电路教学大纲.doc

电路教学大纲Electric Circuits课程编号：041C3032 适用专业：自动化 学时：112 学分：7(上学期68学时，4学分;下学期44学时,3学分)一、内容简介本电路教学大纲适用于工业电气自动化专业。内容有：本课程的目的和任务；本课程与其他课程的关系；课程的基本要求；课程内容（电路模型和电路定律，电阻电路的等效变换，电阻电路的一般分析，电路定理，非线性电阻电路，一阶电路，二阶电路，相量法，正弦电流电路的分析，三相电路，非正弦周期电流电路，拉普拉斯变换，网络函数，电路方程的矩阵形式，二端口网络）；教材与参考书；本课程的教学方法；各教学环节学时分配；执行大纲时应注意的问题。二、本课程的目的和任务本课程是电类专业的一门重要技术基础课。它是研究电路理论的入门课程，着重讨论集中参数、线性、非时变电路。通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论和基本分析方法，并具备必要的实验技能，为学习后续专业课打下基础。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、运用数学分析计算的能力、实验研究能力、总结归纳能力等方面起着重要的作用。三、本课程与其他课程的关系学生在学习本课程之前，应修过下列课程：高等数学（微分方程、线性代数、傅立叶级数部分）复变函数（拉普拉斯变换部分）普通物理以上课程为本课程奠定了数学基础和基本的电学知识。本课程修完之后，学生才能进入下列课程的学习：电子技术信号与系统电机与拖动本课程理论性强且与专业课有密切关系，学生应重视本课程的学习。四、课程的基本要求 通过对本课程的学习，要求学生熟练掌握电路的各类分析方法的基本原理。但具体内容的理解或掌握的程度应加以区分。 1.关于基本概念 要求充分理解或熟练掌握的有： 基尔霍夫定律；电阻、电感（互感）、电容、电压源、电流源、受控源等电路元件及伏安特性；电压和电流的参考方向；电功率。 要求理解的有： 特勒根定理；网络图论的初步概念。 2.关于线性电阻电路和正弦电流电路的基本分析方法 要求充分理解或熟练掌握的有： 简单电阻电路的计算；等效电阻的概念；电源的等效变换；支路法；用直观法列写结点电压方程和回路电流方程；叠加定理；戴维南定理和诺顿定理；正弦量的三要素；复阻抗和复导纳；相量图；正弦电流电路的各种功率；简单正弦电流电路的计算；对称三相电路计算。 要求理解的有： Y互换；含互感电路的计算；串联谐振；并联谐振；不对称三相电路的概念。 3关于线性动态电路 要求充分理解或熟练掌握的有： 一阶（RC、RL）电路的时域分析；初始条件；时间常数；零输入响应，零状态响应，全响应；自由分量和强制分量等概念；阶跃函数和响应。 要求理解的有： 一阶电路的冲激响应。 4关于S域分析 要求充分理解或掌握的有： 运用拉普拉斯变换分析和计算电路的动态过程；运算阻抗和运算导纳。 要求理解的有： 网络函数及其极点和零点。 5关于网络方程的矩阵形式 要求理解的有： 关联矩阵、（基本）回路矩阵和（基本）割集矩阵等概念；用关联矩阵建立结点电压方程的矩阵形式；用直观法列写简单电路的状态方程。 6关于二端口网络 要求理解的有： 二端口网络及其参数方程；二端口网络的等效电路。 7关于非线性电路 要求理解的有： 简单非线性电阻电路的计算。 8关于实验技能 要求学生学会正确使用常用电工仪表和电工实验设备。初步会用实验室中遇到的一些电子仪器和电子设备。学会正确连接实验线路，读取数据和分析实验结果。 9关于计算技能 要求学会正确和熟练运用计算工具，如计算器，并要求学会用电子计算机解题（不要求学生自编程序）。五、课程内容理论教学内容第一章 电路模型和电路定律1-1 电路和电路模型1-2 电阻元件1-3 电压源和电流源1-4 受控电源1-5 基尔霍夫定律第二章 电阻电路的等效变换2-1引言2-2 电路的等效变换2-3 电阻的串联和并联 电阻的Y形连接和形连接的等效变换2-4 电压源、电流源的串联和并联 实际电源的两种模型及其等效变换2-5 输入电阻第三章 电阻电路的一般分析3-1 电路的图3-2 KCL和KVL的独立方程数3-3 支路电流法3-4 网孔电流法3-5 回路电流法3-6 结点电压法第四章 电路定理4-1 叠加定理4-2 替代定理4-3 戴维宁定理和诺顿定理 *4-4 特勒根定理 *4-5 互易定理4-6 对偶原理第五章 一阶电路5-1 电容元件、电感元件5-2 动态电路的方程及其初始条件5-3 一阶RC电路的响应5-4 一阶RL电路的响应5-5 一阶电路的三要素法 5-6 一阶电路的阶跃响应 *5-7 一阶电路的冲激响应第六章 相量法6-1 正弦量、相量法的基本概念6-2 电路定律的相量形式6-3 阻抗和导纳、阻抗（导纳）的串联和并联、相量图 6-4 正弦电流电路的功率、复功率6-5 正弦电流电路的稳态分析6-6 正弦电流电路的串联谐振、并联谐振6-7 最大功率传输第七章 三相电路7-1 三相电路7-2 线电压（电流）与相电压（电流）的关系7-3 对称三相电路的计算 *7-4 不对称三相电路的概念7-5 三相电路的功率第八章 磁路与铁心线圈电路8-1 磁场的基本物理量8-2 磁性材料的磁性能8-3 磁路及其基本定律8-4 交流铁心线圈电路 8-5 变压器；变压器工作原理、结构、额定值和外特性，变压器电压、电流、阻抗变换功能。第九章 非正弦周期电流电路和信号的频谱9-1 非正弦周期信号9-2 周期函数分解为傅里叶级数 *9-3 有效值、平均值和平均功率 *9-4 非正弦周期电流电路的计算第十章 拉普拉斯变换10-1 拉普拉斯变换的定义10-2 拉普拉斯变换的基本性质10-3 拉普拉斯反变换的部分分式展开10-4 运算电路10-5 应用拉普拉斯变换法分析线性电路第十一章 网络函数 *11-1 网络函数的定义 *11-2 网络函数的极点和零点 *11-3 极点、零点与冲激响应11-4 极点、零点与频率响应11-5 卷积第十二章 电路方程的矩阵形式12-1 割集12-2 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵12-3 回路电流方程的矩阵形式12-4 结点电压方程的矩阵形式 12-5 割集电压方程的矩阵形式12-6 列表法12-7 状态方程第十三章 二端口网络13-1 二端口网络13-2 二端口的方程和参数13-3 二端口的等效电路13-4 二端口的转移函数 *13-5 二端口的连接13-6回转器和负阻抗变换器第十四章 非线性电路简介*14-1 非线性电组*14-2 非线性电容和非线性电感*14-3 非线性电路的方程 14-4 小信号分析法 14-5 分段线性化方法实践教学内容1、实验项目为配合理论教学需要，加强实践教学环节，开设以下实验：实验一：伏安特性实验二：戴维宁定理实验三：一阶电路过渡过程实验四：正弦交流参数的测定实验五：结点电压方程的建立与求解 以上各实验结合各章内容，在相应的理论教学进行完后开出。实验的具体要求详见本课程实验教学大纲。2、习题课共安排10学时，内容如下：第一、二章：电路元件、电路定律、电阻电路等效变换（2学时）第三章：回路法、结点法（2学时）第四章：戴维宁定理（2学时）第五章：一阶电路全响应（2学时）第六章：正弦电流电路稳态分析（2学时）第七章：含有耦合电感的电路（2学时）第十章：拉普拉斯变换分析电路（2学时）第十二章：电路方程与矩阵形式（2学时）第十三章：二端口网络（2学时）3上机操作 本课程为加强学生使用和操作计算机、应用计算机解决实际问题的能力，安排两次上机操作（即实验三、实验五）六、教材与参考书1教材本课程教材选用电路一书，由西安交通大学邱关源教授主编，高等教育出版社出版，1999年6月第四版2主要参考书电路基本理论 （美）C.A.狄苏尔，葛守仁著，1980年电路分析基础 李翰荪主编，人民教育出版社出版电路的计算机辅助分析 叶金官编，高等教育出版社出版，1985年Fundamentals of Electric CircuitsCharles K.Alexander, Matthew N.O.Sadiku， 清华大学出版社，2000年12月七、本课程的教学方法 本课程的特点是理论性较强，与基础课联系较多，其教学方式应注重启发式、引导式，避免烦琐的理论推导和满堂灌的方法，讲课时应注意联系已学过课程的有关概念、理论和方法，使学生加快对本课程内容要点的理解。 章节之间内容的衔接应注意循序渐进，由浅入深，并应选择内容，保证重点。 配合理论教学的需要，加快实践性环节，开设适当的实验项目，使学生能通过加深对课堂讲授内容的理解，增强动手能力，掌握运用电路理论对实际网络分析的基本技能。八、各教学环节学时分配 章 节课堂讲授实 验上 机习题课小 计第一章6219第二章213第三章628第四章64212第五章82212第六章102214第七章426第八章22第九章22第十章628第十一章426第十二章104216第十三章62210第十四章224总 计7414420112九、执行大纲时应注意的问题本大纲对课程内容划定了重点、加深内容和一般了解内容三个方面，执行时应注意到这一点（分别对应“-”、“*”、无标记三种情况）。“-”为重点内容，课堂讲授、作业习题、实验项目等各教学环节都应协调配合，反复予以强调、突出，使学生印象深刻