电路与电子技术
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spContent=每天都会接触新概念,在你明白的时候可能已经落得太多,我们身边到处都存在电---电灯、电脑、手机、电视机;离开电吃不了饭喝不了水,神经系统需要电,没有电你将看不见,没有电心脏将停止跳动,没有电你将无法思考……电到底是什么?这些问题我能搞清楚么?来我的课堂,了解必要的电路与电子技术吧。
—— 课程团队
课程概述

电工学(电工电子技术)课程是电工电子学科为工科非电专业所设置的一门重要的技术基础课。它的内容主要是电工、电子学科中成熟的、经典的、具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能。《电路与电子技术》是电工学系列课程中的一门,主要是面向非电类专业(如化工类、机械类、土木类等工程类专业)开设的少学时技术基础课。电工学系列课程开课历史久远,《电路与电子技术》既是一门与工程及技术紧密相关的主要课程,也是相关专业的专业选修课程。

开设《电路与电子技术》课程主要是使学生通过本课程的学习,获得必要的电路和电子技术的基本理论、基本知识和基本技能,同时了解电路及电子技术的新理论、新技术、新知识在工程领域的实际应用和发展状况。

课程大纲


第一章 电路的基本定律和分析方法  学时:8


教学内容:


1)电路的基本概念。


2)电路的基本定律。


3)电路的分析方法。


教学要求:


1)理解电路模型及理想电路元件伏安特性。


2)理解电压、电流参考方向的意义并能正确使用。


3)理解基尔霍夫定律。


4)理解电路等效变换的概念、掌握电阻和电源的等效变换。


5)掌握支路电流法。


6)掌握并能熟练应用叠加定理和戴维宁定理。


重点、难点:


  • 重点

    1)电路模型的概念,理想元件的电压电流关系。

    2)电压、电流的参考方向及电位参考点的概念。

    3)基尔霍夫电流定律(KCL)与电压定律(KVL)及其适应性。

    4)功率吸收与发出及元件电源与负载性质的判断。

    5)电路分析常用的分析方法-支路电流法、等效变换法。

    6)线性电路的基本定理-叠加定理、等效电源定理(戴维宁定理、诺顿定理)。

    7)实际电源两种电路模型间的等效变换。

  • 难点

    1)基尔霍夫电流定律(KCL)与基尔霍夫电压定律(KVL)的广义应用。

    2)功率吸收与发出及元件电源与负载性质的判断。

    3)电阻电路星形和三角形变换关系的灵活运用。

    第二章 电路的瞬态分析  学时:4

    教学内容:

    1)换路定则和初始值的确定。

    2RC电路的瞬态分析。

    3RL电路的瞬态分析。

    4)一阶线性电路瞬态分析的三要素法。

    教学要求:

    1)掌握换路定则和初始值的计算方法。  

    2)理解时间常数的概念。

    3)掌握一阶电路零输入响应和零状态响应的计算。

    4)掌握一阶电路的三要素分析法。

    重点、难点:

  • 重点

    1)换路的概念、电路瞬态过程产生的原因。

    2)换路定则,初始值与稳态值的计算。

    3RCRL电路的零输入相应、零状态响应及全响应。

    4)一阶线性电路瞬态分析的三要素。

  • 难点

    1)微分电路与积分电路的分析。

    2)电容分压电路转换时的强制跃变。

    第三章 交流电路  学时:5

    教学内容:

    1)正弦交流电的基本概念。

    2)单一参数的正弦交流电路。

    3)简单正弦交流电路的分析。

    4)电路的谐振。

    教学要求:

    1)理解正弦交流电的三要素、相位差,有效值和相量表示法。

    2)理解电路基本定律的相量形式和相量图。

    3)掌握用相量法计算简单正弦交流电路的方法。

    4)了解正弦交流电路瞬时功率的概念,理解和掌握有功功率、功率因数的概念和计算,了解无功功率和视在功率的概念。

    5)理解提高功率因数的方法及其经济意义。

    6)了解正弦交流电路串联谐振和并联谐振的条件及特征。

    重点、难点:

  • 重点

    1)正弦交流电的几种不同表示方法。

    2RLC单一元件交流电路的电压与电流的关系,功率与能量的关系。

    3RLC串联交流电路的电压与电流的关系,功率与能量的关系。

    4)复阻抗的串、并联化简及基尔霍夫电压与电流定律、欧姆定律的相量表达式,复杂交流电路的分析方法。

    5RLC串联与并联电路的频率特性与谐振条件和谐振特性。

    6)功率因数的概念及提高的意义和方法。

  • 难点

    1)无功功率的概念的建立。

    第四章 供电与用电  学时:3

    教学内容:

    1)三相电源。

    2)三相电路中负载的连接。

    3)三想电路的功率。

    4)安全用电技术。

    教学要求:

    1)掌握三相四线制电路中电源及三相负载的正确联接。

    2)了解中线的作用。

    3)掌握对称三相交流电路电压、电流和功率的计算。

    4)了解触电防护与静电防护

    重点、难点:

  • 重点

    1)三相对称电源线电压与相电压大小与相位的关系。

    2)三相负载对称的概念及负载的连接方式。

    3)三相对称负载电路的特点及其分析计算的方法。

    4)三相功率的计算方法。

  • 难点

    1)三相电路电压、电流相量图的正确绘制。

    第五章 直流稳压电源  学时:4

    教学内容:

    1PN结及其单相导电性。

    2)半导体二极管。

    3)稳压二极管。

    4)半导体直流稳压电源

    教学要求:

    1)了解本征半导体、杂质半导体和PN结的形成。

    2)理解普通二极管、稳压二极管的工作原理,掌握它们的特性和主要参数。

    3)掌握单相整流电路的工作原理和分析方法。

    4)了解典型滤波电路的工作原理及电容滤波电路输出电压平均值的估算。

    5)理解线性串联型稳压电路的工作原理,掌握集成稳压器的应用。

    6)了解开关稳压电路的工作原理。

    重点、难点:

  • 重点

    1)了解半导体器件的原理的基础上,重点掌握二极管的伏安特性。

    2)理解二极管技术参数的意义,了解其大致的数量范围。

    3)单相桥式整流电路的工作原理和电路参数设计。

    4)电容滤波器和Π形滤波器的工作原理。

    5)稳压管稳压电路和集成稳压电源的工作原理。

  • 难点

    1)空穴及其导电机理。

    2)从载流子的运动规律理解二极管和晶体管的工作原理。

    3)三相桥式整流电路。

    4)串联型稳压电路和开关型稳压电源。

    第六章 基本放大电路  学时:6

    教学内容:

    1)半导体三极管。

    2)绝缘栅型场效应三极管。

    3)基本放大电路的组成及工作原理。

    4)基本放大电路的分析。

    5)常用基本放大电路的类型及特点。

    6)实用放大电路结构。

    教学要求:

    1)理解半导体三极管的工作原理、掌握半导体三极管的外特性及主要技术参数。

    2)了解晶体管基本放大电路的基本概念、性能指标、工作原理。

    3)掌握共射放大电路的静态分析法:估算法。

    4)掌握共射放大电路的动态分析法:微变等效电路法,了解图解法。

    5)了解多级放大电路的耦合方式及特点,掌握多级放大器的计算方法。

    6)了解差动放大电路的组成和工作原理。

    7)了解功率放大电路。

    重点、难点:

  • 重点

    1)放大电路的静态工作点及其对输出波形失真的影响。稳定静态工作点的意义及实现方法。

    2)放大电路的直流通路和交流通路。耦合电容和旁路电容的处理。

    3)晶体管三极管的微变等效电路。

    4)输入电阻和输出电阻的物理意义及其对放大器性能的影响。

    5)射极输出器的特点和应用。

  • 难点

    1)理解图解分析放大电路静态和动态过程的方法。

    2)理解直流恒压源对交流信号的短路作用。

    3)理解功率放大电路的工作效率的主要影响因素和提高效率的方法。

    第七章 集成运算放大器及其应用  学时:6

    教学内容:

    1)集成运算放大器概述。

    2)放大电路中的负反馈。

    3)集成运算放大器的线性应用。

    4)集成运算放大器的非线性应用。

    5)集成运算放大器使用时的注意事项。

    6)集成运算放大器的应用举例。

    教学要求:

    1)了解典型集成运放的组成及其各部分的特点。

    2)了解集成运放的电压传输特性和理想运放的特点。

    3)了解集成运放的应用时的注意事项。

    4)掌握比例运算、加法运算、减法运算和积分运算电路的分析和计算方法。

    5)了解比例积分运算,微分运算电路。

    6)了解有源滤波电路的基本概念,了解低通滤波电路工作原理和幅频特性。

    7)了解反馈的基本概念和反馈类型的判断方法。

    8)理解负反馈对放大电路性能的影响。

    9)了解正弦波振荡电路的组成和振荡原理。

    10)理解典型电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点。

    重点、难点:

  • 重点

    1)集成运算放大器的电压传输特性。

    2)集成运算放大器线性应用和非线性应用的基本条件和分析依据。

    3)集成运放线性应用的三种基本输入方式及常用基本运算电路。

    4)集成运放非线性应用的基本电路-比较器。

    5)正反馈与负反馈的判别。

    6)电压反馈与电流反馈的判别。

    7)串联反馈与并联反馈的判别。

    8)负反馈对放大电路工作性能的影响。

  • 难点

    1)“虚短”和“虚断”概念的正确理解和掌握。

    2)滞回比较器的工作过程,门限电压及回差的调整方法。

    3)反馈的基本概念,反馈关系式及反馈深度。

    4)反馈与放大电路输出电压波形的失真。

    第八章 门电路与组合逻辑电路  学时:6

    教学内容:

    1)数字电路概述。

    2)逻辑代数与逻辑函数。

    3)逻辑门电路。

    4)组合逻辑电路的分析和设计。

    5)常用组合逻辑模块。

    6)组合电路设计应用举例。

    教学要求:

    1)掌握与门、或门、非门、与非门、异或门的逻辑功能,了解三态门的概念。

    2掌握逻辑代数的基本运算法则和逻辑函数的化简。

    3)掌握简单组合逻辑电路的分析和设计。

    4)了解加法器、8421编码器和二进制译码器的工作原理,了解七段LED显示译码驱动器的功能。

    5)了解数据选择器、数据分配器和数据比较器的功能和应用。

    重点、难点:

  • 重点

    1)逻辑代数的基本运算法则和基本定律。

    2)逻辑函数的表达方法及其相互转换。逻辑函数的公式化简法。

    3)基本逻辑门和常用逻辑门的逻辑功能。

    4)组合逻辑电路的分析与设计方法。

  • 难点

    1)逻辑抽象。

    2)逻辑函数的化简并用最合理的电路实现。

    3)用译码器实现逻辑函数。

    第九章 触发器与时序逻辑电路   学时:6

    教学内容:

    1)双稳态触发器。

    2)寄存器。

    3)计数器。

    4)中规模集成计数器组件及其应用。

    5)由555定时器及其应用。

    教学要求:

    1)掌握RS触发器,JK触发器、D触发器的逻辑功能。

    2)理解寄存器的工作原理。

    3)理解二进制计数器和十进制计数器的工作原理,掌握用中规模逻辑模块设计任意进制计数器的方法。

    4)了解555集成定时器的工作原理,理解用555集成定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。

    重点、难点:

  • 重点

    1)几种基本触发器的逻辑功能。

    2)数据寄存器和移位寄存器的寄存方式和特点。

    3)同计数器的工作原理和分析方法。

    4)用集成计数器构成任意进制计数器。

    5555集成定时器的工作原理和典型应用。

  • 难点

    1555集成定时器的工作原理。

预备知识
  1. 具备物理课程中有关电磁学方面的基本知识。

  2. 高等数学相关知识

证书要求

暂未开放证书申请,开放时间,请关注公告。

参考资料

1.唐介,电工学(少学时)(第四版),高等教育出版社。

2.吴建强,电路与电子技术,高等教育出版社。

3.秦曾煌,电工学(第七版),高等教育出版社。

常见问题

1.学习本课程需要具备哪些先学课程?

具备初、高中物理电学知识是前提,另外有高等数学中简单的“微积分”、“微分方程”、等大学课程就更好了。

2.本课程学习会很难吗?

一直以来,学生对本课程的感受是“新鲜+好奇,应该很有用”,但是对分电类学生来说需要有学习的信心+兴趣。

MOOC课程针对以往学生学习遇到的困惑,从多样的教学设计、形象的动画展示、独特的记忆技巧等方面入手解读本课程。如果您感到有新意、不太难学,那就是对我们最大的肯定。

3.遇到困惑,如何与老师沟通?

由于教学视频是预先录制下来的,无论教师如何设计MOOC教学,都无法像课堂教学那样实时掌控学生的学习动态或进行教学互动。为此,MOOC平台把课堂教学中师生互动环节转为“讨论区”,它更利于解决每一个学生学习的困惑,只是缺少课堂气氛而已。

4.何时在网上学习MOOC课程?

这要因人而异。课前学习利于翻转课堂或预习;课后学习利于知识补充或复习。最佳的学习方式是学校采用“翻转课堂”教学:“课前先学”提高自学能力,“课中研讨”提高探究能力和增强团队合作意识,“课后归纳”提高综合或创新能力。

5.课程持续多长时间?

0周熟悉MOOC平台,第13周直流电路部分,第46周讲授交流电路分析分析,第710周模拟电子技术部分,第1114周数字电子技术部分,第15周复习,第16周考试,第18周颁发证书。