电路理论是当代电气工程与电子科学技术的重要理论基础之一。经历了一个多世纪的漫长发展道路,电路理论已经发展成为一门体系完整、逻辑严密、具有强大生命力的学科。电路原理课程是电气类(大一下3学分、大二上2学分)、电子信息类(大一下4学分)专业的核心课与学位课,是培养学生掌握现代电路基本理论、学习和理解其它专业课程的入门课,为后续专业课程的学习和将来实际应用、从事科学研究奠定扎实的电路理论和实践基础起着重要的作用。
课程以电路的基本定律、基本定理和电路分析的基本方法为主要内容,具有理论严密、逻辑性强和工程背景强的特点。电路原理课程的学习应多练习、多讨论,坚持课后复习。在学习中要理论联系实际,注意电路模型与实际电路元件的差异和联系,注意数学方法的应用。学生通过系统地线上线下混合式教与学,培养辩证思维能力,树立工程意识,提高工程应用能力,培养理论联系实际和严肃认真的科学作风,增强“家国情怀”意识。
首先,掌握元件约束和拓扑约束,掌握等效变换法、系统化方法、相量法、分解法等分析方法并能够对复杂线性电路进行分析,掌握重要电路定理并将其用于电路分析,对通用电路分析软件有一定认识,具有初步的对实际电路建立电路模型的能力,为解决工程实际问题和进一步研究电类问题准备必须的理论基础,并为学习后续课程打下基础。
其次,依托知识学习,培养学生的合作学习、表达思辨、融合创新、终身学习和解决复杂工程问题的能力,养成工程思维、系统思维、实事求是、规格严格等工程素养,具备基本的电力职业素养和基本职业行为能力,形成勇于克服困难和坚忍不拔的优良品质。
最后,通过学习应用基本电路知识取得巨大成就、解决行业问题以及了解国内外电力时事,加强理解中国、理解文化优势,增强民族自信心,激发和增强服务社会、现身行业的责任感,形成良好的人格发展趋向。
平时成绩和期末考试各占40%、60%,平时成绩包括纸质作业、SPOC在线测试(含讨论和资源利用)、课堂参与、基于“雨课堂”的课堂实时测试、课程学习总结/论文等(具体以任课教师要求为准)。
另,如果需要课程认证证书,请参考一下内容,如有问题请与MOOC平台客服联系。
第一周 电路模型和电路定律(1)
1-1 电路概述
1-2 电路模型
1-3 基本电路物理量:电流、电压、电功率和能量
1-4 电流和电压的参考方向
1-5 电路元件—电阻
1-6 电路元件—电压源和电流源
1-7 受控电源
电路的基本概念测验题
第二周 电路模型和电路定律(2)
1-8 基尔霍夫电流定律
1-9 基尔霍夫电压定律
1-10 KCL和KVL的综合运用
KCL和KVL测验题
第三周 电阻电路的等效变换
2-1 电路的等效变换
2-2 电阻的串联和并联
2-3 电压源、电流源的串联和并联
2-4 实际电源的两种模型及其等效变换
等效变换测验题
第四周 电阻电路的一般分析
3-1 回路电流法
3-2 结点电压法
3-3 结点电压法和回路电流法比较
回路电流法和结点电压法测验题
第五周 电路定理
4-1 叠加定理
4-2 替代定理
4-3 戴维宁定理
4-4 戴维宁等效电路求解
4-5 诺顿定理及其等效电路求解
4-6 最大功率传输定理
4-7 特勒根定理、互易定理和对偶原理(本内容视频中没有,供有兴趣同学参考,MOOC考试不考)
电路定理测验题
第六周 动态电路的时域分析(1)
5-1 电容元件
5-2 电感元件
5-3 动态电路的方程
5-4 动态电路的初始条件
5-5 一阶电路的零输入响应
5-6 一阶电路的零状态响应
动态电路的时域分析(1)测验题
第七周 动态电路的时域分析(2)
5-7 一阶电路的全响应
5-8 一阶电路分析的三要素法
5-9 二阶电路
动态电路的时域分析(2)测试题
第八周 相量法
6-1 为什么需要引入相量法?
6-2 复数
6-3 正弦量
6-4 相量法的引入
6-5 电路定律的相量形式
6-6 阻抗和导纳
相量法测验题
第九周 正弦稳态电路的分析(1)
7-2 相量图
7-1 正弦稳态电路的分析
正弦稳态电路的分析和相量图测验题
第十周 正弦稳态电路的分析(2)
7-3 正弦稳态电路的功率——瞬时功率
7-4 7-5 正弦稳态电路的功率——有功功率和无功功率
7-6 正弦稳态电路的功率——视在功率和功率因数
7-7 正弦稳态电路的功率——复功率
7-8 正弦稳态电路的最大功率传输
正弦稳态电路的功率
第十一周 含有耦合电感的电路
8-1 互感的定义
8-2 同名端和互感电压方向
8-3 互感的去耦等效
8-4 含有耦合电感电路的计算
8-5 空心变压器
8-6 理想变压器
互感和变压器
第十二周 电路的频率响应
9-1 网络函数
9-2 谐振定义和谐振条件
9-3 RLC串联谐振的特点
9-4 RLC串联谐振的频率响应
9-5 RLC并联谐振的特点
电路的频率响应
第十三周 三相电路
10-1 三相电路
10-2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系
10-3 对称三相电路的计算
10-4 不对称三相电路的概念
10-5 三相电路的功率
三相电路
第十四周 非正弦周期电流电路、二端口网络
11-1 非正弦周期信号
11-2 非正弦周期电流电路的有效值和平均功率
11-3 非正弦周期电流电路的计算
12-1 二端口网络
12-2 二端口的方程和参数
非正弦和二端口
1-3周测验题参考答案和题目解析
第一周
第二周
第三周
4-7周测验题参考答案和题目解析
第四周
第五周
第六周
第七周
8-11周测验题参考答案
八周
九周
十周
十一周
12-14周测验题参考答案
十二周
十三周
十四周
电路原理课程内容的学习,需具备高中、大学的高等数学和物理基础(自动化专业4学分课程要有基本的线性代数知识和高等数学的微分方程的求解知识)。
(1)吉培荣、佘小莉. 电路原理. 北京:中国电力出版社,2016.
(2)吉培荣,陈江艳,郑业爽,佘小莉.电路原理学习与考研指导.北京:中国电力出版社,2021.
(3)电路(5版).邱关源、罗先觉.北京:高等教育出版社,2006.
(4)电路原理. 胡钋,樊亚东.北京:高等教育出版社,2011.
(5)电路理论基础(3版).梁贵书,董华英.北京:中国电力出版社,2009.
(6)James W Nilsson, Susan A Riedel. Electric Circuits, Eighth Edition. 北京:电子工业出版社,2009.
(7)本课程已在中国大学MOOC网有开设SPOC课程,每学期具体网址登录中国大学MOOC网后进入“我的学校云”可以选课、学习。