与论文导师讨论并最终确定论文主题、背景研究、研究方法、预期成果等内容。
与导师讨论并最终确定毕业论文的主题、背景研究、研究方法、预期成果等内容。
• 计算机和数学科学伦理学简介 – 伦理理论，决策框架，以及数据驱动技术对社会的影响；数据科学中为何要注重诚信。 • 学术诚信与不当行为 – 抄袭，数据造假，代码盗窃；负责任的署名，数据集和代码的引用；后果与预防。 • 合作与署名 – 团队项目中的公平贡献；论文、代码库和竞赛中贡献的定义；处理争议。 • 隐私、同意与人类受试者 – 了解知情同意，匿名化，去标识化；GDPR 和 IRB 对涉及人的数据的必备知识。 • 偏见、公平与歧视 – 数据和模型中的偏见来源；公平性指标；审计和减轻有害结果；现实案例研究。 • 知识产权与开放科学 – 许可数据集和代码（MIT，GPL，CC）；算法中的版权与专利；平衡开放与保护。 • 人工智能（AI）与生成式AI研究 – 讨论当前AI研究的缺陷以及AI平台在研究中的应用。 • 伦理使用AI与生成式工具 – 虚构内容，偏见放大，抄袭风险；透明度，问责制与监管；在作业和研究中负责任的使用。
随着电气技术在日常生活中越来越普及，了解这些技术有助于人们更快乐地生活，实践节能和安全。本课程旨在提供对部分基本电气概念的深入理解，帮助非理工科学生理解电气科学，并将科学原理应用于日常生活。课程将概述日常生活中有用的关键电气技术，并介绍各种电气和电子设备的工作原理。这些设备的操作原理以及与安全相关的科学知识也将被介绍。
1. 静态场：静电学：电场，库仑定律，高斯定律，电势，电容和能量储存。磁静学：毕奥-萨伐尔定律，磁场，安培环路定律。载流导体的力，洛伦兹力。 2. 时变场：法拉第定律和楞次定律；自感，互感和储存能量。 3. 数学预备知识：向量分析和坐标系。梯度、散度和旋度运算。线、面、体积分的概念。斯托克斯定理和散度定理。 4. 麦克斯韦方程和电磁波：麦克斯韦方程的积分形式，微分形式。连续性方程。位移电流。波动方程，平面偏振波，传播速度和能量流动。 5. 介质材料：介电材料：偶极子，极化，介电常数和电容器。铁磁材料：磁化曲线，磁导率，磁滞回线和饱和。边界条件。磁路：磁动势，磁阻和磁导。 6. 静态场问题的求解：数值和计算机方法。从场图估算导纳、电感、电容和场量。 实验内容： 使用电阻和阻抗网络绘制场图。 使用电解槽绘制场图。 使用电阻纸绘制场图。
课程大纲： 1. 直流电路基础与定理 电荷、电流、电压差和功率的基本概念。欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。电路定理包括叠加定理、电源变换定理、戴维南定理和诺顿定理以及最大功率定理。 2. 电容、电感和一阶暂态 电容器和电感器的介绍，包括介电常数、介电性、磁导率和磁场等物理原理。电容器和电感器中的能量存储。法拉第定律和楞次定律。电容器和电感器的本构关系。时间变化电路的简介。简单的RC和LC电路。独立状态变量的重要概念。一阶微分方程（带有简单指数形式的解）。一阶暂态分析。一阶电路的时间域解和暂态行为。 3. 交流电路的稳态分析 相量（旋转矢量）。由单一固定频率正弦源驱动的电路的稳态分析。阻抗和导纳。分析方法1：简单RLC电路的相量图。分析方法2：系统复数分析，即与直流电路相同的方法，但用复数表示交流电压和电流的相位和幅度。三相星形连接。三相三角形连接。三相电路的线电压和相电压、线电流和相电流。复功率守恒定理。 4. 交流电路中的功率 平均值和有效值。复功率、有功功率、无功功率和视在功率。滞后、超前功率和单位功率因数。功率因数不良的影响。功率因数校正。复功率守恒定理。 5. 互感和变压器 电磁感应、自感和互感。基本耦合电感方程。理想变压器的概念（假设正弦电压和电流）。点符号。最大功率传输的变压器匹配。物理变压器作为理想变压器，具有漏感和磁化电感。用于电隔离和电压/电流等级转换的应用。 6. 电气测量 测量不确定度。电阻测量：四探针测量和惠斯通电桥。使用交流电桥测量电容和电感。功率测量。使用两功率表法测量三相功率。 实验： 1. 基本仪器 2. 基尔霍夫定律和最大功率传输定理 3. RC和RL电路
课程大纲： 1. 稳压二极管及其电路 半导体材料和特性。p-n结的性质。p-n结二极管的结构、工作原理和特性。理想和实用p-n结二极管。基本稳压二极管电路的分析。特定稳压二极管电路的分析：整流器、峰值检测器、钳位器、箝位器等。负载线概念及其分析。 2. 双极型晶体管（BJT）及其放大器 n-p-n和p-n-p型BJT的结构、工作原理和特性。直流分析、负载线和BJT电路的设计技术。直流偏置方案。基本BJT放大器的配置、工作原理和特性。交流分析、负载线和设计技术。小信号等效电路和参数。小信号电压增益、电流增益、输入电阻和输出电阻。负载效应。 3. 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）及其放大器 n沟道和p沟道MOSFET的结构、工作原理和特性。直流分析、负载线和MOSFET电路的设计技术。直流偏置方案。基本MOSFET放大器的配置、工作原理和特性。交流分析、负载线和设计技术。小信号等效电路和参数。小信号电压增益、电流增益、输入电阻和输出电阻。负载效应。 4. 运算放大器（op-amp）及其电路 运算放大器的晶体管级图及其基本操作。理想和实用运算放大器的等效电路和特性。黄金法则。基本运算放大器电路：反相、同相、求和、差分、积分和微分放大器。特定运算放大器电路：电压跟随器、电流到电压转换器、电压到电流转换器、仪表放大器等。设计应用。 5. 频率域分析 线性和对数尺度上的功率、电压和电流增益。贝尔和分贝的概念。时间t、角频率jω和复角频率s域的概念。jω和s域的传递函数。Bode图简介。第一阶交流电路在正弦驱动源下的传递函数推导。Bode幅频和相频图的实现。极点和零点、截止频率及带宽的概念。 实验内容： 1. EE2003-E01：基本稳压二极管电路。 2. EE2003-E02：BJT电路 3. EE2003-E03：运算放大器电路。
1. 电气能源系统概述：电力系统定义、布局和基本组件，传输与分配结构，变压器的作用。互联电力系统。高压直流输电。变电站布局、分配结构、架空线路和电缆、断路器、保护概念、线路保护。 2. 发电与能源：能量转换原理，发电厂和母线布局，发电机和涡轮机类型。发电控制概念和运行图表。抽水蓄能和风力涡轮机。可再生能源与非可再生能源。可持续发展。 3. 电价：电力市场的概念和结构。电价设计概念。电价结构。不同公用事业中的传统电价和新型电价。两部制电价，介绍市场化和负荷管理概念。 4. 电力系统基本原理：相量的概念、表示和性质。感性与容性电路。有功与无功功率。单相与三相系统。相分析。标幺值系统与计算。功率因数校正。 5. 变压器：构造和工作原理。等效电路。变压器测试。电压调节和功率效率。并联运行。三相变压器和相组。自耦变压器。仪表变压器。 6. 架空线与电缆：架空线路建设，包括换位和捆绑。主（RLCG）和一般（ABCD）参数计算。线路方程和性能计算。电晕损失和干扰。电缆类型、构造、电气应力和热特性。 行业讲座：介绍电力公用事业及其运营模式；介绍发电、输电和配电。 实验：单相变压器实验；三相变压器实验；传输线路参数计算的计算机练习。 案例研究：间歇性能源资源及其并入电网的主要问题；电压源换流器技术在电力系统中的应用；智能电网和户用技术（电动汽车、光伏、储能）的协调；自主能源电网及其在香港的应用；海上风电发电，全球潜在与全球能源需求的比较；电池储能系统及其在电力系统中的应用。
1. 交通系统：交通工程简介，交通问题与解决方案，香港的交通系统，交通在社会、经济、环境和政治中的角色，以及交通模式。 2. 智能交通：智能交通系统，联网和自动驾驶车辆，电动交通，共享出行，低空经济，以及数据驱动的方法和解决方案。 3. 交通工程：交通工程的基本要素，时间-空间图，速度-流量-密度关系，排队论，交通测量，服务水平。 4. 公共交通（公共交通系统）：公共交通系统的规划、管理和运营；公共交通网络结构和运行方案；公共交通服务的可靠性和自适应控制；需求响应服务；公共交通技术；铁路交通。 5. 交通经济学：交通经济学的基本原理；交通需求与供给；交通政策，如定价；交通网络分析。
本课程为专业工程师提供广泛的基础工程实践，包括工程制图与CAD、安全、基础机电实践、机构设计实践和科学计算语言，旨在为所有一年级感兴趣于工程的学生提供必要的技术技能。 课程概要/示例大纲： 1. (TM2009) 工业安全 — 安全管理、安全法律、职业卫生与环境安全、安全技术。 2. (TM1340) 尺寸与公差实践 — 测量、装配实践与装配。 3. (TM8060) 计算机辅助设计基础 — CAD 一般概念、装配建模、工程图的生成。 根据开设项目决定以下内容之一： A 流：4a (TM3019) 工程师与科学家的MATLAB；5a (TM0512) 工程师的机电实践。 B 流：4b (TM3302) 工程师与科学家的Python；5b (TM1325) 机构设计的快速原型制造。
(TM0367)照明与电气系统设计 室内照明设计与计算；自然光照考虑；流明和反射器；荧光灯和LED灯；节能。 介绍低压配电系统及香港电气设计规范；检查建筑图纸；设计照明和电气服务；准备布局图和电路图。 (TM0389)低压开关板与电力监控、AC控制与PLC 低压开关板的规格、标准和要求；IDMTL和电子保护继电器；电路图、测试、调试和维护。 电力监控与分析、噪声和谐波；有源滤波器和实时电容器组。 介绍可编程控制器系统、传感器、执行器、驱动器、计时器、计数器、梯形逻辑编程和测试。 (TM0380)集成建筑系统 专有和开放系统（BMS、EIB和DALI）；传感器和执行器；布线电路、场景控制；系统设计、编程和调试；智能建筑系统集成。 (TM0373)电气安装与基本电子实践 常规低压安装和智能建筑控制系统（EIB和DALI）的布线；最终照明和电源电路、控制装置和保护装置；检查、测试。 识别电子电路组件、焊接和脱焊、干膜工艺、蚀刻工艺。
课程概要/建议教学大纲 (TM0367) 照明与电气系统设计 室内照明设计与计算；自然光照明考虑；流明和反射器；荧光灯与LED灯；节能。 介绍低压电力分配系统及香港电气设计规范；检查建筑图纸；设计照明和电气服务；准备布局图和电路图。 (TM0372) 电气安装、基本自动化与电子实践 常规低压安装及智能建筑控制系统（EIB和DALI）的布线；最终照明和电力电路、控制装置和保护装置；检查、测试。 介绍可编程控制器系统、传感器、执行器、驱动器、计时器、计数器、梯形逻辑编程和测试。 识别电子电路组件、焊接与脱焊、干膜工艺、蚀刻工艺。 (TM1245) 电气工程TSE（DG）的结构混凝土与钢结构 • 结构混凝土 识别混凝土类型和材料；进行混凝土搅拌、浇筑、振捣和现场质量控制测试；了解钢筋类型、尺寸、细节、切割、弯曲和固定在木模板中的钢条；检测钢筋混凝土结构中的钢筋覆盖层和尺寸。设计并建造一个简单的预制混凝土构件。 • 结构钢结构 识别建筑行业中常用的结构钢截面；钢结构特性、切割、钻孔；了解钢结构连接方法。在临时工作中使用钢结构及其相关问题；钢结构的防腐保护。 (TM1244) TSE的模板、脚手架、地下管线探测与锚固 • 模板与脚手架（15学时） 模板类型、材料；工具和设备的介绍。 简单模板设计。 木模板的制作。 金属脚手架和假模类型、材料；工具和设备；脚手架安全。 简单脚手架的搭建。 • 地下管线探测（7.5学时） 地质雷达探测 地下管道系统的闭路电视（CCTV）探测 电缆定位器探测 • 锚固技术实践（7.5学时） 高速公路项目中常用的固定和锚固系统，例如机械和化学锚栓及锚固强度测试。
直流电路：电磁学类比。常用前缀。电的基本原理。原子和原子结构。基本电学量：电荷、电位、电流、电压、功率和能量。电阻、欧姆定律和电阻器。电阻器串联和并联。符号约定。实际、理想、独立和依赖电压源和电流源。电压和电流分压器。基本测试仪表的使用：电压表、电流表、欧姆表和万用表。集中电路元件。网络描述：支路、节点、回路和网孔。基尔霍夫电压和电流定律。特莱登定理。网孔电流和节点电压方法。戴维南定理和诺顿定理。负载效应和最大功率传输。 交流电路：特斯拉与爱迪生：电流之战。交流与直流的区别。交流信号基础：时间依赖、周期性和正弦信号和电源。全球电网。峰值、平均和均方根值。电感器和电容器。时域法下的正弦稳态分析。相量和阻抗基础：复数、欧拉恒等式、相量表示、阻抗和导纳、相量图。相量-阻抗法下的正弦稳态分析。功率、能量和电费。瞬时和平均功率。电阻、电感、电容和复杂负载的功率。复功率和功率因数。电力的产生、传输和分配。三相电基础。 二极管和二极管电路：半导体基础：基本的电学和电子材料，能带图，本征和掺杂半导体，电子和空穴，掺杂，施主和受主，n型和p型半导体。P-N结二极管：基本结构、符号、耗尽区、势垒电压、正向偏置、反向偏置、理想电流-电压特性、导通和截止状态、理想二极管方程、击穿特性、稳压二极管。二极管电路：理想和实用二极管假设，基本和特定二极管电路。 双极型晶体管（BJT）和BJT放大器：BJT：基本结构、符号、BJT半导体基础，BJT作为电开关和放大器。直流偏置和电路：工作模式、直流偏置、输入和输出特性、直流等效电路、直流分析、负载线、Q点、直流偏置方案。交流小信号和放大器：线性模拟放大器，符号表示，BJT放大器的基本特性，直流和交流分析与等效电路，小信号π型等效电路（含和不含早期效应），小信号放大器参数，共射放大器，直流和交流负载线。 实验：1. E01：直流电路。2. E02：二极管电路。
讲座和工作坊旨在拓宽学生在服务学习、电力供应和电气设备方面的知识，特别是服务对象面临的能源贫困问题。课程内容包括：服务学习的概念与实践（原则、益处、伦理问题、社会责任、态度、项目规划、团队合作、反思）；学科特定概念（能源贫困、评估方法、基本电力原理、成本效益改进方法包括太阳能/风能/人力发电、节能照明、直流电器）；项目特定概念（历史/文化/政治背景、构建电气系统的技术技能、健康/安全/伦理问题）。
数字电路：数字系统基础：布尔代数、数字系统中使用的数制和编码、逻辑门及其特性、真值表。组合电路的分析与综合：简化技术、无关项、卡诺图。大规模电路的实现。静态和动态危险。数字集成电路：数字IC家族：TTL、CMOS，基本逻辑门（TTL、CMOS、NMOS、PMOS、传输门逻辑、线与逻辑）的结构，输入和输出V-I特性；传输特性、开关阈值、噪声容限、逻辑门的功耗、传播延迟、上升时间、下降时间。序列电路：典型结构、操作、设计及应用的触发器。同步序列电路的设计与分析；状态和状态变量：寄存器、计数器和存储单元（ROM、RAM、Flash、可编程逻辑阵列、FPGA）的结构。异步电路的设计、状态机、流程表、稳定和不稳定状态。 模拟电路：大信号晶体管电路：功率放大器的分类；分析效率、功耗和失真的A、B、AB、C、D类放大器。信号转换：电压比较器。采样与保持电路。A/D和D/A转换器：加权电阻A/D转换器；R-2R梯形A/D转换器；并行比较A/D转换器；双斜率A/D转换器；逐次逼近A/D转换器。
1. 介绍：电机和发电机的基本原理。电动机的材料。电动机的类型及其应用。损耗与效率。 2. 电机的额定参数：温升和冷却方法。加热和冷却曲线。热额定值。电机铭牌。 3. 绕组：相绕组和换向器绕组。绕组系数。电动势方程。谐波。旋转磁场的产生。 4. 直流电机：构造。电动势方程。电枢反应和换向。并励、串励和复励电机的特性。测试。速度控制。无刷直流电机。 5. 同步电机：构造。同步阻抗。电压调节。同期并网。在无限母线上的性能。功率/负载角关系。稳定性。同步电动机。 6. 感应电机：鼠笼式和绕线式类型。等值电路。转矩-滑差关系。启动、制动和发电。测试。速度控制。单相感应电机。 实验室实验： 直流电机的负载试验，效率和速度控制。 三相鼠笼感应电机的性能评估。 同步发电机的同期并网。
1. 电力电子基础：功率转换，能量平衡原理，基础知识复习。 2. 功率半导体器件：二极管，功率晶体管，MOSFET，晶闸管，GTO，IGBT，开关特性。 3. 直流-直流变换器：降压、升压和降压-升压直流-直流变换器，占空比控制器，开关模式电源。 4. 交流-直流整流器：单相和三相不可控及可控整流器，端口特性，供电与负载互动。 5. 直流-交流逆变器：基本单相桥式逆变器，电压和频率控制，谐波减小。 6. 电动驱动系统：电动驱动系统简介，节能应用，直流电动驱动系统。 实验课程： 1. 直流-直流变换器 2. PSIM仿真电力电子电路
1. 无功功率与电压控制：电压降和功率损耗计算。通过分接头调压和补偿变压器、调压器、串联和并联补偿进行电压控制。无功功率流动。 2. 故障分析：三相平衡故障计算。故障电流限制概念。不平衡故障计算，包括相地、相间和双相地故障，采用对称分量法。序电流和电压测量。 3. 冲击：行波、冲击波阻抗和驻波电压。雷电和操作冲击。冲击波的抑制、反射和折射。使用格子图。过电压保护。 4. 开关设备与保护：不同类型开关设备的构造和应用。电弧熄灭和暂态恢复电压。交流和直流电流开断，电流斩波。保护系统的作用和组成。保护的协调、选择和分区。过电流继电器。差动和距离保护方案。 实验室实验（视设备情况而定）： • 短中距离输电线路的电压调节和无功功率补偿。 • 静态和机电电流测量继电器。 • 输电线路冲击的研究。 • 使用交互式软件“Powerworld”进行对称和不对称故障分析。 • 对称分量。 • 分布系统中不同接地方法的影响。 • 过电流继电器的分级。
1. 控制系统分析简介：开环控制系统，闭环控制系统，反馈的影响，控制系统的实例。 2. 动态系统数学建模：电气和电磁系统组件，传感器与执行器，拉普拉斯变换，传递函数。微分方程，状态空间，传递函数，框图，信号流图，梅森公式 3. 线性系统的时域分析：一阶系统，二阶系统，瞬态响应，稳态响应，劳斯-赫尔维茨稳定性判据。根轨迹分析 4. 线性系统的频域分析：频率响应，伯德图，增益裕度和相位裕度，极坐标图，尼奎斯特稳定性判据，尼科尔图 5. 补偿器和PID控制器：补偿器，PID控制器，控制器整定。齐格勒-尼科尔斯基整定，基于模型的整定，内部模式控制。灵敏度与设计权衡 6. 常见挑战：模糊控制，神经网络控制，AI控制。 实验：PID控制，模糊控制器
1. 基础知识：误差分析，数值稳定性，迭代求解，牛顿法，有限差分和插值，拉格朗日插值；非线性联立方程的求解；数值微分和积分。 2. 微分方程：常微分方程的数值解法，欧拉法和龙格-库塔法，收敛性和稳定性；偏微分方程的有限差分方法，边值问题。 3. 运筹学：线性规划，简单单纯形算法，灵敏度分析，最短路径和最大流问题，整数规划，典型工程应用中的组合优化问题。 4. 优化：直接搜索和简单梯度方法；带约束的优化。 5. 概率与统计：随机变量，概率分布，样本分布和均值，中心极限定理，显著性检验和假设检验，随机过程。 实验课程： • 使用MATLAB进行数值分析和算法实现 • 评估电气系统中电压或热分布的偏微分方程数值解
