课程编号:161006 、162006 开课学期:3
本课程是自动化专业、通信工程专业、以及其它电类专业的重要基础课,是自动化专业的必修课程。本课程主要介绍电路的基本概念,电路的基本分析方法,是进入专业学习的入门课程。通过学习电路理论这门课程,能使学生掌握电路的基本概念,掌握电路中各元件的特性,掌握电路的基本定律和定理,掌握一般电路的分析计算,进一步培养学生分析问题和解决问题的能力,为学习后续课程及从事实际工作奠定坚实的基础。
本课程的任务是给定电路的结构及元件的参数,在掌握电路基本概念、性质和规律的基础上,对电路进行分析和计算。本课程的基本要求:
1、掌握基尔霍夫定律,掌握电阻、电感、电容、电压源、电流源、受控源的伏安特性,理解电压、电流的参考方向的含义。
2、掌握等效电路的概念与等效电阻的计算,掌握实际电源两种模型及其等效变换,熟悉电阻的星形连接与三角形连接的等效变换。
3、掌握电路的基本分析方法:支路电流法、网孔分析法、节点分析法,了解含理想运算放大器的电路分析。
4、掌握电路定理:戴维南定理、诺顿定理、置换定理、叠加定理、互易定理、最大功率传输定理。
5、掌握动态电路的时域分析法,理解强制分量、固有分量,暂态和稳态,时间常数等概念,会用三要素法求一阶电路的响应。
6、掌握正弦电路的基本概念:周期、频率、角频率、有效值、相位及相位差;掌握正弦电路的分析方法,即相量法,理解阻抗、导纳、平均功率、无功功率、视在功率、复功率及功率因数等概念。
10、掌握非正弦周期电流电路的有效值、平均值、平均功率的概念,了解非正弦周期电流电路的计算方法。
12、掌握网络函数的概念,了解极点、零点与响应的关系。
13、掌握电路的图、树的概念,了解关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵及电路方程的矩阵形式。
1、本课程为专业基础课,又是本专业考研究生的课程,采用讲授为主、自学为辅的方法,突出重点,深入浅出,难点分析透彻。
2、讲授中注重电路的基本概念,基本分析方法。要理论和实践相结合,培养学生分析问题、解决问题的能力。
3、采用启发式和互动式的教学方法,通过回忆式提问、理解式提问、应用式提问等方法,积极引导学生主动思考。
1、 讲授中注重电路的相似性和对偶性,重视电路理论中的对偶关系,启发学生进行对比分析,以利于深入理解,举一反三,增强学生的自学能力。
本课程是以高等数学、工程数学和大学物理等课程为基础知识,为后续课程模拟电子技术等课程打下必备的基础,是学好专业课的前提。要学好这门课程,还要求学生具备基本的分析问题和解决问题的能力。
(一)电路模型和电路定律……………………………………………………………………(6学时)
1、电路和电路模型 ……………………………………………………………………(1学时)
2、电流变量:电压、电流及功率………………………………………………………(1学时)
3 、电路元件:电阻、电压源、电流源及受控源………………………………………(2学时)
教学内容要点:(1)电阻元件的定义、分类及伏安特性
(4)电压源、电流源、受控源的特性及独立源与受控源的区别
4、基尔霍夫定律 …………………………………………………………………………(2学时)
教学内容要点:(1)基尔霍夫电压(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL)
(二)电阻电路的等效变换 ……………………………………………………………………(4学时)
1、元件的串联与并联 ………………………………………………………………(2学时)
2、实际电源的两种模型及其等效变换 ………………………………………………(1学时)
4、输入电阻 ……………………………………………………………………………(1学时)
(三)电阻电路的一般分析……………………………………………………………………(4学时)
1、支路电流法…………………………………………………………………………(1学时)
教学内容要点:(1)电路的图的概念,确定KCL、KVL的独立方程数
2、网孔电流法 ………………………………………………………………………(1学时)
3、回路电流法 ………………………………………………………………………(1学时)
4、节点电压法…………………………………………………………………………(1学时)
(3)比较支路电流法、网孔电流法、回路电流法及节点电压法
(四)电路定理 ………………………………………………………………………………(5学时)
1、叠加定理、替代定理………………………………………………………………(2学时)
3、戴维南定理和诺顿定理……………………………………………………………(2学时)
教学内容要点:(1)戴维南定理和诺顿定理的内容、等效电路及参数的确定
(2)用戴维南定理和诺顿定理分析线性含源两端网络。
4、最大功率传输定理…………………………………………………………………(1学时)
(五)含有运算放大器的电阻电路 …………………………………………………………(2学时)
1、运算放大器的电路模型……………………………………………………………(1学时)
2、含有理想运算放大器的电路的分析方法…………………………………………(1学时)
(六)储能元件 ………………………………………………………………………………(2学时)
1、电容元件……………………………………………………………………………(1学时)
2、电感元件及电容电感的串并联……………………………………………………(1学时)
(七)一阶电路和二阶电路的时域分析 ……………………………………………………(8学时)
1、动态电路的方程及其初始条件……………………………………………………(1学时)
2、一阶电路的零输入响应、零状态响应、完全响应………………………………(2学时)
3、二阶电路的零输入响应……………………………………………………………(2学时)
(2)响应的三种形式:非振荡放电、振荡放电、临界非振荡放电
4、二阶电路的零状态响应、全响应…………………………………………………(1学时)
5、一阶电路和二阶电路的阶跃响应…………………………………………………(1学时)
6、一阶电路和二阶电路的冲激响应…………………………………………………(1学时)
(八) 相量法 ………………………………………………………………………………(2学时)
3、 复数、正弦量的复习…………………………………………………………………(自学)
4、 相量法的基础 ………………………………………………………………………(2学时)
(九) 正弦稳态电路的分析…………………………………………………………………(8学时)
1、阻抗和导纳…………………………………………………………………………(2学时)
3、正弦稳态电路的分析 ………………………………………………………………(3学时)
4、正弦稳态电路的功率…………………………………………………………………(2学时)
教学内容要点:(1)瞬时功率、平均功率、视在功率及功率因数的概念及计算方法
5、最大功率传输 ………………………………………………………………………(1学时)
(十)含有耦合电感的电路 …………………………………………………………………(3学时)
1、含有耦合电感电路的计算 ……………………………………………………………(2学时)
2、理想变压器 ……………………………………………………………………………(1学时)
(十一)电路的频率响应 ……………………………………………………………………(2学时)
1、RLC串联电路的谐振及频率响应………………………………………………………(1学时)
2、RLC并联谐振电路………………………………………………………………………(1学时)
教学内容要点:利用对偶理解RLC并联谐振电路的相关内容
2、波特图、滤波器 ………………………………………………………………………(自学)
(十二)三相电路 ……………………………………………………………………………(4学时)
1、对称三相电路………………………………………………………………………(2学时)
2、不对称三相电路……………………………………………………………………(1学时)
3、三相电路的功率……………………………………………………………………(1学时)
(十三)非正弦周期电流电路和信号的频谱 ………………………………………………(2学时)
(十四)线性动态电路的复频域分析 ………………………………………………………(6学时)
1、拉普拉斯变换………………………………………………………………………(1学时)
2、运算电路 ………………………………………………………………………(1学时)
3、应用拉普拉斯变换法分析线性电路…… …………………………………………(1学时)
4、网络函数……………………………………………………………………………(1学时)
5、极点、零点与冲激响应、频率响应………………………………………………(2学时)
(十五)电路方程的矩阵形式 ………………………………………………………………(2学时)
1、关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵…………………………………………………(2学时)
2、电路方程的矩阵形式 ……………………………………………………………(自学)
(十六)二端口网络 …………………………………………………………………………(2学时)
1、二端口的方程和参数…………………………………………………………………(2学时)
2、二端口的等效电路、转移函数………………………………………………………(自学)
3、回转器和负阻抗变换器………………………………………………………………(自学)
总复习……………………………………………………………………………………(2学时)
本课程的理论课和实验课分开设立,实验课单独考试、单独记学分。详见《电路测试技术》(课程编号161007)
每两节课讲完之后,根据相关内容布置一定数量的作业,要求学生按时独立完成;每章完成后交作业,尽可能全批全改,并分A、B、C三等记录每次作业的成绩;另外,对学生在作业中出现的主要问题集中进行讲评。
邱关源,电路[M],北京:高等教育出版社,2006,第五版
李瀚荪,电路分析基础[M],北京:高等教育出版社,1992,第三版,2000年第11次印刷
沈元隆,电路分析[M],北京:人民邮电出版社,2001