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《電路理論》課程教學(xué)大綱
2012.8
一、 課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)
《電路理論》是自動控制類、電氣電子類和計算機(jī)類等相關(guān)專業(yè)的必修課程。本課程的主要任務(wù)是研究電路的基本定理、定律、基本分析方法及應(yīng)用。其目的是使學(xué)生通過對本課程的學(xué)習(xí),理解電路的基本概念,掌握其分析方法、定理和定律并能靈活應(yīng)用于電路分析中,使學(xué)生在分析問題和解決問題的能力上得到培養(yǎng)和提高,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。
二、 課程的教學(xué)基本要求
1、理解電路模型的概念,牢固掌握基爾霍夫定律和
2、電阻、電容、電感、耦合電感、理想變壓器、電壓源、電流源、受控源等電路元件的伏安關(guān)系,充分理解兩類約束是分析電路的基本依據(jù)。充分理解各種電路元件的功率與能量關(guān)系。
3、掌握獨(dú)立變量分析方法,能熟練運(yùn)用網(wǎng)孔電流法和節(jié)點(diǎn)電壓法來分析、計算線性電阻電路。理解兩個單口網(wǎng)絡(luò)等效概念,能正確運(yùn)用戴維南定理、諾頓定理來分析電路。掌握含運(yùn)算放大器電阻電路分析方法。
4、能熟練地分析、計算一階動態(tài)電路的零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng)以及全響應(yīng)。掌握二階動態(tài)電路的計算、分析方法。牢固掌握時間常數(shù)、固有頻率的概念。充分理解零狀態(tài)和零輸入響應(yīng)的概念,理解暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的概念、了解記憶、以及狀態(tài)的概念。
5、充分理解相量法的原
3、理及其使用條件。能熟練地運(yùn)用相量法計算、分析正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及用相量圖求解正弦穩(wěn)態(tài)電路。掌握平均功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)的概念并能進(jìn)行計算。會分析對稱三相電路。
6、理解電路的頻率響應(yīng)概念,深入理解諧振現(xiàn)象。掌握非正弦周期電流電路的計算方法。
7、能熟練分析含有耦合電感和理想變壓器的電路;掌握雙口網(wǎng)絡(luò)的基本分析方法和各種參數(shù)意義及相互轉(zhuǎn)化方法。
三、 課程內(nèi)容及學(xué)時分配
本課程講授64學(xué)時,每章學(xué)時分配及習(xí)題供參考。
第一部分 電阻電路分析
第一章 電路模型和電路定律 6 學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
電路和電路模型;電流和電壓的參考方向;電功率和能量;電路元
4、件;電阻元件;受控電源;基爾霍夫定律。
2、 教學(xué)要求
深入理解電路模型、電壓和電流的參考方向以及關(guān)聯(lián)方向概念;深入理解電功率和能量以及受控電源概念;理解電阻元件概念;掌握基爾霍夫定律;了解集總假設(shè)。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):電路模型概念;電壓電流參考方向及關(guān)聯(lián)方向概念;基爾霍夫定律。
難點(diǎn):電壓電流參考方向;受控電源的概念;功率和能量的計算。
4、習(xí)題:1-1,1-3,1-4,1-5,1-10,1-12,1-16,1-19,1-20。
第二章 電阻電路的等效變換 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
電路的等效變換;電阻的串聯(lián)和并聯(lián);電阻的星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換;電壓
5、源和電流源的串聯(lián)和并聯(lián);實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換;輸入電阻。
2、 教學(xué)要求
深刻理解電路等效的概念;熟練掌握電阻的星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的等效變換方法;掌握電阻的串聯(lián)和并聯(lián)、電壓源和電流源的串聯(lián)和并聯(lián)方法;掌握實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換;了解輸入電阻概念。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):電路等效的概念;實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換。
難點(diǎn):對外等效的理解;含受控源的電路變換。
4、 習(xí)題:2-1,2-4,2-6,2-11,2-13,2-14,2-16。
第三章 電阻電路的一般分析 6學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
電路的圖;KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù);支路電流法;網(wǎng)孔電流
6、法;回路電流法;節(jié)點(diǎn)電壓法。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握結(jié)點(diǎn)電壓法、網(wǎng)孔電流法;掌握支路電流和回路電流法;深刻理解KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù);了解電路的圖的概念;了解無伴電源的概念。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):用結(jié)點(diǎn)電壓法和網(wǎng)孔電流法分析、計算線性電阻電路。
難點(diǎn):電路的圖及KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)的概念;用節(jié)點(diǎn)電壓法分析含有電流源串聯(lián)電阻支路。
4、 習(xí)題:3-6,3-7,3-8,3-12,3-13,3-16,3-18,3-21,3-23。
第四章 電路定理 6學(xué)時
1、本章內(nèi)容
疊加定理;替代定理;戴維寧定理和諾頓定理;最大功率傳輸定理;特勒跟定理;互易定理
7、;對偶原理。
2、教學(xué)要求
熟練掌握疊加定理、戴維寧定理、特勒跟定理、最大功率傳輸定理的基本內(nèi)容和使用條件,能熟練運(yùn)用這些定理解決實(shí)際問題;掌握諾頓定理、替代定理、互易定理;理解對偶原理。
3、重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):疊加定理;戴維寧定理;最大功率傳遞定理;特勒根定理。
難點(diǎn):用疊加定理分析含受控源電路;用戴維寧定理分析含受控源電路;置換與等效概念的異同。
4、 習(xí)題:4-1,4-4,4-7,4-9,4-11,4-13,4-16,4-17,4-18,4-23。
第五章 含有運(yùn)算放大器的電阻電路 2學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
運(yùn)算放大器的電路模型;比例電路的分析;含有理想運(yùn)放的電
8、路的分析。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握理想運(yùn)算放大器電路模型的特點(diǎn);熟練掌握含有理想運(yùn)算放大器電路的分析計算。
3、 重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):理想運(yùn)放的特點(diǎn):虛短與虛斷;用結(jié)點(diǎn)法分析含理想運(yùn)放電路。
難點(diǎn):獨(dú)立結(jié)點(diǎn)的確定;級聯(lián)運(yùn)放電路的分析。
4、習(xí)題:5-1,5-3,5-4。
第二部分 動態(tài)電路分析
第六章 儲能元件 3學(xué)時
1、 教學(xué)內(nèi)容
電容元件;電感元件;電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握電容元件、電感元件的定義、性質(zhì)和特點(diǎn);掌握電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián);了解動態(tài)元件的概念。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):電容和電感的伏安關(guān)系;電容
9、電壓、電感電流的連續(xù)性和記憶性。
難點(diǎn):電容、電感的特性、能量關(guān)系。
4、 習(xí)題:6-1,6-3,6-4,6-7,6-10。
第七章 一階電路和二階電路的時域分析 8學(xué)時
1、 教學(xué)內(nèi)容
動態(tài)電路的方程及其初始條件;一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng);一階電路的全響應(yīng);二階電路的零輸入相應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng);二階電路的全響應(yīng);一階和二階電路的階躍響應(yīng);一階和二階電路的沖激響應(yīng)。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握動態(tài)電路的描述方程和求解方法;熟練掌握一階電路的分析計算(分離變量法、三要素法、疊加定理);掌握二階電路的分析計算;掌握一階和二階動態(tài)電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)計算方法;了解
10、固有頻率、暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)、強(qiáng)制響應(yīng)和固有響應(yīng)、過渡過程等概念。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):一階電路的分析計算;動態(tài)元件初始值的計算。
難點(diǎn):由微分方程求解完全響應(yīng);三要素法中0+與0-及時間常數(shù)的求法。
4、習(xí)題:1,5,7,8,12,14,15,20,21,22,26,27,31,38。
第三部分 正弦穩(wěn)態(tài)分析
第八章 相量法 3學(xué)時
1、 教學(xué)內(nèi)容
復(fù)數(shù);正弦量;相量法基礎(chǔ);電路定律的相量形式。
2、 教學(xué)要求
深刻理解相量的概念;熟練掌握正弦量的相量表示方法;熟練掌握KCL、KVL、電路元件VCR的相量形式。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):正弦量的相量表示法;K
11、CL、KVL、VCR的相量形式。
難點(diǎn):
4、習(xí)題:8-7,8-10,8-15,8-20。
第9章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 6學(xué)時
1、 教學(xué)內(nèi)容
阻抗和導(dǎo)納;電路的相量圖;正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析;正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率;復(fù)功率;最大功率傳輸。
2、 教學(xué)要求
深刻理解動態(tài)電路阻抗和導(dǎo)納的物理意義;深刻理解平均功率、無功功率和復(fù)功率的物理意義;熟練掌握動態(tài)電路阻抗、導(dǎo)納和功率的計算;熟練掌握用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路;掌握最大功率傳輸定理;掌握用相量圖分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):阻抗和導(dǎo)納;正弦穩(wěn)態(tài)功率;用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路;最大功率傳輸。
難點(diǎn):電路的阻抗和
12、導(dǎo)納模型相互轉(zhuǎn)換;正弦穩(wěn)態(tài)功率的意義和計算;提高功率因數(shù)的方法;用相量圖分析正弦穩(wěn)態(tài)電路;相量模型與時域模型的相互轉(zhuǎn)化。
4、 習(xí)題:9-1,9-5,9-7,9-12,9-17,9-18,9-19,9-26,9-27。
第十章 含有耦合電感的電路 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
互感;含有耦合電感電路的計算;耦合電感的功率;變壓器原理;理想變壓器。
2、教學(xué)要求
深刻理解互感的概念;熟練掌握含有耦合電感電路的計算;熟練掌握含有理想變壓器電路的計算。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):互感的伏安關(guān)系;理想變壓器伏安關(guān)系;用回路法、原邊等效電路、副邊等效電路法計算變壓器電路。
13、難點(diǎn):引入阻抗;理想變壓器的實(shí)現(xiàn)。
4、習(xí)題:10-1,10-4,10-6,10-12,10-15,10-18,10-22。
第十一章 電路的頻率響應(yīng) 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
網(wǎng)絡(luò)函數(shù);RLC串聯(lián)電路的諧振;RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng);RLC并聯(lián)諧振電路;
2、 教學(xué)要求
熟練掌握網(wǎng)絡(luò)函數(shù)和頻率響應(yīng)概念;熟練掌握RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)和諧振;掌握RLC并聯(lián)電路的諧振;了解波特圖和濾波器。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)函數(shù)概念;頻率響應(yīng)概念;RLC串聯(lián)諧振。
難點(diǎn):諧振的物理意義
4、 習(xí)題:11-3,11-6,11-10,11-13。
第十二章 三
14、相電路 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
三相電路概念;線電壓與相電壓關(guān)系;線電流與相電流關(guān)系;對稱三相電路計算;不對稱三相電路概念;三相電路的功率。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握三相電路的結(jié)構(gòu)形式及線電壓與相電壓、線電流與線電流的關(guān)系;熟練掌握用“分離一相”法計算對稱三相電路;熟練掌握三相電路的功率計算;掌握用節(jié)點(diǎn)發(fā)計算不對稱三相電路。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):對稱三相電路的電壓、電流、功率計算。
難點(diǎn):不對稱三相電路的計算。
4、習(xí)題:12-1,12-4,12-7,12-9,12-12。
第十三章 非正弦周期電流電路和信號的頻譜 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
非正弦
15、周期電流信號;非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù);有效值、平均值和平均功率;非正弦周期電流電路的計算。
2、教學(xué)要求
熟練掌握非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù)方法;熟練掌握非正弦周期電路電壓、電流有效值、平均功率的計算。
3、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù);非正弦周期電路電壓、電流有效值、平均功率的計算。
難點(diǎn):
4、 習(xí)題:13-6,13-7,13-8,13-9,13-10,13-11。
第十六章 二端口網(wǎng)絡(luò) 4學(xué)時
1、教學(xué)內(nèi)容
二端口網(wǎng)絡(luò)的概念;二端口的方程與參數(shù);二端口的等效電路。
2、 教學(xué)要求
熟練掌握二端口的描述方程與Z參數(shù)、Y參
16、數(shù)計算方法;熟練掌握各種參數(shù)之間轉(zhuǎn)換方法;熟練掌握二端口的等效電路;了解混合參數(shù)和傳輸參數(shù)模型。
3、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):Z參數(shù)、Y參數(shù)的計算;各種參數(shù)之間轉(zhuǎn)換。
難點(diǎn):含受控源的二端口網(wǎng)絡(luò)的Z、Y參數(shù)的求法及矩陣形式。
4、習(xí)題:16-1,16-4,16-6,16-7,16-9。
四、 教材及參考書
本課程教材采用高等教育出版社2006年5月出版的邱關(guān)源原著、羅先覺修訂的《電路》(第五版)。
參考書目:
1、李瀚蓀 《電路分析基礎(chǔ)》(第三版) 高等教育出版社 1992
2、C.A.狄蘇爾 葛守仁著 林爭輝主譯 電路基本理論 人民教育出版社1979
3、周長源主編 電路
17、理論基礎(chǔ)(第二版) 高等教育出版社 1996
4、周孔章主編 電路原理(上,下) 高等教育出版社 1983
五、 考核方式與成績評定方法
采用期末閉卷考試(占70%)及平時成績(占30%)相結(jié)合的方法進(jìn)行考核。平時成績包括作業(yè)、期中測驗(yàn)及課堂提問。
六、 說明
本課程的先修課程為《高等數(shù)學(xué)》。
附:學(xué)時分配(共64學(xué)時)
第一章
6學(xué)時
第八章
3學(xué)時
第二章
4學(xué)時
第九章
6學(xué)時
第三章
6學(xué)時
第十章
4學(xué)時
第四章
6學(xué)時
第十一章
4學(xué)時
第五章
2學(xué)時
第十二章
4學(xué)時
第六章
3學(xué)時
第十三章
4學(xué)時
第七章
8學(xué)時
第十六章
4學(xué)時
專心---專注---專業(yè)