电路
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spContent=《电路》课程是电气工程及其自动化专业、自动化专业、测控技术与仪器专业的专业基础必修课。通过本课程的学习,使学生掌握电路理论的基本知识、基本分析计算方法和基本实验技能,为学习后继相关课程准备必要的电路理论知识,为从事工程技术工作、科学研究以及开拓性技术领域打下坚实的基础。
—— 课程团队
课程概述

    《电路》课程是自动化专业及其相近专业的必修课程,是学生学习和掌握电路基本理论知识和电路分析基本方法的专业基础课程。本课程在教学内容方面侧重于基本知识、基本理论和基本分析方法的讲解;另外独立开设的实验课程培养相应的实践能力。

本课程内容包括:电路的基本概念与基本定律、电阻电路的等效变换、线性电路的基本分析方法、基本定理、含有理想运放的电路分析、正弦交流电路的稳态分析、含有互感的电路、三相电路、双口网络、一阶电路的时域分析、二阶电路的时域分析等内容。

该课程不仅为后续专业课的学习打基础,对发展学生科学思维、培养学生分析问题、解决问题也具有十分重要的作用,同时也为学生今后从事自动化专业相关领域的实际工作打下必要的理论基础。


授课目标

《电路》课程理论严密,逻辑性强,有广阔的工程背景,对培养学生的辨证思维能力,树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题和解决问题的能力,都有重要的作用。

课程大纲

第一章 电路模型和电路定律

第二讲:(1)电阻元件;(2)独立电源和受控源。

第一讲:(1)电路和电路模型的概念;(2)电流和电压参考方向;(3)电功率。

第三讲:(1)基尔霍夫电流定律(KCL);(2)基尔霍夫电压定律(KVL)。

第一章 电路模型和电路定律——单元作业

第一章 电路模型和电路定律——单元测验

第一章  单元作业(更新)

第一章  单元测验(更新)

特色模块:电路实验与操作演示

实验二  叠加原理

实验六  RLC元件阻抗特性的测定

实验三  戴维南定理和诺顿定理

实验四  典型电信号的观察与测量

实验七  RC电路的频率响应及选频网络特性测试

实验八  RLC串联谐振电路

实验一  电路基本测量与基尔霍夫定律的验证

实验五  RC一阶电路的响应及其应用

第二章 电阻电路的等效变换

第一讲 电路等效变换的特点

第二讲  电阻的Y形联结和形联结的等效变换方法

第四讲 无源一端口网络输入电阻的求解

第三讲 实际电源的两种模型及其等效变换

第二章  单元作业

第二章  单元测验

第三章 电阻电路的一般分析(海归教授双语授课)

第二讲 结点电压法(英文)

第一讲 回路电流法(英文)

第三讲 结点电压与回路电流比较(英文)

第三章  单元测验

第三章  单元作业

第四章 电路定理

第四讲 最大功率传输定理

第一讲 叠加定理

第三讲 戴维宁定理和诺顿定理

第二讲 替代定理

第四章  单元测验

第四章  单元作业

第六章 储能元件

第一讲 电容元件

第三讲 电容、电感元件串并联等效与电阻串并联等效间的异同

第二讲 电感元件上伏安特性和韦安特性间的关系

第六章  单元测验

第七章 一阶电路和二阶电路的时域分析

第七章  单元测验

第三讲 一阶电路的零状态响应

第一讲 动态电路的方程及其初始条件

第二讲 一阶电路的零输入响应

第四讲 一阶电路的全响应

第五讲 二阶电路的零输入响应

第六讲 二阶电路的零状态响应

第七章  单元作业

第八章 相量法

第三讲  电路定律的相量形式

第二讲 线性器件伏安特性的相量法

第一讲 正弦量的相量表示

第八章  单元测验

第九章 正弦稳态电路的分析

第九章  单元测验

第四讲 正弦稳态电路的功率

第二讲 阻抗(导纳)的串联和并联

第三讲 正弦稳态电路的分析

第五讲 复功率

第一讲 阻抗和导纳

第九章  单元作业

第十章 含有耦合电感的电路

第十章  单元测验

第三讲 空心变压器

第四讲 理想变压器

第一讲 耦合电感电路的概念

第二讲 含有耦合电感电路的计算

第十一章 电路的频率响应

第二讲 RLC串联电路的谐振

第一讲 网络函数

第三讲 RLC并联电路的谐振

第十一章  单元测验

第十一章  单元作业

第十二章 三相电路

第三讲  线电压与相电压的关系

第六讲 三相电路的功率

第二讲 三相电源与负载

第四讲  对称电路的计算

第一讲 三相电路概述

第五讲 不对称三相电路的概念

第十二章  单元作业

第十三章 非正弦周期电流电路

第十三章  单元测验

第二讲 周期函数分解为付里叶级数

第一讲 非正弦周期信号

第三讲 有效值、平均值和平均功率

预备知识

   《电路》课程是工科电类各专业的技术基础课和必修课,是电路理论的入门课程。本课程的先修课程为:高等数学和大学物理。

证书要求

    得分60分及以上获得合格证书;85分及以上获得优秀证书。


参考资料

本课程采用《电路》原著邱关源主编、修订 罗先觉;2006年5月(第五版)高等教育出版社;该教材覆盖了传统电路分析基础教学的全部内客,又根据普通工科院校的实际情况,在具体的教学内容上做了一定的增删调整;体系结构上使理论与实际、经典与现代相互融合;教学实用性更强,学习难度降低,保证与后续课程的衔接。


国内著名教材:

[1] 《电路原理》(上册),周守昌主编,高等教育出版社, 1999 年。

本书是教育部“高等教育面向 21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向 21 世纪课程教材和教育部“九五”重点教材。本书主要是根据教育部 1995 年颁布的高等工业学校电路课程教学基本要求编写的。全书分为上、下两册。上册是必修部分,主要内容有:基尔霍夫定律和电阻元件,电阻电路的分析,动态元件和动态电路导论,一阶电路与二阶电路,正弦电流电路导论,正弦电流电路的分析,非正弦周期电流电路的分析,拉普拉斯变换,电路的复频域分析,非线性电路。

本书可供电气信息类专业作为电路课程教材使用,也可供其他专业选用和社会读者阅读。

 

[2] 《电路理论基础》(第 3 版),陈希有主编,高等教育出版社, 2004 年。

本书是“十五”国家级规划教材,主要内容包括基尔霍夫定律及其方程,电路元件,线性直流电路分析,电路定理,非线性直流电路,正弦电流电路,非正弦周期电流电路,频率特性和谐振现象,三相电路,线性动态电路暂态过程的时域分析,线性动态电路暂态过程的复频域分析,二端口网络,网络方程和矩阵,非线性动态电路的暂态过程,均匀传输线。增加计算机应用软件介绍作为附录,并在全书每章中都穿插了利用 matlab pspice 求解电路问题的例子。此次修订不仅调整了部分内容,同时注意教学起点与学生的数理基础相适合,增强可读性,便于自学。

本书可供高等学校电气信息类专业师生作为电路课程的教材使用,也可供有关科技人员参考。

 

[3] 《电路分析》,吴锡龙主编,高等教育出版社, 2004 年。

本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材,着重讲授电路分析的基本方法,内容除包含电路分析课程教学的基本要求外,适当地作了加深拓宽,体系与内容均较为新颖。

全书共分 8 章:分析的基础,系统分析法,时域分析法,相量法,复频域分析法,零极点法,网络的参数表示法和图解分析法。配合正文内容有适量的例题,各章末有小结和习题。

本书可供电气信息类专业学生作为电路、电路分析课程的教材使用,也可供有关科技人员参考。

 

[4] 《电路分析》,胡翔骏主编,高等教育出版社, 2001 年。

本书是教育部“高等教育面向 21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,其内容符合教育部颁布的“电路课程教学基本要求”。主要有以下内容:电路的基本概念和定律、线性电阻电路分析、计算机辅助电路分析、网络定理、多端元件和双口网络、简单非线性电阻电路分析、动态电路中电压电流的约束关系、一阶电路分析、二阶电路分析、正弦稳态分析、正弦稳态电路的功率、三相电路、网络函数和频率特性、含耦合电感的电路分析。本书附有一张光盘,提供解题、分析演示等程序。

本书可供普通高等学校中后续设有“信号与系统”课程的电气信息类专业师生使用。

 

[5] 《简明电路分析基础》,李翰荪主编,高等教育出版社, 2002 年。

本书是教育部规划教材。

本书分为三篇:电阻电路的分析、动态电路的时域分析、动态电路的相量分折和  s  域分析法。具体内容为:集总电路中电压、电流的约束关系、运用独立电流、电压变量的分析方法、叠加方法与网络函数、分解方法及单口网络、双口网络、电容元件与电感元件、一阶电路、二阶电路、阻抗和导纳、正弦稳态功率和能量、频率响应和多频正弦稳态电路、耦合电感和理想变压器、拉普拉斯变换在电路分析中的应用,此外还有均匀传输线和磁路两个附录,书后附有部分习题答案。全书配有丰富的例题、思考题、练习题、习题,每篇后有回顾与前瞻,起到复习巩固、承上启下的作用。全书概念严密、说理细致、例题丰富,语言流畅易懂。与同类其他教材相比,本书最大的特点是着眼于培养学生的综合素质和能力,全书洋溢着浓厚的人文氛围。

《简明电路分折基础》可供高等学校电气、信息类专业师生作为“电路分桥基础”、“电路”课程教材使用,也可供有兴趣的读者自学使用。

 

国外教材(影印本):

[1] 《电路分析基础》,作者: Robert L. Boylestad ,高等教育出版社, 2002

本书的主要内容有:直流电路、分析方法、电路定理、电容、磁路、电感、交流电路分析、交流功率、谐振、滤波器和波德图、脉冲波形和 RC 电路、多相系统、非正弦电路、变换方法。

本书可作为电气信息类专业本科生教学参考书,也可作为工程技术人员的参考书。

 

[2] Circuit Analysis: Theory ang Practice, 2 nd ed (电路分析),作者: Allan

H. Robbins & Wilhelm C. Miller, First published by Delmar, a division of Thomson Learning,United States of America. 科学出版社, 2003 年。

本书的主要内容有:直流电路分析、电路定理、动态电路分析、交流电路分析、谐振、滤波器和波德图、三相电路、耦合电路、非正弦电路分析。全书贯穿了对 OrCAD Pspice Electronics Workbench 两个流行的模拟软件的介绍。

本书可作为电气信息类专业本科生教材,也可作为工程技术人员的参考书。

 

[3] Fundamentals of Electric Circuits (电路基础)》 , 作者: Charles K. Alexander & Matthew N. O. Sadiku , Original English Language Edition Published by The McGraw-Hill Companies, Inc. 清华大学出版社, 2000 年。

本书是学习电路的教科书,此书所选内容均为电路课程的基础知识,它与当前国内外高校在对改课程内容的取舍上的做法大体一致。全书分为三部分:( 1 )直流电路、分析方法、电路定理、电路元件、一阶和二阶电路;( 2 )正弦稳态分析、交流功率、三相电路、磁耦合电路、频率响应;( 3 )拉普拉斯变换、傅里叶级数和傅里叶变换、两端口网络。

该书在编写、教学方法上的安排很有特色:讲解明白易懂;有大量的例题、习题;有用电路分析软件分析电路的内容;每章末有应用实例,帮助读者认识电路概念的应用。

该书可供学习电路课程的大学生作为教科书使用,亦可供有关技术人员、高校教师参考。