课程概述

在人类的历史文明长河中,电的发现和利用具有划时代的意义,从古希腊到中国,人类很早就有关电的记载,从避雷针到机器人,从晶体管到超级计算机,人们对电的应用越来越广泛,库伦、安培、伏特、欧姆、基尔霍夫...这一个个熠熠生辉的名字奠定了电路理论的基础,贝尔、西门子 、爱迪生、特斯拉...这些耳熟能详的发明家推动了电工技术的发展,从家用电器到高速列车,电工技术日新月异,从能量传输到信号处理,电路应用无处不在。

电工与电路基础课程是连接科学教育与工程教育的桥梁,它以数学和物理为基础,主要 研究电路的基本理论与分析方法,具有理论严密、逻辑性强,应用背景广阔的特点,学习本课程不但让你获得电工与电路的基础理论知识,还能提升科学思维能力、分析计算能力和实验研究能力。

本课程的主要内容包括:电路的基本概念与两类约束、电路的基本分析方法、动态电路的暂态分析、正弦交流电路的稳态分析、含二端口元件电路的分析、交流电动机及应用、直流电动机及应用、控制电机及应用、电气控制系统、安全用电与电工测量等,共10章、64讲,时间约为16周。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


预备知识

先修课程:高等数学、大学物理

授课大纲

第一周

绪论(电路的基本概念与两类约束)

电路组成与电路模型(电路的基本概念与两类约束)

电路基本物理量(电路的基本概念与两类约束)

电路无源元件(电路的基本概念与两类约束)

有源元件(电路的基本概念与两类约束)

基尔霍夫定律(电路的基本概念与两类约束)

电路的基本概念与两类约束----知识点关联图

第一周 随堂测验

第一周 单元测验

第二周

等效变换(电路的基本分析方法)

电路的独立方程求解法(电路的基本分析方法)

支路电流法(电路的基本分析方法)

第二周 随堂测验

第二周 单元测验

第三周

网孔电流法(电路的基本分析方法)

节点电压法(电路的基本分析方法)

对偶原理(电路的基本分析方法)

第三周 随堂测验

第三周 单元测验

第四周

叠加定理(电路的基本分析方法)

置换定理(电路的基本分析方法)

戴维南定理和诺顿定理(电路的基本分析方法)

最大功率传输定理(电路的基本分析方法)

非线性电阻电路(电路的基本分析方法)

第四周 随堂测验

电路的基本分析方法----知识点关联图

第四周单元测验

第五周

动态电路及其方程(动态电路的暂态分析)

换路定则与初始条件确定(动态电路的暂态分析)

一阶电路的零输入响应(动态电路的暂态分析)

一阶电路的零状态响应(动态电路的暂态分析)

一阶电路的全响应(动态电路的暂态分析)

第五周 随堂测验

第五周单元测验

第六周

三要素法(动态电路的暂态分析)

阶跃激励和阶跃响应(动态电路的暂态分析)

二阶电路的零输入响应(动态电路的暂态分析)

第六周 随堂测验

动态电路的暂态分析----知识点关联图

第六周单元测验

第七周-引入

电的认识

第七周

正弦交流电(正弦交流电路的稳态分析)

正弦量的相量表示(正弦交流电路的稳态分析)

基尔霍夫定律的相量形式(正弦交流电路的稳态分析)

元件约束的相量形式(正弦交流电路的稳态分析)

阻抗与导纳(正弦交流电路的稳态分析)

正弦稳态电路的分析方法(正弦交流电路的稳态分析)

第七周 随堂测验

讨论

第七周单元测验

第八周

正弦稳态电路的功率(正弦交流电路的稳态分析)

功率因素及提高(正弦交流电路的稳态分析)

最大功率传递定理(正弦交流电路的稳态分析)

频率特性(正弦交流电路的稳态分析)

谐振电路(正弦交流电路的稳态分析)

第八周 随堂测验

讨论

第八周单元测验

第九周

三相电路(正弦交流电路的稳态分析)

非正弦周期性信号电路(正弦交流电路的稳态分析)

第九周 随堂测验

讨论

正弦交流电路的稳态分析--知识点关联图

第九周单元测验

第十周

二端口元件

含二端口元件电路的分析方法(含二端口元件电路的分析)

互感元件及其电路分析(含二端口元件电路的分析)

变压器电路分析(含二端口元件电路的分析)

讨论

随堂测验

含二端口元件电路分析--知识点关联图

第十周 单元测验

第十一周

电机的概述

三相异步电动机的结构

旋转磁场的产生

三相异步电动机的使用

三相异步电动机转子的转动原理

三相异步电动机的电路模型分析

电磁转矩和机械特性

交流电动机及应用--知识点关联图

第十一章 随堂测验

第十一周 单元测验

第十二周

直流电机的基本结构

直流电动机的工作原理

直流电动机的机械特性

直流电动机的起动与反转

直流电动机的调速

直流电动机及应用--知识点关联图

伺服电机

步进电机

测速发电机

直线电机

控制电机及应用--知识点关联图

第十二周 单元测验

第十三周

低压控制电器

继电接触器控制电路

可编程控制器

电工测量概述

常用电量的测量

常用电参量的测量

安全用电常识

认识电力系统

讨论

电气控制--知识点关联图

电工测量与安全用电--知识点关联图

第十三周 单元测验

参考资料

参考书

【1】《电路与电气工程基础》 潘孟春等编著,电子工业出版社,2024年

【2】《电工学(第七版)(上册) 电工技术》原主编秦曾煌,高等教育出版社,2024年

【3】《电路分析基础》(第五版) 李翰荪主编,高等教育出版社,2023年

【4】《电工技术》张继和主编,高等教育出版社,2017年

【5】《电路基础》(第六版)查尔斯 K.亚历山大 (Charles K. Alexander)、 马修 N.O.萨迪库 (Matthew N.O.Sadiku)编写,机械工业出版社; 2018年