spContent=聆听自然的声音,开启人类的智慧。人类对电现象的好奇与探索,带领世界进入明亮、高速、自动、智能的新时代。《电路分析基础》是与这些领域相关的电气、电子专业的基础课程,是开启电路设计大门的钥匙,她带领你从零基础开始,把基本元件模型、电路一般规律、基本特性和分析方法,逐一呈现在你面前。
聆听自然的声音,开启人类的智慧。人类对电现象的好奇与探索,带领世界进入明亮、高速、自动、智能的新时代。《电路分析基础》是与这些领域相关的电气、电子专业的基础课程,是开启电路设计大门的钥匙,她带领你从零基础开始,把基本元件模型、电路一般规律、基本特性和分析方法,逐一呈现在你面前。
—— 课程团队
课程概述
“电路分析基础”课程是高等学校本科电子信息工程、通信工程等专业的重要基础课程。 学习本课程要求学生具备必要的电磁学和数学基础知识。 本课程以分析电路中的电磁现象,研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容,课程理论严密、逻辑性强,有广阔的工程背景。本课程的学习对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点,培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用。 通过本课程的学习,学生能够掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能,为进一步学习电路理论打下初步的基础,为学习后续课程准备必要的电路知识。
本课程的主要任务是理解具体物理电路与抽象数学模型之间的关系,建立电路元件与结构的数学模型概念,在此基础上掌握电路分析的基本原理与计算方法,并通过工程实例分析,了解电路的各种特性在实际工程中的作用。
授课目标
本课程是电类各专业所必修的一门重要的技术基础课。它是研究电路理论的入门课程,着重讨论集中参数、线性、时不变电路。该课程理论严密、逻辑性强,有广阔的工程背景。对培养学生的科学思维能力,树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题及解决问题的能力起着重要的作用。
通过本课程的学习,使学生准确、系统的掌握电路的基本理论,熟练掌握分析计算电路基本方法和进行实验的初步技能,培养学生科学思维能力,树立理论联系实际的科学观点,提高学生分析和解决实际工程问题的能力,进一步培养学生的思维推理能力和分析运算能力,为学习电子技术基础、信号与系统、高频电子线路等后续课程准备必要的电路知识;为学生进行创新性研究和解决复杂工程问题,奠定坚实的理论基础和思想方法。
成绩 要求
本课程的学习环节包含:观看讲课视频、完成课后作业、完成单元测验题、参与课程讨论、参加期末考试。
课程学习成绩由四个部分构成:
1.单元测验占25% (允许尝试3次,有效成绩取最好一次);
2.期末考试占75%;
按百分制计分,60分~84分为合格,85分~100分为优秀,并可以申请相应证书。
课程大纲
电阻电路模块
课时目标:(1) 理解集中参数、线性、时不变电路及电路模型的概念,熟练掌握电流、电压、参考方向、电功率及能量的计算概念;(2) 熟悉掌握KCL、KVL的相关计算;(3) 熟练掌握欧姆定理及相关计算;(4) 熟悉独立电压源、独立电流源及受控源的概念,并掌握其相关计算,理解独立电压源、独立电流源及受控源的伏安关系;(5) 熟练掌握线性二端口电阻,理解等效的概念;(6) 熟练掌握电阻的串并联、Y-△的等效;(7) 熟悉掌握含独立原电路的等效,理解实际电源的两种模型及其等效互换;(8) 理解这几种电路分析方法异同,熟练掌握回路法、网孔法和节点法;(9) 掌握齐次定理、叠加定理和替代定理,会利用齐次定理和叠加定理分析线性电路,掌握替代定理的用法,理解替代和等效的区别;(10)熟练运用等效电源定理分析相关电路;(11)了解特勒根定理和互易定理,电路的对偶性。
1.1- 电路模型
1.2- 电路分类
1.3-电流变量
1.4- 电压变量
1.5-电功率和能量
1.6-基尔霍夫电流定律
1.7-基尔霍夫电压定律
1.8-电阻元件
1.9-独立源
1.10-受控源
1.11-电路的数值极性表示法
1.12-电路等效概念
1.13-电阻电路的串并联等效
1.14-电阻的Δ形Y形连接等效
1.15-含受控源电阻电路的等效
1.16-独立源的串并联等效
1.17-实际电源的模型及等效变换
1.18-电源的等效转移
1.19-应用实例-测量表量程扩展
1.20-应用实例-电桥平衡
第一次 单元测
2.1-KCL&KVL独立方程
2.2-2b法&支路法
2.3-回路法
2.4-回路法例题
2.5-节点法
2.6-节点法例题
2.7-齐次定理
2.8-叠加定理
2.9-替代定理
2.10-等效电源定理-戴维南定理
2.11-戴维南等效电阻求解1
2.12-戴维南等效电阻求解2
2.13-戴维南电路例题1
2.14-戴维南电路例题2
2.15-诺顿定理
2.16-最大功率传输定理
2.17-特勒根定理
2.18-互易定理
2.19-应用实例
2.20-电阻电路习题课
第二次 单元测
动态电路模块
课时目标:(1)熟悉和掌握电容、电感的伏安关系及串并联,理解线性时不变电容、电感的概念;(2)掌握一阶电路方程的列写,独立初始值和非独立初始值的求解及时常数的计算;(3)理解零输入响应、零状态响应和完全响应、暂态响应和稳态响应的概念及相互关系;(4)熟悉和掌握直流激励下一阶动态电路的快速有效的计算方法--三要素法;(5)熟练掌握阶跃函数和阶跃响应,了解二阶电路方程的建立,固有频率与电路响应之间的定性关系(振荡和非振荡、自由振荡)。
3.1.1-电容的伏安关系
3.1.1-电容元件的储能
3.2.1-电感的伏安关系
3.2.2-电感元件的储能
3.3-电容的串联和并联
3.4-电感的串联和并联
3.5-动态电路方程的建立
3.6-动态电路方程的解
3.7-换路定理
3.8-电路初始值的计算
3.9-电路响应综述
3.9.1-一阶电路零输入响应的特征
3.9.2-一阶电路零输入响应的计算
3.10.1-电路零状态响应的特征
3.10.2-电路零状态响应的计算
3.11-一阶电路的全响应
3.12-三要素公式推导
3.13-一阶电路三要素计算1
3.14-一阶电路三要素计算2
3.15-阶跃函数
3.16-阶跃响应
3.17-二阶电路的零输入响应
3.18-正弦激励下一阶电路的响应
3.19-应用实例
第三次 单元测
正弦稳态模块
课时目标:(1)理解和掌握正弦量的三要素、相位差及有效值,正弦量的相量和相量图的表示;(2)熟悉和掌握电路定律的相量形式、基本元件VAR的相量形式、电路的相量模型及正弦稳态电路的计算,理解时域电路模型和电路相量的异同;(3)熟悉和掌握各种功率的计算,理解各种功率的概念及相互之间的关系;(4)熟悉和掌握耦合电感及其伏安关系,耦合电感的去耦等效电路,含耦合电感电路的分析,理解同名端、耦合系数的概念;(5)熟悉和掌握理想变压器的伏安关系,阻抗变换作用,含理想变压器电路的分析,理解全耦合变压器及理想变压器的概念;(6)掌握周期性非正弦电路的稳态响应,周期性非正弦波平均功率和有效值的计算;(7)了解对称三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的关系,对称三相电路的电压、电流和功率的计算。
4.1-正弦量的三要素和相位差
4.2-正弦量的有效值
4.3-正弦量的相量表示
4.4-相量的运算
4.5-无源电路元件VCR相量形式
4.6-电路相量模型
4.7-阻抗和导纳基本概念
4.8-阻抗和导纳的性质
4.9-正弦稳态电路的相量分析1
4.10-正弦稳态电路的相量分析2
4.11一端口电路的功率
4.12-一端口复功率计算
4.13- 多频电路响应和平均功率
4.14-最大功率传输条件
4.15-耦合电感
4.16-耦合电感的伏安关系
4.17-去耦等效
4.18-互感电路的正弦稳态分析1
4.19-互感电路的正弦稳态分析2
4.20-理想变压器
4.21-理想变压器及计算
4.22&23-全耦合变压器
4.24-三相电路
第四次 单元测
电路的频率响应及谐振特性模块
课时目标:(1)熟悉RC电路的低通、高通性质,理解网络函数、电路的频率响应,滤波的概念;(2)熟悉掌握二阶电路的串并联频率特性及谐振特性,理解谐振的概念。
5.1-网络函数与频率响应
5.2-一阶电路的频率响应
5.3-二阶电路的频率响应
5.4-串联谐振电路的参数与特性
5.5-品质因数
5.6-串联谐振电路的频率响应与例题
5.7-实用简单的并联谐振电路
5.8-实用简单的并联谐振电路
5.9-应用实例
二端口电路模块
课时目标:(1)熟悉掌握二端口电路的Z参数、Y参数和A参数及其参数方程,理解端口的概念;(2)熟悉掌握二端口电路的等效、端接的二端口电路分析(3)了解二端口电路的联接、二端口电路的网络函数
6.1-二端口电路
6.2-Z参数与Y参数方程
6.3-Z参数与Y参数方程的例题
6.4-传输参数与混合参数方程
6.5-二端口电路的等效
6.6 二端口电路的连接
6.7 二端口电路策动点函数和转移函数
第五次 单元测试
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预备知识
本课程的先修课程是高等数学、线性代数、普通物理。在普通物理中,学生已具备了一些简单的电路知识,因此起点可高一些。一些基本的数学工具(如微分方程、线性代数方程组的求解)在高等数学和线性代数中已掌握,可直接使用。其后续课程主要有电子技术基础、信号与系统、高频电子线路等,这样含理想运算放大器电路的分析放到电子技术基础中讲解;高阶动态电路的响应在信号与系统中用拉普拉斯变换求解比较方便。因此教学中应处理好与先修课程和后续课程中相关内容的衔接关系。
参考资料
1、王松林.吴大正.李小平.王辉 《电路基础》(第三版)西安电子科技大学出版社
2、王松林.王辉《电路基础(第三版)》教学指导书,西安电子科技大学出版社
3、张永瑞.王松林、李小平 《电路分析基础》北京,高等教育出版社
4、吴大正.王松林. 王玉华 《电路基础》(第二版)西安电子科技大学出版社
5、张永瑞.陈生潭 《电路分析基础》电子工业出版社
6、李翰荪 《电路分析基础》(第四版)(上、中、下) 高等教育出版社
7、邱关源 《电路》(第五版)高等教育出版社
8、周长源 《电路理论基础》(上、下)高等教育出版社
9、AHAN H. Robbias .Wilhelm C.Miller. Circuit Analysis Theory and Practice Second Edition 英文影印版 北京,科技出版社