spContent=电为人类带来光明 ,电为人类创造动力, 电为人类提升效率, 电为人类拓展空间,电为人类展现精彩。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。
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—— 课程团队
课程概述
《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, 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》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
电路的基本概念与元件的伏安特性
课时目标:通过本周的学习可以理解电路模型及理想电路元件伏安特性;理解电压、电流参考方向的意义,会计算每个元件的功率。并能正确使用参考方向判断元件是发出功率还是吸收功率。
1.1 电路的作用和组成
1.2 电路的基本物理量
1.3 电路的状态
1.4 电路中的参考方向
1.5 理想电路元件
电路定律及电路的分析方法
课时目标:通过本周的学习掌握换路定则和初始值的计算方法;理解时间常数的概念。还可以掌握一阶电路零输入响应和零状态响应的计算,学会利用三要素分析法分析一阶电路。
1.6 基尔霍夫定律
1.7 支路电流法
1.8 叠加定理
1.9 等效电源定理
电路的瞬态分析
课时目标:通过本周的学习掌握换路定则和初始值的计算方法;理解时间常数的概念。还可以掌握一阶电路零输入响应和零状态响应的计算,学会利用三要素分析法分析一阶电路。
2.1 瞬态分析的基本概念
2.2 储能元件
2.3 换路定律
2.4 RC 电路的瞬态分析
2.5 RL 电路的瞬态分析
2.6 一阶电路瞬态分析的三要素法
相量法与单一参数的交流电路分析
课时目标:通过本周的学习可以理解正弦交流电的三要素、相位差,有效值和相量表示法,以及电路基本定律的相量形式和相量图;可以利用相量法分析和计算简单的正弦交流电路 。
3.1 正弦交流电的基本概念
3.2 正弦交流电的相量表示法
3.3 单一参数交流电路
复杂交流电路的分析及功率因素
课时目标:通过本周的学习可以进行复阻抗的串、并联化简,能够掌握复杂交流电路的分析方法;还可以理解提高功率因数的意义和方法.
3.4 串联交流电路
3.5 并联交流电路
3.6 交流电路的功率
3.7 交流电路功率因素
供电与用电
课时目标:通过本周的学习可以掌握三相四线制电路中电源及三相负载的正确联接;了解中线的作用;并掌握对称三相交流电路电压、电流和功率的计算。进而掌握基本的安全用电技术。
4.1 三相电源
4.2 三相负载
4.3 三相功率
4.4 供电与安全用电
直流稳压电源
课时目标:通过本周的学习可以理解普通二极管、稳压二极管的工作原理,掌握它们的特性和主要参数。掌握单相整流电路的工作原理和分析方法。理解线性串联型稳压电路的工作原理,了解集成稳压器的应用。了解开关稳压电路的工作原理。
5.1半导体基本知识
5.2半导体二极管
5.3 直流稳压电源的组成及整流电路
5.4 滤波电路
5.5 稳压电路
基本放大电路的分析
课时目标:通过本周的学习可以了解常用基本放大电路的类型及特点,理解基本放大电路的原理,会进行基本放大电路的分析。
6.1 双极型晶体管
6.2 基本放大电路的组成及工作原理
6.3 基本放大电路的分析
基本放大电路的类型及应用
课时目标:通过本周的学习可以了解多级放大电路的耦合方式及特点,掌握多级放大器的分析方法;也可以了解差动放大电路的组成和工作原理,并学会分析功率放大电路。
6.4基本放大电路的类型及特点
6.5 多级放大电路
6.6 差分放大电路
6.7 功率放大电路
集成运算放大器
课时目标:通过本周的学习可以明白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,并能够利用理想运放的特性分析常用的基本运算电路。
7.1 集成运算放大器
7.2 放大电路中的负反馈
7.3 理想运算放大器及其基本运算电路
7.4 电压比较器
门电路与组合逻辑电路分析
课时目标:通过本周的学习可以懂得在数字电路中数学运算是用逻辑运算实现的,能利用逻辑代数知识分析组合逻辑电路。
8.1 基本门电路
8.2 集成复合门电路
8.3 组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的设计与应用
课时目标:通过本周的学习可以了解设计组合逻辑电路的一般过程,理解、8421编码器和二进制译码器的工作原理,并能够分析七段LED显示译码驱动器的功能。
8.4组合逻辑电路的设计
8.5编码器
8.6译码器
8.7应用举例
触发器
课时目标:通过本周的学习可以理解常见触发器的逻辑功能及触发特点。
9.1 基本双稳态触发器
9.2 钟控双稳态触发器
时序逻辑电路与应用
课时目标:通过本周的学习可以进行简单时序逻辑电路的分析,掌握常见寄存器、计数器、555定时器等集成芯片的逻辑功能和应用
9.3 寄存器
9.4 计数器
9.5 集成定时器
9.6 应用实例
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预备知识
- 具备物理课程中有关电磁学方面的基本知识。
- 高等数学相关知识
参考资料
1.唐介,电工学(少学时)(第六版),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。
本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?
第0周熟悉MOOC平台,第1-3周直流电路部分,第4-6周讲授交流电路分析分析,第7-10周模拟电子技术部分,第11-14周数字电子技术部分,第15周复习,第16周考试。