《电路》
一、课程基本信息
课程编号:2020020
课程名称:电路
课程类别:专业基础课
学 分:3.5
学 时:56
课堂讲授:56
上机实验:0
适用范围:电子与自动化分院所有专业(应用型)
预修课程:无
二、本课程的性质与任务
电路课程是电子信息工程、通信工程、自动化、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,它是学生接触的第一门专业相关课程,其课程的性质为建立各种电路中共性问题的基本概念和基本定律,研究电路的基本规律及电路分析方法。通过本课程学习,学生应能建立起较为系统的电路理论知识体系,具备一定的电路分析和工程计算的能力,并力求培养理论联系实际的工程观点,为后续的模拟电子电路、数字电路与系统、自动控制理论、电子产品设计、通信原理等专业基础课和专业课打下坚实的理论基础。
三、课程知识体系架构及教学要求
课程内容是以知识点为基础的体系架构,包括:概念、原理、方法、应用、案例。概念是对名词术语内涵的确定,原理是对形成某个结论的原因的说明,方法和应用是侧重于对概念和原理的使用。
教学要求分●掌握、◎理解、○了解三个层次。
(一)理论教学
单元1.直流电路基本概念和理论
概念:
●<![endif]>电路模型,电荷,电流,电压,功率,电压和电流的参考方向,关联参考方向,电阻的数学模型与特性,电压源和电流源,结点,支路和回路,功率守恒;基尔霍夫电流定律;基尔霍夫电压定律。
◎集总参数,受控源,电导,开路和短路。
○器件时变和非时变、线性和非线性。
原理:
●欧姆定律;KCL 与KVL。
方法及运用:
●电压与电流的参考方向设定;欧姆定律,KCL 与KVL的运用;电功率的计算及性质的判断。
单元目标:
通过本单元的学习,建立对本门课的总体任务的认识,了解本门课程分析问题的方法和特点,能够把各种电路器件和基本电路模型建立起联系,掌握电路变量平衡机理,熟练掌握运用参考方向建立KVL、KCL方程的方法。
单元2.电阻电路的等效电路及混联电路分析
概念:
●端口网络,等效,理想电压源,理想电流源,实际电压源,实际电流源。
◎输入电阻。
原理:
●等效变换。
方法及运用:
●理想独立源的串并联等效,实际独立源的等效变换及含源支路的等效变换,会运用电源等效变换方法简化电路,混联电路的分析方法,电压分配公式和电流分配公式,利用等效变换简化电路。
单元目标:
通过线性电路的等效分析方法的学习,掌握含源和不含源线性电路的等效变换方法,通过大量介绍例题和解题训练,使学生能够熟练的将本单元的有关知识运用到电路求解问题中。
单元3.线性网络的一般分析方法
概念:
●线性网络。
◎支路电流,支路电压。
○独立节点,互电阻。
原理:
●网孔电流法,节点电压法。
◎支路电流法,支路电压法。
○网络的图,回路分析法。
方法及运用:
●利用网孔电流法、节点电压法求解多个支路电流、电压或元件功率。
单元目标:
通过本单元的学习,使学生掌握一些基本的电路分析原理,理解和掌握电路理论的规律,熟练掌握介绍的电路计算的各种重要方法,以达到能够对各种直流线性电路进行分析的目的。
单元4.网络定理
概念:
●线性电路。
原理:
●叠加定理,齐性定理,戴维南定理,最大功率传递定理。
◎诺顿定理。
○置换定理,互易定理。
方法及运用:
●应用叠加定理,齐性定理,戴维南定理,最大功率传递定理进行电路的分析和计算。
◎利用戴维南定理求解含有受控源的电路。
单元目标:
通过本单元的学习,使学生掌握一些基本的电路分析原理,理解和掌握电路理论的规律,熟练掌握介绍的电路计算的各种重要方法,以达到能够对各种直流线性电路进行分析的目的。
单元5.动态元件
概念:
●动态电路;一阶电路;过渡过程;状态、初始状态;换路。
◎电路初始值;电容、电感储能。
原理:
●换路定律,储能元件的伏安特性。
◎电容电感串并联。
方法及运用:
●储能元件的伏安特性应用。
单元目标:
建立动态电路概念,掌握换路定则,利用换路定则求解换路后电路的初始状态。
单元6.一阶电路
概念:
●一阶电路,时间常数,一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。
◎暂态响应,稳态响应,强制响应和自由响应。
○通解,特解。
原理:
●三要素法
◎阶跃信号和阶跃响应表示及作用。
○齐次方程求解,动态元件的对偶关系。
方法及运用:
●三要素法求一阶电路的全响应,电路时间常数。
◎一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应分析。
单元目标:
掌握动态电路的特点和基本概念,掌握其分析方法,建立各类动态电路状态变化的分析思维模式。
单元7.正弦稳态分析
概念:
●正弦量,相量,正弦稳态响应,正弦量的最大值、有效值的定义及实际意义。
◎周期,频率,初相,角频率,相位差,复数。
○正弦量平均值,同频率正弦量的相位差。
原理:
●KVL、KVL的相量形式,RLC元件的VCR相量关系,相量法,阻抗角与电压电流相位差的关系。
◎阻抗及导纳的相量模型。
方法及运用:
●正弦量的相量表示,正弦量和相量之间的转换,RLC串联电路的完全响应,用相量图进行正弦稳态分析的方法。
○相量图与复数运算在正弦稳态分析中的特殊作用,GCL并联电路的完全响应。
单元目标:
掌握正弦交流稳态电路分析方法的应用范畴,对正弦交流电路中有别于直流电路的各类现象有清晰的理解,掌握此类电路的重要性质,熟练掌握此类电路的分析计算方法,能够使学生具有解决实际问题的能力。
单元8.正弦稳态功率
概念:
●有功功率,视在功率,无功功率,功率因数。
◎瞬时功率,平均功率。
○复功率。
原理:
●相量法,正弦稳态功率中的最大功率传输(共轭匹配和模匹配)。
◎相量图法。
方法及运用:
●功率因数的物理性质及计算方法,单口网络的瞬时功率和平均功率的计算方法;视在功率和无功功率的物理意义及计算方法。
◎相量图法应用。
○复功率守恒应用。
单元目标:
掌握正弦交流稳态电路分析方法的应用范畴,对正弦交流电路中有别于直流电路的各类现象有清晰的理解,掌握此类电路的重要性质,熟练掌握此类电路的分析计算方法,能够熟练使学生具有解决实际问题的能力。
单元9.耦合电感电路
概念:
●同名端。
◎自感电压,互感,耦合系数,空心变压器。
○磁通,磁通链。
原理:
●互感分析方法,空心变压器比例运算电路基本原理。
○耦合电感形成的原因。
方法及运用:
●含有耦合电感的电路分析模型的建立和计算,耦合电感的串并联计算方法,含有空心变压器和理想变压器的电路分析,正确运用和分析同名端。
◎互感电压的表达式。
单元目标:
掌握耦合电感形成的原因,掌握耦合电感电路分析的基本方法,能够建立电路分析模型,写出互感电压的表达式,正确运用和分析同名端,能够熟练计算相关习题。
单元10.三相电路
概念:
●相电压,线电压。
◎对称三相制。
○三相电源。
方法及运用:
●对称三相电路的分析与计算。
◎三相三线制和三相四线制。
单元目标:
通过对三相电路的介绍与分析,使学生建立起三相电的整体概貌,掌握对三相电的对称分析,具有一定的三相电路的计算能力。
单元11.谐振电路
概念:
●品质因数,通频带。
○谐振。
原理:
●串联谐振和并联谐振产生的条件和特点,品质因数的特性及对谐振电路产生的影响。
方法及运用:
●谐振电路选择性和品质因数的关系,谐振电路的选择性和通频带之间的关系。
单元目标:
掌握谐振电路的功能,能够运用各种方法分析谐振电路,具有较强的解题能力,会运用谐振电路解决实际应用问题。
四、教学时数分配表
1. 理论教学时数分配表
序号
|
知识体系
|
总学时数56
|
讲课
|
实验
|
实践
|
上机
|
1
|
电路的基本概念和基本理论
|
|
|
|
|
2
|
线性电阻电路的分析
|
|
|
|
|
3
|
线性电路定理和一般分析方法
|
6
|
|
|
|
4
|
网络定理
|
6
|
|
|
|
5
|
动态元件
|
4
|
|
|
|
6
|
一阶电路
|
6
|
|
|
|
7
|
正弦稳态电路分析
|
8
|
|
|
|
8
|
正弦稳态功率
|
8
|
|
|
|
9
|
耦合电感电路
|
6
|
|
|
|
10
|
谐振电路
|
4
|
|
|
|
11
|
三相电路
|
2
|
|
|
|
合计:56学时
|
56
|
|
|
|
五、推荐教材及参考书目
理论教材:
袁良范、马幼鸣编著,《简明电路分析》,北京理工大学出版社,2003年8月。
参考书:
邱关源主编,《电路》(第五版),高等教育出版社,2006年3月。
六、考核办法
本课程为考试课程,期末考试采用闭卷笔试方式。学生的课程总评成绩由平时成绩(占30%)和期末考试成绩(占70%)两部分构成。
1.平时成绩:100分折合为总成绩的30%;平时成绩按照电子与自动化学院关于平时成绩考核办法意见执行(见附件1)。
2.期末成绩:100分折合为总成绩的70%。
3.成绩评定:百分制。
编 写 人:刁立强
审 核 人:于海霞