电气工程 BEng (Hons)

The University of Sheffield - 谢菲尔德大学

这是一个通用技能模块，包括一系列的专业发展活动，这些活动将在你的学位和职业生涯的剩余时间里发挥作用。这些活动包括实验室的实践技能、分析电路的模拟技能、沟通技能和职业发展。

全院范围内的全球工程挑战周是第一年课程的必修部分，该项目旨在发展学生的学术、可转移和就业技能，并拓宽他们作为全球公民的视野。在一整周的时间里，学院的所有学生以六人一组的多学科小组的形式，从一系列主题下安排的项目中进行选择，包括水、信息和通信技术、废物管理和能源，场景设置在一个发展中国家。

本模块介绍了电子系统设计的基本原则。这些想法主要是在数字设计的背景下讨论的，如果没有一定程度的系统思考和规划，数字设计是无法现实地进行的。系统设计的其他领域将被用来说明和加强系统设计思想适用于数字设计以外的许多领域的想法。该模块还将介绍一些基于计算机的工具，这些工具被系统设计者用于模拟和验证。

本模块旨在加强学生以前的知识，并开发新的基本数学技术，以支持1级和2级的工程科目。它还为相应工程系的2级数学课程提供了基础。

本模块介绍了支配构成所有电子和电气电路的有源和无源电路元件的特性和应用的物理原理。讨论了影响电阻器、电容器，特别是二极管和晶体管的实际行为的问题。介绍了使用二极管和晶体管的电路环境，以及描述其内部行为和外部相互作用的模型。它显示了晶体管和二极管如何在开关电路和放大器电路中使用，并在后者的背景下介绍了小信号建模的重要概念。

本模块介绍了电路的基本原理。电路的概念，以及电压、电流和功率的概念被介绍给交流和直接来源。讨论了电路和磁路之间的相互作用，介绍了相互耦合和变压器的概念。在直流和交流电路的背景下，介绍了节点、回路和叠加等形式化的分析方法，并将交流量的复数符号应用到后者。广泛地讨论了一系列情况下的功率计算。

本模块让你对电气和电子产品的设计、制造和操作有一个实际的了解。它将包括讲座和最多六个实验室。 将有两种类型的实验室。 (a) 解构，和 (b) 建造。 在(a)中，你将被引导完成对废弃的普通电气产品的解构。你将发现这些产品是如何制造的，以及各种子部件是如何相互作用的。 在(b)中，你们将建造一些简单的电气/电子系统。讲座将被用来促进实验，并将包括对产品的材料特性以及回收和可持续性问题的讨论。

本单元涉及实际编程。学生将学习和练习用C语言和Matlab编程，为他们作为工程师的发展提供基础技能。

本模块介绍了家庭中的电力和能源概念。它面向广泛的受众，回答那些许多人对能源、电力和 "可再生能源 "有疑问但不知道向谁或如何询问的问题。该模块将只使用基本的算术数学--乘法、除法、加法和减法。将介绍可再生能源，如太阳能光伏板、小型风力涡轮机和热泵。你到底能节省多少钱？汽油车与柴油车，电动车如何适应？

全院性的工程--你被雇用周是第二年课程的必修部分，该周被设计用来发展学生的学术、可转移和就业技能。在为期一周的密集项目中，学生们将以六人左右的多学科小组的形式，就一个现实世界的问题进行工作。这些项目是基于工业伙伴提供的问题，学生将提出解决这些问题的想法和进一步发展这些想法的项目建议。

本模块结合了为期两天的密集研讨会、系列讲座和SHIPS旗帜下的工业灵感小组项目任务，SHIPS代表了SHeffield工业项目计划。密集研讨会旨在介绍诸如就业能力、团队工作和项目规划等主题。 小组工业项目旨在让你发展在工程问题解决、有效沟通（包括口头和书面）和小组项目管理等方面的技能；所有这些都是通过在有限的时间范围内解决一个复杂的技术问题，并有困难的现实限制。

本模块是一系列二级模块的一部分，为模块标题中括号内的特定工程师群体设计。每个模块巩固以前的数学知识，并开发与特定工程学科相关的新数学技术.

本模块汇集了BJT、JFET和MOSFET器件的基本物理原理，说明器件设计中的结构决定如何影响作为电路元件的性能。基本的电路拓扑结构，如长尾对、达林顿晶体管和电流镜，被描述为探索典型运算放大器内部设计的先导。讨论了运算放大器的常见应用。探讨了简单CMOS电路中器件结构和性能之间的关系，并应用于实际的数字电路应用。通过从日常嵌入式数字系统中抽取的例子，介绍数字系统设计策略。

概述了电力供应基础设施，包括目前使用的多种电能发电模式，然后是保护、安全和关税结构的基本理念。讨论了电机的特点，以及可用于控制机器性能的电路策略。还描述了用于更普遍的高效电源管理的电路。处理功率的电路将耗散能量，如果要避免过热，就必须消除这些能量--在音频功率放大器的背景下讨论了热管理的要素。

该模块旨在向你介绍你在学习和工作中需要的关键技能之一。你将学习为什么项目是工程环境的一个关键特征。你还将被介绍到项目管理概念和术语的基础知识。此外，你将学习如何计划一个项目并为其成功完成而交付。它将介绍项目管理主题，如计划、范围、日程安排、资源、成本和约束。此外，你将在实践中认识到人对成功交付项目的重要性，包括利益相关者和团队的动态。

学生将进行一个扩展设计项目（从一个可能的项目清单中选择，涵盖与各种学位课程相关的一系列主题，这是一个核心要素）。设计项目将包括建模、设计、实施和测试。可供选择的项目清单将不时变化，但将包括天线、无线电电路、嵌入式处理器、数字系统、半导体（太阳能电池、声表面波滤波器）、发电机。

本模块介绍了通信系统的基本结构，并研究了使系统工作所需的各种电路和信号工程策略。介绍了频谱是一种有限资源的概念，以及一些允许在用户之间没有冲突的情况下多次使用频谱的管理框架。该单元旨在形成通信系统和电子学之间的桥梁，将包括一些案例研究，以便将想法置于合理的背景中。

本模块建立在一年级所学的C语言编程的基础上，探讨编程、建模和嵌入式编程的高级问题。目的是培养学生使用C语言和MATLAB（这两个常用的工业标准工具）的面向对象的习惯（如模块化、数据隐藏等），以及为嵌入式系统编写软件。这样做是为了相信这些是一个 "正常的电子工程师应该具备的技能。使用C语言和MATLAB的三个小型项目来自整个系，被用作各种活动的重点，并使学生能够证明模块成果的实现。

本模块将向学生介绍静态电场和磁场、麦克斯韦方程以及这些方程在电场和磁场问题上的应用。这将扩展到考虑低频时变场和分析旋转电机所需的磁场计算。此外，还将考虑用于解决磁场问题的数值方法。这些想法将成为该模块后半部分的基础，该模块将集中于电机的设计，考虑额定值、绕组和磁铁。

提供一个结构化的个人设计项目，使学生能够进行实践和/或理论工作，以支持其学术研究，并允许获得和展示应用于工程设计的广泛的实践技能.

本模块将考虑大型电力系统供应网络的设计和性能。该模块将专注于用于分析此类系统行为的模型和技术，以及用于此类系统的主要设备的规格。然后，该模块将在此基础上考虑此类系统的稳定性和故障分析，确定保护的基本技术。

该模块提供了一个使用经典控制理论对反馈控制系统的建模、分析和设计的介绍。重点是连续时间领域的线性时间不变（LTI）系统，尽管也提供了数字控制器的简要介绍。

该模块旨在向工程专业学生介绍工程师在其工作环境中可能遇到的一些关键的财务和法律问题。该模块将直接借鉴工程项目和/或产品开发背景下的预算编制、融资、评估财务风险和做出财务决策等实际问题。同时，该模块将培养学生对签订工程项目和产品的开发和交付合同的法律方面的理解，以及对环境法规、数据保护和知识产权的认识。通过一系列这两个学科的平行讲座，该模块将提供这两个领域的工作知识以及它们如何影响工程实践。作为评估的一部分，将着重强调小组工作、报告撰写和陈述，并辅以在线练习和个人作品集。

本模块旨在介绍和发展对电力电子器件和电路的理解；发展电路分析技术、电路理解和用于交流和直流电源转换器的设计能力.