纽约州伊萨卡市，1865年由商人埃兹拉·康乃尔和学者安德鲁·迪克森·怀特创建。 　　康乃尔大学是美国最有名的大学之一，共有29位诺贝尔奖获得者曾在这里就读。它是美国东部第一所同时招收男女生的主要学校。1872年康乃尔大学录取了第一位女大学生。康乃尔大学还是第一所教授美国历史和拥有自己出版社的大学。 　　康乃尔大学包括七个本科生学院和七个硕士生学院、三个跨学院系、继续教育学院、夏校和康乃尔大学图书馆。

　　(3) 普林斯顿大学于1889年建立电气工程系。普林斯顿大学始建于1746年。作为一所著名的综合性大学，普林斯顿拥有著名的教授学者、排位美国前5名的校友捐赠金额、藏书450多万册的计算机化的现代图书馆，还有一个计算机中心、一个艺术博物馆、一座教堂和相当数量的社会文化活动场所。学校建有等离子体物理实验室、地球物理实验室、约翰诺曼超级计算机研究中心等主要科研机构和建筑学院、工程技术和应用学院、威尔逊公共及国际事务学院等研究生院。普林斯顿大学学生人数不多，在校学生来自全美50个州和55个国家，其中海外学生占5%，他们主要来自加拿大、中国、新加坡、英国和德国。

　　普林斯顿大学最引以自豪的是本科生教育，学校师生比例为1∶6，在全美的大学里很少见。由于学生人数不多，教师有足够的精力来关心学生的学业。普林斯顿大学本科生可以攻读两种学位：艺术学士和工程科学学士。前者授予主修人文科学、社会科学和自然科学的学生；后者授予主修工程技术专业的学生。

　　在普林斯顿大学二百多年的建校史上，出过不少星光灿烂的人物，对美国的社会文明做出过很大的贡献，从这所学校里走出过大批的科学家、文学家和政治家。著名的相对论大师爱因斯坦、数学大师冯诺依曼·阿廷等都在这里从事过研究。历届诺贝尔物理奖得主中，有20多位是这所学校的教授。著名的科学家华罗庚、姜伯驹、中国科学院外籍院士陈省声、李政道、杨振宁都曾担任过普林斯顿大学的高级研究院研究员。普林斯顿大学还为美国培养了两位总统，有1000多名普林斯顿大学的毕业生先后担任过美国国会参议员、众议员、联邦政府的高级官员，以及州长和州政府的高级官员。由此，普林斯顿大学赢得了“美国政治家摇篮”的誉称。

　　(4) 1895年德州大学建立电气工程系。美国德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)成立于1883年，是德州大学系统中的主校区，也是德州境内最顶尖的高等学府之一。在各类学术表现及评鉴排名中，该校在全美大学中名列前茅。现有学生人数48 000名(2007年统计资料)，为全美单一校园中第三大的大学。此校拥有全美顶尖的学术及专业学系，包括工学院、电子计算机学院、商学院、法学院及公共行政部门等，在全美大学及研究机构中，常年表现杰出。除奥斯汀主校区外，还有位于奥斯汀北部的Pickle研究校区(J. J. Pickle Research Campus)，该校天文系也负责位于德州西部戴维斯山区的麦当劳天文台。

　(5) 1902年麻省理工学院建立电气工程系。该校是培养高级科技人才和管理人才的高等院校，是美国从事科学和技术方面教学和研究的中心之一。该校1861年创办于波士顿，1916年迁到剑桥。原是一所纯粹技术性质的专科学校，后来增设了人文社会科学系科。学院主要是培养工程师和技术员，也开设普通教育课程，为一般公众举办晚间演讲。其办学方向是把理论科学和应用科学的教学和研究结合起来。它的成立使19世纪后期美国兴起的技术专科学校定型化，对美国19世纪末开展的技术运动起了很大的推动作用。

　　学院现在招收本科生和研究生，有建筑和城市规划、工程、人文学科和社会科学、管理、理科等5个分院，分设24个系，即航空学和航天学、建筑、生物学、化学工程、化学、土木工程、地学和行星科学、经济学、电气工程和计算机科学、外国文学和语言学、人文学科、管理、数学、机械工程、材料科学与工程、气象学、核工程、营养和食品科学、海洋工程、哲学、物理学、政治科学、心理学、城市研究与规划。

　　2) 美国大学电气工程教学情况简介 　　对应于我国大学的电气工程学院和电子与信息工程学院，美国大学一般将其称为电气工程与计算机科学系(简称EECS系)或电气工程与计算机工程系(简称ECE系)。他们的一个系对应我们的两个学院。为了更有针对性，这里着重介绍美国EECS系或ECE系中主修电气工程专业的教学和改革情况。 　　(1) 美国125所大学对电气工程学士(BSEE)学位的总学分要求和一、二年级电气工程(EE)课程设置：1992年3月全美电气工程系系主任协会对大约280位系主任发出征询函，调查美国EE系对BSEE学位总学分的要求，主要是对毕业生必须完成的总学分和一、二年级EE课程及实验课程的开设情况进行征询。结果有125位系主任做了回答，情况如表1-1所示。

表1-1 征询回答概要

　　在125个做出回答的系中，大约有65%的系一年级不开设EE课程，20%的系要求开设1门EE课程，9%的系要求开设2门，6%的系要求开设3门EE课程。更详细的统计说明如下。

　　③ 在做出回答的系中有大约65%要求开设二年级EE课，门数在2～4之间，大约18%要求开设5～8门。 　　⑤ 在125个系中，大约有14个系没有第二学年的EE实验课程，约44.5%的系要求有每周3学时的EE实验课程。

　　(2) 美国25个EE系所要求的EE课程分析：选出25个系的教学计划，就11门EE课程进行学分统计分析，包括电路、通信系统、计算机/汇编语言、计算(计算机编程)、控制、离散或非线性系统、能量转换、电子学(线性、数字、逻辑设计)、电磁场、线性系统或信号与系统、电力系统等课程。 统计表明，在25个系的教学计划中： 　　① 所有教学计划都有电路课程，其学分最少是3学分，最多是11学分，平均为6.6学分(25个系总平均，下同)。

　　② 有10个系(占40%)开设通信系统课程，最多的学分是6学分，平均为1.3学分。 　　③ 有17个系开设计算机/汇编语言课程，最高的一个要求8学分，平均为2.8学分。 　　④ 有19个系开设计算机编程课程，最高的一个要求7学分，平均为2.4学分。 　　⑤ 有13个系开设控制课程，最高的一个要求4学分，平均为1.6学分。 　　⑥ 有4个系开设离散或非线性系统课程，有2个系要求3学分，平均为0.4学分。

　　⑦ 有18个系开设能量转换课程，有3个系要求5学分，平均为2.3学分。 　　⑧ 对电子学课程所要求的学分最少是8学分，最多要求15学分，平均为11.2学分。 　　⑨ 所有系都开设电磁场课程，学分至少是3学分，最多是10学分，平均为5.1学分。 　　⑩ 有19个系开设线性系统或信号与系统课程，半数以上要求3学分，平均为2.7学分。 11 仅有1个系开设电力系统课程，其他都不开设此课程。 　

　　3．国内大学电气工程专业发展概述 　　(1)  1908年南洋大学堂(上海交通大学)设立了电机专科。这是我国最早的电机专业。该校电气工程系历史悠久，其源头可追溯到清光绪34年(1908年)，唐文治担任监督(即校长)，增设电机专科，预科一年，专科三年。在国内各大学中，上海交通大学最早创设电机工程专科。在建国前41年间，共培养毕业生1305人，他们服务于国内电气工程领域的各部门，且成绩卓越，人才辈出。

　　(2) 1912年，同济医工学堂(同济大学)设立电机科，现在发展为同济大学电子与信息工程学院的一个系。同济大学电气工程系由上海交通大学原机车车辆工程系电力机车专业发展而来，长期从事电气工程及自动化、电力牵引领域的研究，并紧密配合国民经济的发展，坚持理论研究与生产实践的结合。在铁道牵引、城市轨道交通、电动汽车和磁悬浮列车等技术领域内及电力电子、传动控制、检测与仿真技术等方面的研究一直处于国内领先水平。 　　电气工程系现设有电机与电器、电力电子与电力传动、电力系统及其自动化3个硕士点和电气工程及其自动化本科专业，并具有电气工程及其自动化方向工程硕士招生与学位授予权。

　　(3) 1920年浙江大学(公立工业专门学校)设立电机科。浙江大学是国家教育部直属，学科门类齐全的综合性重点大学。电气工程学院(简称电气学院)由原浙江大学电机工程学系发展而来。该系历史悠久，始建于1920年，是我国创建最早的电机系之一。 　　电气工程学院位于浙江大学玉泉校区，设置有电气工程学、系统科学与工程学、应用电子学3个系和电工电子基础教学中心，3个系下属有电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、系统科学与工程4个本科专业。

　　学院所属专业学科均属现代高新技术的主要领域，涉及电气工程、控制科学与工程、系统科学、电子科学与技术4个一级学科。学院设有“电气工程”、“控制科学与工程(共享)”、“电子科学与技术(共享)”3个学科博士后科研流动站，具有“电气工程”一级学科博士学位授予权，拥有10个二级学科，其中9个博士点、8个硕士点。“电力系统及其自动化”、“电力电子与电力传动”以及“控制理论与控制工程(共享)”3个学科是全国重点学科，“电机与电器”、“系统分析与集成”2个学科为省重点建设学科，“电工理论与新技术”确定为浙江省重点扶植学科。

　　(4)  1923年东南大学(后改为中央大学)设立电机工程系，现已发展成电气工程学院。从中央大学、南京工学院到今天的东南大学都一直设有电气工程相关学科和专业。曾经有大批国内外学术界知名的专家、学者在这里工作，如吴玉麟、陈章、吴大榕、程式、杨简初、严一士、闵华、周鹗、陈珩等。

　　电气工程学院现设有电气工程一级学科博士学位授权点，含电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、高电压与绝缘技术、电工理论与新技术、应用电子与运动控制、电气信息技术和新能源技术等二级学科，其中，电机与电器、电力系统及其自动化2个二级学科为江苏省重点学科。该学院设有电气工程博士后流动站和电气工程及其自动化本科专业。电气工程学院是国家“211工程”及“985工程”一期、二期的重点建设单位，是教育部电气工程及其自动化专业教学指导分委员副主任单位。电气工程及其自动化本科专业是江苏省高等学校品牌专业，2006年6月又成为首个通过教育部工程教育试点认证的专业。

　　(5)  1932年清华大学设立电机系，现为电机工程与应用电子技术系。大批基础扎实、知识面宽、适应能力强的毕业生已成为我国各条战线上科技和管理方面的栋梁。随着科学技术的发展，本系早已突破了传统的学科范围，在电气工程的基础上，扩展到计算机、电子技术、自动控制、系统工程、信息科学与生物医学工程等新科技领域，开拓了许多新的研究方向。 　

　　该系本科生专业为电气工程及其自动化，研究生一级学科为电气工程，每年招收本科生约130人，硕士生约80名，博士生约45名。研究生二级学科包括电力系统及其自动化、高电压及绝缘技术、电机与电器、电工理论与新技术以及电力电子与电力传动，其中前4个为全国重点学科。1996年6月起，电气工程学科被国务院学位委员会批准为首批试行按一级学科学位授权单位。教学成果“面向国民经济建设主战场，培养高质量电工学科高层次人才”荣获1997年全国惟一的国家级特等奖。此外，该系还招收电气工程领域工程硕士，直接为大、中型企业培养人才。

　　(6)  1933年北洋大学(天津大学)设立电机工程系，现已发展成为天津大学电气与自动化工程学院。学院现设 2个系、5个中心、2个研究所。学院2个一级学科电气工程和控制科学与工程均具有博士学位授予权并设有博士后流动站。学院8个二级学科(电力系统及其自动化、电机与电器、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、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置和模式识别与智能系统)均具有博士和硕士学位授予权，其中电力系统及其自动化和检测技术与自动化装置为国家重点建设学科。学院设有电气工程及其自动化、自动化 2个宽口径的本科生专业和1个高等职业技术教育专业楼宇自动化技术。

　　1952年，我国进行大规模的院系调整，出现了一批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院。1966年，文革开始，大学正常招生暂停。1977年，恢复高考制度，之后大部分学校的“电机工程系”改为“电气工程系”，90年代之后，又陆续改称“电气工程学院”。1998年，我国高校进行了大规模专业目录调整，将电工类专业和电子与信息类专业合并为“电气信息类”专业，专业数大大减少，专业口径大大拓宽。表1-2是50多年来我国大学本科专业目录的调整情况。表1-3是全国设置电气工程专业大学数量的变化情况。

表1-2 50年来我国大学本科专业目录的调整 表1-3 全国设置电气工程专业大学数量的变化

1.1.2 电气工程及其自动化专业的地位和任务 　　1．电气工程学科的具体内容及其内在联系 　　从电气工程内部各学科的关系看，电气工程主要包含三个领域：电工理论——电工理论与新技术、电路理论(含电网络理论)、电磁理论；电工制造——电机与电器、绝缘技术、电力电子技术；电力系统——电力系统及其自动化(运行)、高电压技术、电力传动。三者相互联系、相互渗透，不能截然分开。

　　(1) 电工理论是电工制造业和电力系统的理论基础。电工理论的不断发展对电工制造业和电力系统起到了巨大的推动作用，同时，电工新技术更是涵盖了当今诸多高新技术领域。在我国，电工理论课程是理工科电类学生的主干课、必修课，也是每个从事电力、电气、通信、计算机和自动控制专业人士的业务根基。国外学者的说法是“电工理论是电气工程师的黄油和面包”。电工理论是学习、解决电气工程领域问题的理论基础，其重要性是不言而喻的。

　　(2) 电工制造业为电能的生产和消费系统提供物质装备。电工制造业为电力生产和电力输送部门提供了必要的物质装备，同时又为采用电能作为能源的各领域提供了必要的电气装备。现今，人均拥有电机的数量已经成为衡量一个国家和地区现代化水平的一项重要指标。 　　随着各国对电能需求的不断增加，为满足建设大型电站的需要，通过改进发电机的冷却技术，采用新型绝缘材料、铁磁材料，改进结构设计，使发电机的单机功率增大，效率提高，成本降低。最大火力发电机组的功率1926年为160 MW，到20世纪60年代已成批生产500～600 MW火电机组，1973年第一台1300 MW火电机组投入运行。

　　此后，由于受到材料性能以及大型机组在设计制造上的缺陷等因素的限制，投运后事故较多，可用率降低，使大型火电机组的发展趋势减缓。20世纪80年代，大约有3/4的火电设备单机功率稳定在300～700 MW。水力发电机组的最大功率由1942年的108 MW提高到1961年的230 MW，1978年700 MW机组投入运行。核电机组的功率由1954年的5 MW(第一台工业用试验性机组)提高到20世纪80年代的1300～1500 MW。

　　随着大型电站以及跨地区、跨国际大电网的建设，要求提供超高压、大容量的输变电设备。继1952年制造第一套380 kV交流输变电成套设备后，1965年制成了735 kV交流输变电成套设备。20世纪70年代以来，又先后制成1000～1500 kV交流输变电设备。20世纪50年代最大变压器容量为500 MV·A，1975年已达1800 MV·A。断路器的制造经历了多油式、少油式、压缩空气式和六氟化硫(SF6)气体绝缘等不同发展阶段，近10多年又发展了SF6组合式电器，缩小了占地面积(750 kV级约为原占地面积的1/75)和空间，并提高了运行可靠性。到20世纪80年代，高压断路器的额定开断电流已达80～100 kA，全开断时间已从20世纪50年代的3周波缩短至2周波和1周波，为提高电力系统的稳定性创造了条件。

　　在用电设备中，约有70%的负荷为电动机，大的如轧钢电动机(单机功率达12 785 kW)和高炉鼓风电动机(单机功率达36 000 kW)，小的有千百种用途各异的微特电机。工厂中电动机分散传动代替了过去的皮带传动，改善了工厂的环境，提高了机床的效率和精度。电力机车同柴油机车一道代替了蒸汽机车。在家用电器中，出现了洗衣机、吸尘器、电风扇、空调器、电灶、微波炉等，使家庭生活更省力、更舒适。为满足冶金和机械工业的需要，各类电炉正向大容量、大功率、低能耗方向发展。1971年已有360吨电弧炉投产。进入20世纪80年代又开发了800吨电弧炉。采用超大功率电弧炉一般可将熔炼时间缩短2/3，电耗降低23%。电力电子技术的出现不仅使直流输电技术得以稳步发展，而且使交、直流传动技术和各种电源转换技术都得到革新。

　　它将微机控制与功率执行紧密结合，统一完成逻辑、控制、监视、保护、诊断等综合功能，有力地推动着机电一体化技术的发展。20世纪80年代，在电动机上采用功率因数控制器后，一般单相电动机可节能20%～50%，三相电动机可节能5%～10%。通过设备性能改进，产品容量增大，电压等级提高，电网互联运行等，发电设备容量的利用率得到了合理的提高，输配电设备每千伏安的造价大幅度降低。发达国家电力系统的损耗，从20世纪30年代约占电能生产总量的18%减少至80年代的7%，预计还将会进一步降低。在此期间，电价降低了约65%。

　　努力探寻新的发电方式是20世纪后半叶电工发展的重要方面。自20世纪50年代首次实现核能发电以来，核电很快成为继火电、水电之后的第三大发电方式。在一些煤炭、石油、水力等一次能源缺乏的发达国家，如法国，核电甚至成为主要发电方式，在其总发电构成中占70%。磁流体发电在20世纪50年代末崭露头角，形成电工领域内的新兴工程技术分支。1959年第一台10 kW磁流体发电机研制成功。到1985年已建成了5×105 kW工业性磁流体——蒸气联合热电站。

　　实现受控核聚变反应是人类社会解决能源问题的最终途径之一。到20世纪80年代末已经成功地使等离子体约束到每立方厘米1013个粒子，温度达到108 K，维持时间达到秒级。现代科学技术的进步，将有可能使人类打开通向核聚变发电的大门。其他如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等新型发电装置等也有重大发展。20世纪80年代已经有功率为10 MW的太阳能塔式发电系统。单晶硅太阳能电池已进入商品化生产。随着多晶硅、非晶硅等新材料的出现，为太阳能电池的广泛应用创造了条件。

　　电子技术、航天技术等新兴工程技术领域迫切要求可靠的独立供电的电源，使化学能电源的研究又获得新的活力，燃料电池的研制成为一项重要课题。燃料电池的转换效率可达60%以上，远远超过热机。目前磷酸型燃料电池已经成熟，40 kW的电池和48 MW的发电系统正在试运行。熔融碳酸盐型和高温固体电解质型燃料电池均在积极研制。容量达到1 kW的动力蓄电池已顺利运行，并且正继续研制10 kW和更大容量等级。燃料电池和动力蓄电池可以分散建设，不需长距离输电，它的公害轻、应用范围广，在解决目前存在的一些技术、设备问题后，将有可能为电能供需系统开创全新的境界。

　　材料科学的新成果不断提高电工制造的水平，如超耐热铝合金导线大大提高了输电线路的传输能力。非燃性合成液体、高介电常数合成液体改善了电工设备的介电性能。以合成高分子化合物为基础的新型电机绝缘材料降低了电机绝缘厚度，并可提高电机温度。各种合成绝缘结构已部分代替陶瓷。六氟化硫气体绝缘材料、合成纸复合绝缘材料等正加速传统绝缘材料的更新换代。低损耗、高磁导率的冷轧硅钢片使铁损降低到0.4 W/kg以下。采用非晶态合金制造变压器和电动机，使铁损减少70%～80%。高磁能积的钕铁硼等稀土永磁材料正取代铝镍钴材料，为永磁电机的发展提供了良好的条件。

　　超导材料研究的进展将会给电工行业带来重大变革。利用超导体可以获得稳态高强磁场而只需消耗极少的电能，在电工领域具有广泛的应用前景。使用超导电机驱动潜艇和水面舰只，可以消除传动噪声，改善灵活性与隐蔽性。超导磁悬浮列车速度可达500 km/h，已经通过载人试验。超导已应用于高能加速器等大型电物理装置，以及磁流体发电、可控核聚变实验装置等所需要的强磁场和大电流线圈等设施。超导核磁共振在医疗诊断和组织代谢过程等研究中引进了新的手段。随着高温超导材料研究的进展，实现工业规模的超导应用在技术经济上已有了可能。这一切展现出超导电工时代诱人的前景。

　　2．电气工程与其他学科的关系 　　其他专业普遍需要电气工程知识，例如建筑工程领域涉及的电气内容主要包括供电电源及电压的选择、电力负荷的计算、短路电流计算、高压接线、低压配电线路设计、电气设备选择、继电控制与保护、电力管理、变配电所设计、电梯、照明系统、安全用电等电气知识。 　　多电飞机系统的电气装备，包含了电气领域的诸多技术，如电力系统技术、电力电子技术、电力传动技术和电气装置自动控制技术等。多电飞机用电磁悬浮轴承取代发动机机械轴承，用电磁执行器代替液压和气动执行器，其所需的电气装置如图1-7所示。

图1-7 多电飞机系统的电气设备构成

图1-8 电驱动战车电气装备

　　3．机电系统中的电气技术 　　机电一体化系统设计涉及的主要内容包括机电系统机械设计技术、控制系统设计技术、伺服系统设计技术和检测技术。机电一体化是在新技术浪潮中，电子技术、信息技术向机械工业渗透并与机械技术相互融合的产物。 　　机电一体化的应用领域不同，它所涉及到的单元技术也略有差别。图1-9为一般机电一体化系统所涉及到的各单元技术及其相互联系。

图1-9 机电一体化系统各单元技术构成

　　机电一体化的关键技术主要包括机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术等。下面仅对与电气工程密切相关的几项技术作简单介绍。 　　自动控制技术范围很广，主要包括：基本控制理论；在此理论指导下，对具体控制装置或控制系统的设计；设计后的系统仿真，现场调试；最后使研制的系统能可靠地投入运行。由于控制对象种类繁多，因此控制技术的内容极其丰富，例如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等。由于微型机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。

　　在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。伺服传动系统采用的驱动技术与使用的执行元件有关。按照执行元件的不同分为电气伺服、液压伺服、气压伺服。 　　传感与检测技术是机电一体化系统的感觉器官，即从待测对象获取信号并送到信息处理部分。其主要内容包括：一是将物理量(位移、速度、加速度、力、力矩、温度等)转换成一定的与其成比例的电量；二是对转换的电信号的加工处理，如放大、补偿、标定。检测传感装置是实现自动控制的重要环节，要求传感器及其放大处理电路快速、精确地获取信息，并能够抗干扰，可靠性高。

　　伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口与这些传动装置相连接，控制它们的运动，带动工作机械做旋转、直线以及其他各种复杂的运动。伺服传动技术是直接执行操作的技术，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件，对系统的动态性能、控制质量和功能具有决定性的影响。常见的伺服驱动有电液马达、脉冲油缸、步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。由于变频技术的进步，交流伺服驱动技术取得了突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。

1.1.3 电气工程及其自动化专业的特点 　　电气工程及其自动化专业是为各行业培养能够从事电气工程及其自动化、计算机技术应用、经济管理等领域工作的宽口径、复合型的高级工程技术人才。 　　该专业的特色体现在：强电与弱电相结合，电工技术与电子技术相结合，软件与硬件相结合，元件与系统相结合，使学生获得电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能，具有分析和解决电气工程技术领域技术问题的能力。

1.1.4 电气工程及其自动化专业的发展前景 　　我国目前高等学校的专业数大约有249个，还有进一步减少的趋势。教学改革的方向必然是进一步加强基础，拓宽专业口径。电气工程专业也必然与时俱进，与信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学、材料科学等其他学科进行交叉和融合，以求自身发展。 　　2005年中国人均拥有的装机容量只有0.25 W，人均用电只有1064 kW·h，平均不到世界人均水平的一半，仅为发达国家的1/6～1/12，远不能适应我国经济的发展和人民生活水平提高的需要。相比世界电力工业大发展时期，中国电力工业正处于持续高速发展时期，未来十几年，输配电及控制设备制造产业将迎来一个前景广阔的市场发展时期。

　　在2010年至2020年期间，我国将初步形成除新疆、西藏、台湾地区之外的全国统一联合电网。这一电网的形成将实现我国水电“西电东送”和煤电“北电南送”的合理能源流动格局。未来15年，我国年均用电增长1.6×1011 kW·h，而资源分布的不均衡性需要发展特高压电网。预计2020年，我国全社会用电量将达到4.6×1012 kW·h左右，需要装机容量约109 kW。这意味着未来15年间，我国年均新增装机超过3.3×107 kW，年均用电增长达到1.6×1011 kW·h。

　　美国能源部信息管理局发布的《国际能源展望2006》报告预计，至2020年，中国用电量将达5.6×1012 kW·h，发电总装机容量预计达到1.186×109 kW，届时中国的用电量和发电总装机容量将超过美国，跃居世界第一位。报告称，到2030年，全世界的用电量将是2003年的两倍，其中发达国家将占全世界总增长量的29%，发展中国家占71%。至2030年，发展中国家用电量的年均增长将达到3.9%，发达国家为1.5%。从2003年至2030年，中国和美国的用电量将分别增加4.3×1012 kW·h和1.95×1012 kW·h。

　　未来20年，我国电力工业和电工制造业将持续高速度发展。受此拉动，我国设置电气工程专业的高等学校也将持续高速度发展。正像我国正在成为世界制造业的中心，成为世界工厂一样，我国也必将成为世界电气工程高等教育、科学研究和技术开发的中心。2020年，我国发电机装机容量将稳居世界第一。未来20年，中国将是全球电力工业和电工制造业的最大市场。我国电气工程领域集中了一批最优秀的人才。我国将成为世界电气工程高等教育的中心。我国也将成为世界电气工程科学研究和技术开发的中心。

1.2 国内外大学电气工程专业设置 1.2.1 国外大学电气工程专业设置情况 1．英国剑桥大学 1.2 国内外大学电气工程专业设置 1.2.1 国外大学电气工程专业设置情况 　　1．英国剑桥大学 　　英国剑桥大学设置工学院，授予学位的专业有电气与通信科学、制造工程。剑桥大学电气工程学科主要研究方向包括电子装置和材料、纳米科学、光子科学研究、电力与能量转换、科学影像等。剑桥大学工学院一、二年级学生不分专业，一年级必须完成的课程有数学、物理、电、磁和电子技术在电气设备、电路、控制和机械等方面的应用，材料的强度与特性、传热动力学、制图等，二年级必须完成8门核心课程，即机械、结构、材料、热流体机械、电气工程、信息工程、数学、商务经济。

　　2．澳大利亚悉尼大学　 　　悉尼大学电气与信息工程学院下设5个专业，授予学位的专业有电气工程、软件工程、计算机工程、电子商务、无线电通信工程、混合学位(5年制，除电子商务以外的所有专业可与商务、理学、药学、艺术构成混合学位)。悉尼大学电气工程学科主要研究方向包括通信、纤维光学和电子、计算机工程、等离子体工程等。悉尼大学电气与信息工程学院一年级不分专业，学习相同的课程。二年级选择专业，但课程大体相同。三年级才有明显的课程区别，每个专业有各自的核心课程和选课范围。四年级以实习、毕业设计为主，设很少的选修课。

　　3．澳大利亚墨尔本大学 　　墨尔本大学设置电气与计算机科学系，授予学位的专业有电气工程、计算机科学、软件工程。墨尔本大学电气工程学科研究方向包括无线电通信、信号与系统。墨尔本大学电气与计算机科学的三个专业一年级的课程完全相同，二年级的课程有75%相同，三年级有42.5%课程相同。选修课中有一定的跨专业和非技术类课程的学分要求。

　　4．美国麻省理工学院 　　麻省理工学院设置电气工程与计算机科学系，授予学位的专业有电气科学与工程、计算机科学与工程、电气工程与计算机科学(5年制，可同时获得学士学位和硕士学位)。麻省理工学院电气工程学科研究方向包括耳的听觉电系统模型、数字与模拟电路设计、图像处理、电力系统工程、高电压技术、数据及计算机音频和视频通信网络、芯片制造和设计技术、电气工程与生物医学应用的联系、控制电子装置的系统等。麻省理工学院一年级学习四类公共核心课程，包括数学、物理、化学和生物。三年级按要求选择专业和专业课程，每一个专业至少有三个模块，每个模块有1至2门必修课和若干门选修课，面很宽。另外，还有很多的工程设计及试验的学分要求。

　　5．美国普林斯顿大学 　　普林斯顿大学设置电气工程系，授予学位的专业有通信工程、计算机科学、固体电子学、光工程。普林斯顿大学电气工程专业研究方向包括通信科学与系统、计算机工程、光学与光电子、电子材料与装置等。普林斯顿大学理工科一年级的基础课程相同，由学校统一安排，主要是数学、物理、化学、计算机等入门课程。各院系的教学计划从二年级开始制定。二、三年级有一组基础课程，三、四年级学生可任选两个方向的专业核心课程。若选修课的先修课学分未得到，就不得选修该课程。

　　6．美国普渡大学 　　普渡大学设置电气与计算机工程系，授予学位的专业有电气工程与计算机工程。普渡大学电气工程学科主要研究方向包括自动控制、生物医学工程、通信与信号处理、计算机工程、能源与系统、场和光学、固态装置与材料、VLSI与电路设计等。普渡大学电气与计算机工程系一年级课程完全相同，主要学习数学、物理、化学和计算机入门等课程，二年级仍有70%的课程相同，三年级除了学习本专业课程外，还有相当数量的学分限定在两专业交叉选课。

1.2.2 国内大学电气工程专业设置情况 　　根据我国国情，目前人均用电量远远低于国外发达国家，电力工业仍在蓬勃发展阶段，需要大量的电气工程人才，因此专业设置不同于国外，具有自己的特色。 　　截至2006年，我国高等学校设置电气工程及其自动化本科专业的高等学校共计276所。按地域分布华东地区83所、中南地区58所、华北地区48、东北地区34所、西北地区30所、西南地区23所，分布如图1-10所示。设置本专业的高等学校名单见附录A，本节仅对几所高等学校的电气工程专业作简单介绍。

图1-10 电气工程专业地域分布图

　　1．哈尔滨工业大学 　　哈尔滨工业大学设置的电气工程及自动化学院下设2个系，分别是自动化测试与控制系、电气工程系。自动化测试与控制系学科主要研究方向包括光电信息技术与仪器工程、测试计量技术及仪器，授予学位的专业为测控技术与仪器、光电信息工程。电气工程系学科主要研究方向包括电机与电器、电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、电工理论与新技术、高电压与绝缘技术，授予学位的专业为电气工程及其自动化。

　　2．清华大学 　　清华大学设置的电机工程与应用电子技术系下设2个专业，即电气工程及其自动化专业、生物医学工程专业。电气工程及其自动化专业分6个方向，即电力系统及其自动化、高电压技术及其信息处理、电机及其控制、电路系统与电磁工程、电力电子、电气检测与诊断，授予学位的专业为电气工程及其自动化。生物医学工程专业的学科内容为5个方向，即生物医学电子仪器、微机应用、生物医学信号的检测与处理、图像处理技术、运动信息检测，授予学位的专业为生物医学工程。

　　3．上海交通大学 　　上海交通大学设置的电子信息与电气工程学院含自动化系、计算机科学与工程系、电子工程系、电气工程系、信息检测技术与仪器工程系5个系，拥有自动化、计算机科学与技术、信息工程、电气工程与自动化、电子科学与技术以及测控技术与仪器6个专业。自动化系包括两个国家重点学科，即控制理论与控制工程和模式识别与智能系统，授予学位的专业为自动化。计算机科学与工程系按学科建制，下设6个二级学科，即计算机软件和理论、计算机应用技术和计算机系统结构、智能信息处理、密码学与计算机安全和计算语言学。电子工程系拥有2个本科专业，即信息工程、电子科学与技术。

　　电气工程系主要研究方向包括大电机及其运行控制技术，MW级风力发电技术，船舶电气，电力安全，特高压输电技术，电力系统规划，电力市场，电能质量与电磁兼容，电力设备在线监测与状态检修，变电站综合自动化、配电自动化、继电保护，电力系统稳定性与可靠性、BCU、VSA、PMU等，FACTS技术及设备、定质电力，电力系统过电压、电磁暂态与稳态，高压试验与数字化测量与计量，电机及其控制，大功率电力电子技术等。信息检测技术与仪器工程系研究方向包括测控技术与仪器、精密工程和微机电系统、惯性技术与控制、智能结构系统与仪器等。

　　4．天津大学 　　天津大学电气与自动化工程学院设有电气工程及其自动化、自动化 2个宽口径的本科专业。研究方向包括：电力系统规划、运行与控制理论，电力系统微机保护与变电站综合自动化，新型电机及其控制技术，交、直流传动及调速技术，两相/多相电流检测技术，计算机工业控制技术等。

　　5．浙江大学 　　浙江大学电气工程学院目前设有电机工程学系、系统科学与工程学系和应用电子学系等3个系及1个电工电子基础教学中心，按学院大类(电气工程与自动化)统一招生和培养。学院分4个专业出口方向：电气工程及其自动化、自动化、系统科学与工程、电子信息工程。

　　6．同济大学 　　同济大学电子与信息工程学院下设计算机科学与技术系、控制科学与工程系、信息与通信工程系、电气工程系、电子科学与技术系。现设有计算机科学与技术、自动化、电子信息工程、通信工程、电气工程及其自动化、电子科学与技术和信息安全等7个本科专业。

　　7．长春工业大学 　　长春工业大学电气与电子工程学院下设4个本科专业，分别是自动化专业、电气工程及其自动化专业、测控技术与仪器专业和生物医学工程专业。自动化专业分2个专业方向：运动控制专业方向和过程控制专业方向。电气工程及其自动化专业分2个专业方向：电力电子与电力传动专业方向和电力系统自动化专业方向。 　　我国电气工程及其自动化专业建设从1908年上海交通大学(南洋大学堂)设立了电机专科开始，经过近百年的建设大多发展为多学科并存的院(系)。

1.3 电气工程专业的课程体系与知识结构 1.3.1 电气工程专业的课程体系 1.3 电气工程专业的课程体系与知识结构 1.3.1 电气工程专业的课程体系 　　电气工程及其自动化本科专业，是根据教育部颁布的最新专业目录，为拓宽专业口径，增强人才的适应性而设立的，体现了强电与弱电结合、电力与电子技术结合、元件与系统结合、计算机软件与硬件结合的特点，优化学生的知识结构，增强学生的实践能力和创新能力，致力于培养具有坚实的数学、物理学和电工理论基础，系统的专业理论，广泛的 　　技术知识，良好的实际动手能力和计算机应用能力，较高的外语水平和管理能力的复合型人才。 　

　　低年级学生所学的主干课程有电路分析、电子技术、电机学、信号与系统、自动控制理论、信息技术、计算机科学与工程、电力系统基础等。高年级学生所学的学科方向课程有电力电子技术、网络技术、电力系统计算机分析、电力系统保护与控制、微机测控技术、微机原理及应用、电力传动、微特电机及其控制系统等。 　　大多数学校的课程体系由以下几大模块组成：人文社科必修课、公共基础必修课、学科基础必修课、专业方向必修课、专业方向限(任)选课、全校性公共选修课、实践教学环 节等。

1.3.2 电气工程专业的知识结构 　　1．基础理论方面 　　掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本原理；熟练掌握高等数学、工程数学和大学物理的基本知识；比较熟练地掌握一门外语，能够比较熟练地阅读本专业的外文书刊，并具备一定的听、说、读、写能力。

　　2．专业基础理论方面 　　掌握电气工程学科的基础知识，掌握电路理论、电磁场理论、电子技术、电机理论、电器理论、数字信号处理方法，掌握常用电气、电子仪表的测量原理和使用方法，具有计算机网络与通信的基本知识。

　　3．专门知识方面 　　熟练掌握电气工程领域1或2个专业方向的专业知识，具有从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力，有较强的工作适应能力。 　　4．学科前沿方面 　　了解电气工程学科的发展趋势，在相应的专业方向上基本了解该方向的发展现状和热点问题。

　　5．学科交叉知识方面 　　了解与本学科有关的电子信息、计算机、自动控制、仪器仪表及测试技术等学科的基本知识。 　　附录C给出了长春工业大学电气工程及其自动化专业(2006级)培养计划。

1.4 影响电气工程发展的主要因素 今后若干年内对电气工程发展影响较大的主要因素包括： 1.4 影响电气工程发展的主要因素 　　今后若干年内对电气工程发展影响较大的主要因素包括： 　　(1) 信息技术的快速发展。信息技术广泛的定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通信系统，以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

　　(2) 与物理科学的相互交叉面拓宽。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统(MEMS)。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。

　　(3) 相关技术与方法的快速变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异，使得我们必须每隔几年对工程问题过去的解决方案重新进行全面思考或审查。这对电气工程领域的科技工作者而言，必须不断学习新的设计方法和新的技术手段。 　　(4) 电力电子技术的快速发展。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。

1.5 电气工程专业人才培养目标 　　1．业务培养目标 　　本专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径复合型高级工程技术人才。毕业生可从事电力电子与电力传动、电力系统自动化和电气控制自动化装置等方面的技术工作。

　　2．业务培养要求 　　本专业学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、电力传动、电力系统自动化和计算机应用技术等方面的较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业的主要特点是强、弱电结合，电工技术与电子技术相结合，软件与硬件相结合，元件与系统相结合。学生受到电工电子、信息控制及计算机应用技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。

　　毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 　　(1) 掌握较扎实的数学、物理等自然科学的基础知识，具有较好的人文、社会科学和管理科学基础知识和外语综合能力； 　　(2) 系统掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件原理及应用、电力传动、电力系统自动化等； 　　(3) 获得较好的工程实践训练，具有熟练的计算机应用能力；

　　(4) 具有本专业领域内1或2个专业方向的专业知识与技能，了解本专业学科前沿和发展趋势； 　　(5) 具有较强的工作适应能力，具有一定的科学研究、科技开发和组织管理能力。 　　电气工程及其自动化专业毕业的学生适应面宽，可在电气工程领域的各类部门(研究机构、高等院校、公司)以及计算机和自动化公司从事科研、教学、开发、工程设计和管理等工作。