SPOC学校专有课程
电路
分享
spContent=“电路分析”是面向对电学要求较高的非电类专业,比如空天、生医等专业开设的一门电专业基础课。课程着重培养学生分析、解决和处理电路问题的能力,为后续专业课程的学习打下坚实的电路理论基础,是培养复合型人才的重要组成部分。
—— 课程团队
课程概述

课程主要教学内容包括:1、线性电路的一般分析方法;2、正弦与非正弦稳态电路的分析方法;3、动态电路的时域分析法;4、三相交流异步电动机的原理和使用。通过本课程的学习,学生可以掌握三相交流异步电动机的使用以及后续课程所必须的电路的基本理论知识、基本分析方法和初步的实验技能。

授课目标

通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本知识、电路分析的基本方法,包括掌握参考方向,等效二端网络等基本概念;掌握直流线性电路的分析方法;掌握线性电路瞬态过程的分析方法;掌握交流线性稳态电路的分析方法;掌握一阶电路的三要素法,掌握三相交流异步电机的基本原理和使用。     

通过本课程的学习,培养学生科学思维和分析、解决工程实际电路问题的基本能力和素质,为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。


成绩要求

为了保障证书权威性,平台不再支持免费电子证书,只提供认证证书。

最终成绩为60分以上,可申请合格证书。

最终成绩为80分以上,可申请优秀证书。


课程大纲
预备知识

学完高等数学中微积分、微分方程等知识点和大学物理中电磁学部分的内容。

参考资料

[1] 邱关源原著,罗先觉修订.电路(第5版).北京:高等教育出版社,2006

[2] 吴锡龙.电路分析导论.北京:清华大学出版社,1987

[3] 江缉光.电路原理.北京:清华大学出版社,1996

[4] 范世贵.电路基础.西安:西北工业大学出版社,1993

[5] 徐光藻,陈洪亮.电路分析理论.合肥:中国科技大学出版社,1990

[6] 周长源.电路理论基础(2)(上、下).北京:高等教育出版社,1996

[7] 张永瑞,王松林,李晓萍.电路基础典型题解析及自测题.西安:西北工业大学出版社,2002

[8] Jamew.Nilssoin,Susan A.Riedel,Electric Circuits,sixth edition,电子工业出版社,

[9] James W.Nilsson,Susan A. Riedel,Electric Circuits,McGraw-Hill Companies,Inc.

[10] 张永瑞,陈生潭.电路分析基础.北京:电子工业出版社,2003

[11] 江泽佳,周守昌等.电路原理(3)(上、下册) .北京:高等教育出版社,1992

[12] 李翰荪.简明电路分析基础(3) .北京:高等教育出版社,2002

[13] 钱建平编.电路学习指导.北京:机械工业出版社,2002

[14] 周守昌主编.电路原理(面向21世纪课程教材) .北京:高等教育出版社,1999

[15] 吴大正,王松林,王玉华.电路基础(2) .西安:西安电子科技大学出版社,2000

[16] 刘景夏,孙建红等编.《电路基础》学习指导与习题全解.西安:西安电子科技大学出版社,2005

[17] 刘景夏,孙建红等编.电路分析基本教程.北京:清华大学出版社,2005

[18] 周庭阳,江维澄编.电路原理(2) .杭州:浙江大学出版社,1997

[19] 范承志等编.电路原理.北京:机械工业出版社,2001

[20] William H.Hayt,Jr,Jack  E.Kemmerly,Steven M.Durbin. Engineering Circuit Analysis,Sixth Edition.北京:电子工业出版社,2002.06


常见问题

1.电路模型与电路定律

重点:电压、电流的参考方向及关联参考方向;元件的功率计算;元件的伏安关系;基尔霍夫定律。

难点:功率的分析;受控源的含义,受控源与独立源的区别;基尔霍夫定律应用。

解决办法:重点讲授参考方向与功率的关系;电压源和电流源的基本性质;老师们反复强调受控源的特性;通过例题训练各种元件的功率计算;正确列写基尔霍夫定律方程。

2 简单电阻电路的分析

重点:电路等效变换的概念;Y-△等效变换;电源的等效变换;含有受控源电路的等效变换。

难点:电压源并联电阻的等效;电流源串联电阻的等效;实际电源等效变换的参数条件;含受控源电路的输入电阻;含受控源的电路分析。

解决办法:重点讲授电路等效的概念及条件;通过例题、习题掌握电阻各种联接方式的等效化简,掌握电源的等效变换,及用等效变换方法分析含有受控源电路。

3 电阻电路的一般分析

重点:支路电流法,网孔电流法,节点电压法;

难点:含理想电流源支路电路的网孔法,含理想电压源支路电路的节点法;

解决办法:重点讲授各种方法的物理含义;通过例题、习题掌握含受控源支路的网孔分析法,含受控源支路的节点分析法;重视电路理论中的对偶关系,利用对偶性启发学生对电路分析方法进行对比分析,达到深入理解、举一反三的目的。

4.电路定理

重点:叠加定理;戴维南定理;特勒根定理。

难点:含受控源电路的叠加法,含受控源的一端口网络的戴维南等效电路。

解决办法:重点讲授电路定理的物理含义;通过精选例题给予讲解,布置习题使学生真正掌握电路定理在线性电路中的应用条件和方法;讲授特勒根定理只与电路拓扑结构有关及其适用于集总参数电路的性质;重视电路理论中的对偶关系,利用对偶性启发学生对电路定理进行对比分析,达到理解本质、熟能生巧目的。

5. 运算放大器

重点:理想运算放大器的运算规则;含理想运算放大器电路的分析方法。

难点:理想运算放大器电路运算规则的使用。

解决办法:通过大量例题、习题,对含有理想运算放大器的电阻电路进行分析,从而掌握运算放大器两条规则的使用。

6 一阶电路和二阶电路

重点:一阶电路的概念;换路的概念;时间常数的概念;零输入响应,零状态响应,全响应;直流一阶电路三要素法,二阶电路的零输入响应。

难点:初始条件的确定;含有受控源的动态电路的分析;正弦稳态激励下的一阶电路响应;一阶电路阶跃响应;一阶电路冲激响应;二阶电路微分方程的建立与求解。

解决办法:在介绍电容、电感元件的伏安关系后, 重点讲授计算电路的初始条件。在介绍零输入响应、零状态响应、强制响应、自由响应、全响应的物理含义基础上,通过大量的例题和习题,运用三要素法来掌握含受控源的一阶电路的分析技能;学会快速简捷地分析一阶电路;明确冲激函数和阶跃函数的特点。

7 正弦交流电路基础

重点:正弦量的三个要素,相量及相量法的基本概念;相量与正弦量的对应关系;相量图; KCL、KVL与R、L、C元件伏安关系的相量形式。

难点:相量,基尔霍夫定律与R、L、C元件伏安关系的相量形式。

解决办法:相量法的基本概念,掌握正弦量与对应相量之间的关系,

8 正弦稳态电路的分析

重点:阻抗和导纳;正弦稳态电路分析与计算的网孔法、节点法、戴维南定理的分析方法等;正弦稳态电路的功率(有功功率、无功功率、视在功率和复功率,功率因数);RLC串联谐振电路特点与谐振曲线。

难点:相量图作图;利用相量图分析正弦稳态电路。 

解决办法:重点讲授阻抗与导纳基本概念,掌握求取等效阻抗与导纳的分析思路与方法,利用相量图分析电路的方法,阐明时域与相量形式的对应关系;从基本元件的相位关系入手,阐述正弦稳态电路各种功率的计算方法及提高功率因数办法,分析最大平均功率传输的处理方法,借助相量图论证电路发生串联与并联谐振时特点,强化概念,熟练方法,帮助学习。

9 含耦合电感的电路

重点:同名端;互感线圈的伏安关系表达式;互感电路的去耦等效;空心变压器的等效电路;理想变压器。

难点:互感电压参考极性的确定;含有互感或理想变压器电路的计算。

解决办法:从同名端的基本概念着手,重点讲授互感电压极性的确定及去耦等效电路的应用;通过典型例题和习题,训练互感和理想变压器的伏安关系列写及电路计算。

10 三相电路的分析

重点:对称三相电源,对称三相电路在不同联接方式下的线电压(电流)与相电压(电流)的关系;对称三相电路的特点;不对称三相电路的概念;三相电路的功率计算及测量。

难点:对称三相电路的中性点概念;不对称三相电路中性点位移;二瓦计法功率的测量。

解决办法:借助相量图讲授对称三相电路的特点以及中性点电压特性;对于不对称三相电路,利用结点电压分析法说明不对称三相电路的分析方法;通过对相序仪的介绍加深对不对称三相电路概念的理解,联系实际工业、生活用电对三相电力系统的要求。

11. 非正弦周期电流电路

重点:非正弦周期电压、电流的有效值及其平均功率的计算;非正弦周期电流电路的分析。

难点:非正弦周期电流电路的计算。 

解决办法:带领学生分析谐波产生的原因及性质,重点讲授电感和电容在不同频率下的感抗和容抗值的变化;配合例题和课堂讨论,着重说明电路响应只能在时域内进行叠加。

12. 三相交流异步电机

重点:三相交流异步电机的结构、原理、机械特性和使用。

难点:三相交流异步电的机机械特性及使用。