電氣工程專業(yè)介紹
(一)學(xué)科概況
電氣工程學(xué)科是研究電磁現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律和應(yīng)用的學(xué)科。電、磁現(xiàn)象很早就被人類發(fā)現(xiàn)和認識。希臘學(xué)者米利都(約公元前六世紀)觀察到用布摩擦后的琥珀會吸引如羽毛等輕小的東西。17世紀初,英國醫(yī)生吉爾伯特所著的書中,對“電”進行了最早的論述,英語“Electric”一詞即起源于希臘語“Electrica”和拉丁語“Electrum”。隨后,英國人格雷發(fā)現(xiàn)了電的導(dǎo)體和絕緣體,法國人杜菲發(fā)現(xiàn)幾乎所有的物質(zhì)可以摩擦生電,并發(fā)現(xiàn)帶有異種電荷的物體會互相吸引,帶有同種電荷的物體會互相排斥。18世紀中期,美國人富蘭克林以著名的“風(fēng)箏實驗”證明了電在自然界中的存在。
19世紀上半葉,法國科學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。19世紀下半葉,英國科學(xué)家麥克斯韋的電磁理論為電氣工程學(xué)科發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著發(fā)電機、變壓器和電動機等設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展和輸配電技術(shù)的成熟,電能作為人類生活和生產(chǎn)不可或缺的能源,得到了日益廣泛的應(yīng)用。相關(guān)理論的發(fā)展與工程實踐的成功,使電氣工程學(xué)科逐漸成為一門獨立的學(xué)科。19世紀到20世紀初,西方國家的大學(xué)陸續(xù)設(shè)置了電氣工程專業(yè)。1904年,京師高等實業(yè)學(xué)堂開辦了電氣專業(yè),這是我國有資料記錄的最早的電氣工程專業(yè)高等教育。
電氣工程學(xué)科在國家發(fā)展中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性和支柱性作用。電氣工程的應(yīng)用廣泛涉及能源電力、工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)、交通運輸、科技、教育、國防和人類生活等領(lǐng)域,對國民經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了廣泛的影響和巨大的作用,而現(xiàn)代電網(wǎng)的建設(shè)被譽為20世紀最偉大的工程技術(shù)成就。在需求牽引、內(nèi)涵驅(qū)動和學(xué)科交叉的推動下,電氣工程學(xué)科正呈現(xiàn)出旺盛的發(fā)展態(tài)勢,主要趨勢如下:
1.電能產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、儲存、傳輸和應(yīng)用向著清潔低碳、安全高效和靈活可靠的方向發(fā)展,其中風(fēng)能、太陽能等可再生能源的高效轉(zhuǎn)換和安全運行成為當(dāng)前研究的熱點;
2.電磁場與物質(zhì)相互作用的新現(xiàn)象、新原理、新機制、新應(yīng)用已成為高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)和創(chuàng)新源頭,特別是各種超常環(huán)境和極端條件下的應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展也成為了重要的前沿陣地;
3.學(xué)科間的交叉融合日益顯著,信息技術(shù)、智能化技術(shù)、納米技術(shù)、生物學(xué)等技術(shù)的發(fā)展促進了與電氣工程學(xué)科的交叉,為電氣工程學(xué)科的發(fā)展增添了新的活力;
4.新型材料的發(fā)展,催生并促進了新型電工器件、設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)展。
(二)學(xué)科內(nèi)涵
1.研究對象
電氣工程學(xué)科主要研究各類電磁現(xiàn)象與內(nèi)在規(guī)律及其在人類生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
2.理論基礎(chǔ)
電氣工程學(xué)科共性基礎(chǔ)理論主要包括電磁場理論、電路理論和電磁測量理論。
3.知識基礎(chǔ)
知識基礎(chǔ)主要包括四個方面:
(1)人文社會科學(xué)基礎(chǔ)涉及政治、經(jīng)濟、管理和外語等;
(2)自然科學(xué)基礎(chǔ)涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等;
(3)學(xué)科基礎(chǔ)涉及電磁場理論、電路理論、電磁測量理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機學(xué)、電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制原理、信號與系統(tǒng)、工程力學(xué)、工程制圖、信息與通信技術(shù)等;
(4)專業(yè)知識涉及電工理論與新技術(shù)、電工材料與電介質(zhì)、電機系統(tǒng)及其控制、智能電器與電工裝備、電力系統(tǒng)及其自動化、電力信息技術(shù)、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電能變換、新能源發(fā)電與電能存儲、生物電磁技術(shù)等。
4.研究方法
電氣工程學(xué)科研究方法與一般工學(xué)相關(guān)學(xué)科相同,理論分析是最基本的研究方法,還包括仿真(軟件仿真、半實物仿真)和實驗研究方法。
(三)學(xué)科范圍
電氣工程學(xué)科主要包括電工理論與新技術(shù)、電工材料與電介質(zhì)、電機系統(tǒng)及其控制、智能電器與電工裝備、電力系統(tǒng)及其自動化、電力信息技術(shù)、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電能變換、新能源發(fā)電與電能存儲、生物電磁技術(shù)等10個二級學(xué)科。
1.電工理論與新技術(shù):是電氣工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論與前沿交叉,綜合運用不同學(xué)科的理論與技術(shù)新成就持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展電氣工程學(xué)科。主要研究電路與電網(wǎng)絡(luò)理論、電磁場理論及計算方法、物質(zhì)的電磁特性及其與外部電磁場的相互作用、電磁能量轉(zhuǎn)換的原理與技術(shù)、電磁探測的原理與技術(shù)、電磁場的多物理場耦合計算與仿真、電磁環(huán)境與電磁兼容等。
2.電工材料與電介質(zhì):是電力、電子與能源裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。主要研究電工材料與電介質(zhì)物理和化學(xué)基礎(chǔ)理論、電工材料與電介質(zhì)制備理論與技術(shù)、電工材料與電介質(zhì)工程應(yīng)用理論與技術(shù)。
3.電機系統(tǒng)及其控制:主要研究電機及其他電磁與機電裝置中的機電能量轉(zhuǎn)換原理,以及機電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計、制造、運行與控制、集成與優(yōu)化規(guī)律。
4.智能電器與電工裝備:電工裝備主要是指實現(xiàn)電能發(fā)、輸、變、配的一次和二次設(shè)備總和;智能電器包括高低壓電器元件和設(shè)備,其功能是實現(xiàn)電或非電對象的切換、控制、保護、檢測和變換。主要研究電器與電工裝備的設(shè)計、制造、運行過程中的相關(guān)理論與技術(shù),涉及材料、結(jié)構(gòu)、工藝、服役和環(huán)境等。
5.電力系統(tǒng)及其自動化:主要研究電力系統(tǒng)和以電力為中心的綜合能源系統(tǒng)中電能的產(chǎn)生、存儲、變換、輸送、分配、控制和利用的理論,以及電力系統(tǒng)和綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、特性分析、運行管理、控制保護等理論和技術(shù),為用戶提供安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、環(huán)保的電力。
6.電力信息技術(shù):是電氣工程與信息技術(shù)相融合交叉的學(xué)科,利用信息技術(shù)解決能源電力行業(yè)工程實際問題。主要研究電氣工程領(lǐng)域中信息技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù),包括各種信息技術(shù)在電力行業(yè)制造、設(shè)計、分析、運行、控制、維護及管理等方面應(yīng)用的理論及方法。
7.高電壓與絕緣技術(shù):揭示高電壓強電場與絕緣介質(zhì)相互作用機制,解決高電壓與絕緣相互依存矛盾。主要研究放電理論、試驗方法、測試技術(shù)、絕緣結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)過電壓及其防護以及在交叉學(xué)科領(lǐng)域中應(yīng)用。
8.電力電子與電能變換:采用電力電子器件和無源元件構(gòu)成電路對電磁能量形式和參數(shù)進行變換和調(diào)控,以實現(xiàn)電能高效使用的學(xué)科。以功率半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ),電磁能變換電路為核心,脈沖調(diào)節(jié)控制為關(guān)鍵,綜合電氣、電子和控制技術(shù)形成了特有的理論和方法。主要研究電力電子器件設(shè)計、制造和測試,電力電子電路拓撲、建模與控制,電力電子系統(tǒng)裝置及應(yīng)用等。
9.新能源發(fā)電與電能存儲:是面向能源轉(zhuǎn)型的一門新興交叉學(xué)科,解決風(fēng)能和太陽能等可再生能源安全、經(jīng)濟、高效發(fā)電,主要涉及新能源發(fā)電與電能存儲的原理、控制與測試技術(shù),以及新能源發(fā)電與儲能在能源電力行業(yè)中的應(yīng)用。主要研究風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、儲能技術(shù)與系統(tǒng)、新能源資源、新能源與儲能規(guī)劃及運行、其他新型能源發(fā)電的理論及方法。
10.生物電磁技術(shù):是綜合電氣科學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和信息科學(xué)等的交叉學(xué)科,運用電工學(xué)科的原理和方法研究生命體活動自身產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象、特征及規(guī)律,外加電磁場和其他物理場對生物體作用效應(yīng)與機制,以及醫(yī)療儀器、生命科學(xué)儀器中的電氣科學(xué)基礎(chǔ)問題。主要研究生物電磁效應(yīng)及機制、生物電磁特性與電磁信息檢測技術(shù)、生物電磁干預(yù)技術(shù)以及生物醫(yī)學(xué)中的電工新技術(shù)等。
(四)培養(yǎng)目標(biāo)
1.碩士學(xué)位
具有電氣工程領(lǐng)域堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,了解本學(xué)科相關(guān)研究領(lǐng)域的國內(nèi)外學(xué)術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向;學(xué)術(shù)學(xué)位獲得者須具有從事科學(xué)研究工作的能力,專業(yè)學(xué)位獲得者須具有承擔(dān)專業(yè)工作的能力。具有嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng);具備良好的科研道德;較為熟練地掌握一門外語。畢業(yè)后可在科研、教學(xué)、企業(yè)等單位從事研究、教學(xué)、工程技術(shù)開發(fā)和管理等工作。
2.博士學(xué)位
具有電氣工程領(lǐng)域堅實寬廣的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)深入的專門知識,全面深入了解本學(xué)科相關(guān)研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀、發(fā)展方向及國際學(xué)術(shù)前沿;學(xué)術(shù)學(xué)位獲得者須具有獨立從事科學(xué)研究工作的能力,專業(yè)學(xué)位獲得者須具有獨立承擔(dān)專業(yè)工作的能力,并在本學(xué)科取得創(chuàng)新性的研究成果;具有嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng),具備良好的科研道德。應(yīng)至少掌握一門外語,能熟練閱讀本專業(yè)的外文資料,具有一定的外文寫作能力和進行國際學(xué)術(shù)交流的能力。畢業(yè)后可在高等院校、研究院(所)、企業(yè)和政府部門從事教學(xué)、科研或技術(shù)創(chuàng)新與管理工作。
(五)相關(guān)學(xué)科
數(shù)學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)與工程、控制科學(xué)與工程、自動化技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)、動力工程及工程熱物理、信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)等。
碩士學(xué)位基本要求
(一)獲本一級學(xué)科碩士學(xué)位應(yīng)掌握的基本知識
電氣工程碩士生應(yīng)有扎實的人文社會科學(xué)(如政治、經(jīng)濟、管理和外語等)以及自然科學(xué)(如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物等)方面的知識基礎(chǔ),具有電氣工程領(lǐng)域堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,深入了解本領(lǐng)域發(fā)展方向,系統(tǒng)掌握電氣工程學(xué)科相關(guān)研究領(lǐng)域的理論、技術(shù)和方法,具備多學(xué)科交叉的知識體系和學(xué)習(xí)能力。
電氣工程碩士生應(yīng)系統(tǒng)掌握電氣工程學(xué)科及相關(guān)學(xué)科必需的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識,主要包括電磁場理論、電路理論、電磁測量理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機學(xué)、電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制原理、信號與系統(tǒng)、工程制圖、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、人工智能技術(shù)等。具有電氣工程領(lǐng)域內(nèi)1~2個專業(yè)方向的專業(yè)知識與技能,了解相關(guān)專業(yè)前沿的發(fā)展趨勢。
(二)獲本一級學(xué)科碩士學(xué)位應(yīng)具備的基本素質(zhì)
1.學(xué)術(shù)素養(yǎng)
擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)、擁護社會主義制度、遵守中國憲法和法律;具有愛國主義精神和社會責(zé)任感,具有為科學(xué)獻身的精神,崇尚科學(xué),追求真理。具有良好的科學(xué)素養(yǎng),誠實守信,嚴格遵守科學(xué)技術(shù)研究學(xué)術(shù)規(guī)范,具有嚴謹求實的工作態(tài)度和勇于創(chuàng)新的工作作風(fēng),具有國際化視野、合作精神和團隊意識。
掌握本學(xué)科堅實的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的專門知識,具有電氣工程領(lǐng)域內(nèi)1-2個專業(yè)方向的專業(yè)知識與技能,初步掌握解決工程問題的先進技術(shù)方法和現(xiàn)代管理知識。了解本學(xué)科專業(yè)的發(fā)展與前沿,掌握一門外語,能較熟練地閱讀電氣工程領(lǐng)域的外文資料并進行科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流。面向原始創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)革新的實際需要,具備解決實際問題、開展創(chuàng)新應(yīng)用的能力,具備一定自主探索、勇于質(zhì)疑的學(xué)術(shù)意識和團結(jié)協(xié)作的精神。
在掌握本學(xué)科知識的同時,還能快速獲取跨學(xué)科知識和共性技術(shù)并綜合運用,并具備相應(yīng)的人文科學(xué)知識,力求全面發(fā)展。具備良好的心理素質(zhì),能夠積極處理工作、學(xué)習(xí)和生活中遇到的各種問題。
2.學(xué)術(shù)道德
嚴格遵守《中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)法》、《中華人民共和國著作權(quán)法》、《中華人民共和國專利法》等國家法律法規(guī),恪守科研誠信與倫理,嚴守學(xué)術(shù)規(guī)范,保護知識產(chǎn)權(quán),尊重他人勞動成果和技術(shù)權(quán)益。認真執(zhí)行學(xué)術(shù)刊物引文規(guī)范,在科研成果與論文中參照或引用他人的成果,必須在參照或引用的具體位置注明出處;不得以引用的方式將他人成果充作自己的學(xué)術(shù)成果;在標(biāo)注各級基金項目資助時,須經(jīng)項目負責(zé)人授權(quán)。誠實守信,客觀公正,杜絕弄虛作假、抄襲剽竊現(xiàn)象,不篡改、偽造、隱瞞研究數(shù)據(jù),不夸大、虛報研究成果,在成果和論文中根據(jù)作用和貢獻合理署名。正確對待學(xué)術(shù)研究和學(xué)術(shù)活動中的名與利,嚴禁沽名釣譽、損人利已行為,反對急功近利、粗制濫造現(xiàn)象,不利用科研活動謀取不正當(dāng)利益。嚴格遵守相關(guān)保密規(guī)定,維護國家安全和信息安全。自覺遵守各類學(xué)術(shù)規(guī)范,維護學(xué)位授予單位聲譽。
(三)獲本一級學(xué)科碩士學(xué)位應(yīng)具備的基本學(xué)術(shù)能力
1.獲取知識的能力
通過閱覽專業(yè)期刊、網(wǎng)絡(luò)信息、參與學(xué)術(shù)會議交流、定期與相關(guān)研究團隊交流等方式,了解相關(guān)領(lǐng)域的前沿進展與動態(tài),具備有效獲取研究所需知識及其綜合分析能力。系統(tǒng)的專業(yè)知識可以通過教師講授、小組研討、自主學(xué)習(xí)等方式,通過理論推導(dǎo)、仿真分析、實驗研究等加深對知識內(nèi)涵的理解,具備綜合應(yīng)用相關(guān)知識解決本領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。
2.科學(xué)研究能力
結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域已有科研成果、前沿進展和本人所在團隊的研究基礎(chǔ),聚焦電氣工程領(lǐng)域出現(xiàn)的實際問題,根據(jù)自己的研究興趣和特點選擇擬解決的關(guān)鍵問題,分析問題產(chǎn)生的原因并尋找可行的解決方案。在此過程中不斷提升個人的批判性思維能力、觀察力、自主學(xué)習(xí)能力、溝通交流能力、團隊合作能力和工程領(lǐng)導(dǎo)力,具備從事科學(xué)研究工作或獨立承擔(dān)專門技術(shù)工作的能力。
3.實踐能力
能夠綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識、工具性軟硬件知識和方法論。針對擬研究的問題,設(shè)計實驗實踐方案、搭建實驗系統(tǒng)或現(xiàn)場實踐、開展相關(guān)科學(xué)實驗、合理評價和分析實驗結(jié)果、撰寫實驗實踐報告等。在實踐過程中不斷提升個人的實踐動手能力、解決實際工程問題的能力和創(chuàng)新能力,具備從事開展學(xué)術(shù)型研究或從事技術(shù)開發(fā)的能力。
4.學(xué)術(shù)交流能力
積極參加導(dǎo)師研學(xué)團隊內(nèi)部學(xué)術(shù)交流與研討、校內(nèi)外國內(nèi)外舉辦的學(xué)術(shù)交流活動。在各類學(xué)術(shù)交流活動中,能夠?qū)⒆约旱南敕?、研究思路、研究過程、研究成果展示給大家,并在學(xué)術(shù)交流中發(fā)現(xiàn)問題,獲取新知,積累經(jīng)驗,促進科研工作。具備熟練的文字表達和口頭表達能力。
5.其他能力
應(yīng)具備一定的溝通協(xié)調(diào)和組織管理能力及團隊協(xié)作意識。
(四)學(xué)位論文基本要求
1.規(guī)范性要求
內(nèi)容規(guī)范:學(xué)位論文一般由題目、論文資助聲明、獨創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)聲明、中英文摘要、目錄符號說明、正文、參考文獻、附錄、附圖表、致謝、攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、專利、科研成果等構(gòu)成。論文內(nèi)容要求結(jié)構(gòu)嚴謹、層次分明、方法科學(xué)、推理正確、實驗準(zhǔn)確、內(nèi)容充實。杜絕抄襲剽竊他人成果、偽造篡改數(shù)據(jù)、論文一稿多投和重復(fù)發(fā)表等學(xué)術(shù)不端行為。文體規(guī)范:論文撰寫中,應(yīng)當(dāng)嚴格遵守有關(guān)量、單位、電氣設(shè)備符號、機械制圖、引文、注釋、參考文獻標(biāo)注等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),文字表達準(zhǔn)確流暢、圖表清晰規(guī)范,應(yīng)體現(xiàn)出作者嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)和科研寫作能力。
印制規(guī)范:學(xué)位論文力求整潔、清晰、美觀。論文封面應(yīng)包括分類號、密級、編號、論文題目、作者姓名、指導(dǎo)教師姓名和職稱、專業(yè)和研究方向名稱、學(xué)位授予單位、提交日期等。同時,按照各學(xué)位授予單位相關(guān)規(guī)定,提交與印刷論文相同格式的電子版學(xué)位論文。
保密規(guī)范:涉及國家秘密的學(xué)位論文,應(yīng)當(dāng)嚴格按照《中華人民共和國保守國家秘密法》執(zhí)行。
2.質(zhì)量要求
論文選題應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合電氣工程領(lǐng)域?qū)嶋H,具有明確的現(xiàn)實性、針對性和應(yīng)用價值,提倡學(xué)科交叉滲透,選擇具有理論價值、經(jīng)濟效益和社會效益的論文題目。
論文應(yīng)有一定的系統(tǒng)性和完整性,有自己的新見解。學(xué)位論文工作一般包括文獻閱讀、科研調(diào)查、選題報告、理論分析、軟件設(shè)計、實驗工作、論文撰寫、論文答辯等環(huán)節(jié)。論文研究應(yīng)有一定的技術(shù)難度、先進性和工作量,應(yīng)有作者獨立的見解,能夠體現(xiàn)作者綜合運用基礎(chǔ)理論、科學(xué)方法、專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的能力。論文寫作中要求概念清晰、結(jié)構(gòu)合理、層次分明、版式規(guī)范,并明確論文創(chuàng)新點或作者的獨到見解。鼓勵在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文和參加相關(guān)學(xué)術(shù)會議進行交流。

