《电路原理》理论教学大纲（供四年制本科医学影像技术、信息与计算科学等专业使用）

《电路原理》理论教学大纲（供四年制本科医学影像技术、信息与计算科学等专业使用）Ⅰ前言《电路原理》课程是影像技术、信技、信工等专业基础课程，电路理论本身具有较强的逻辑性、系统性、理论性和灵活性，重点培养学生严谨的思维能力、灵活分析问题的能力和创新创造能力，为后续专业课程和科研实践提供必要的预备知识。课程教学遵循从易到难、循序渐进的原则，系统介绍电路理论的基本概念、基本分析方法和基本定律。通过本课程的学习，要求学生掌握电路的基本原理、分析与计算电路的基本方法，能灵活应用理论知识。本课程是建立在高等数学与大学物理的基础上，与微积分、微分方程、线性代数和复变函数紧密联系，而且还以物理学和电磁学为基础进行教学。本大纲适用于四年制本科医学影像技术、信息与计算科学（医学信息学）、医学信息工程专业使用，本大纲有关问题说明如下：一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。二教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同的教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。教学目的要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与要求级别对应，并统一标示（核心内容既知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示）便于学生重点学习。三总教学参考学时为74学时，理论与实验学时之比54∶20，即理论54学时，实验20学时。四教材：《电路原理》，高等教育出版社，周守昌，2版，2004年。Ⅱ正文上册第一章基尔霍夫定律和电阻元件一教学目的让学生初步建立电路模型的概念，了解基尔霍夫定律，知道等效电阻的概念和支路分析的方法。二教学要求（一）了解电路模型的概念、电压电流的参考方向、建立电路元件的特性方程；（二）熟悉电路基尔霍夫定律，明确电路元件的互联性质；（三）掌握等效电阻的概念和支路分析的方法。三教学内容（一）电路和电路模型：电路、电路模型、电路的几种形式。（二）电流和电压的参考方向1电流、电流的参考方向。2电压、电压的参考方向。3功率。（三）基尔霍夫定律1电路的几个术语：支路、节点、回路、网孔。2基尔霍夫电流定律。3基尔霍夫电压定律。（四）电阻元件1二端电阻、线性电阻。2功率与能量。（五）独立源：独立电压源、独立电流源。（六）受控源：电压控电流源、电流控电压源、电压控电压源、电流控电流源。（七）支路分析法：支路电压法、支路电流法。第二章电阻电路的分析一教学目的掌握电阻电路的各种分析方法。二教学要求（一）了解线性电路的概念，及其齐次性和可加性，掌握叠加原理；（二）掌握戴维宁等效电路和诺顿等效；（三）熟悉三角和星型变换公式；（四）掌握节点电流法和回路电压法的分析方法。三教学内容（一）线性电路的性质.叠加定理1线性电路的齐次性。2线性电路的叠加性。（二）戴维宁定理1定理内容。2开路电压、等效电阻。（三）诺顿定理：定理内容，短路电流、等效电阻。（四）有伴电源的等效变换：有伴电压源、有伴电流源。（五）星型电阻网络和三角型电阻网络的等效变换：星型电阻网络变三角型电阻网络变换条件。（六）节点分析法1参考电压。2节点电压。（七）回路分析法1参考方向。2回路电流。第三章动态元件和动态电路导论一教学目的初步了解动态电路，掌握它们的特性，知道含有动态电路的分析方法。二教学要求（一）熟悉并掌握电容元件、电感元件及耦合电感元件的伏安特性；（二）熟练掌握含有动态元件的电路的输入输出方程；并确定方程的阶数与动态元件的个数之间的关系；（三）明确换路的概念、初始条件和初始状态是求解动态元件方程的必要条件；（四）了解零输入响应、零状态响应及全响应概念，掌握求解方法。三教学内容（一）电容元件1电容元件、端电压与电流的约束关系。2电容电压的连续性、时间常数。3电容的贮能。（二）电感元件1电感元件、端电压与电流的约束关系。2电感电流的连续性、时间常数。3电感的贮能。（三）耦合电感元件1耦合电感元件、端电压与电流的约束关系。2耦合电感元件的互感、图示和同名端。（四）动态电路的输入-输出方程1动态电路、串联（单回路）电路的输入-输出方程。2复杂电路的输入-输出方程（五）初始状态和初始条件：初态、零状态。（六）零输入响应1零输入特点。2n阶动态电路零输入响应、特征根。（七）零状态响应1零状态响应特点。2n阶动态电路零状态响应、强制响应、自然响应。（八）全响应：定义、特征。第四章一阶电路和二阶电路一教学目的详细了解一阶零输入响应和阶跃响应的物理过程、节点特征及其曲线形式。二教学要求（一）熟悉一阶零输入响应和阶跃响应的物理过程、节点特征及其曲线形式；（二）了解并掌握一阶电路中的一个重要参数—时间常数的概念和意义；（三）熟练掌握一阶电路对阶跃响应的全响应，及三要素法求解全响应的方法和使用条件。三教学内容（一）一阶电路的零输入响应1RC零输入响应。2RL零输入响应。（二）一阶电路的阶跃响应1阶跃函数。2RC电路的阶跃响应。3RL电路的阶跃响应。（三）一阶电路对阶跃响应的全响应1一阶电路对阶跃响应的全响应。2三要素法特征。第五章正弦电流电路的导论一教学目的初步了解正弦电流电路的特性，及含有正弦电流电路的分析方法。二教学要求（一）了解正弦电流电路表示及其幅值、频率、角频率及初相的概念；（二）熟悉正弦稳态响应的概念，及向量概念的引入和正弦向量的表示；（三）掌握基尔霍夫的向量形式，各元件伏安特性的向量表示；（四）掌握导纳与阻抗的概念及阻抗串并联运算法则。三教学内容（一）正弦电压和电流的基本概念1正弦电流电路表示。2基本概念：幅值、频率、角频率及初相、有效值。（二）线性电路对正弦激励的响应.正弦稳态响应（三）正弦量的相量表示法1简单复数的四则运算、线性网络的齐次性。2幅值相量、有效值相量、相量图。（四）基尔霍夫定律的相量形式：KVL、KCL的相量形式。（五）电路元件方程的相量形式1电阻元件的相量形式。2电容元件的相量形式。3电感元件的相量形式。4耦合电感元件的相量形式。5受控源的相量形式。（六）阻抗与导纳：三种元件的阻抗与导纳、阻抗与导纳的关系。（七）阻抗的串联和并联：阻抗的串联、导纳的并联。第六章正弦电流电路的分析一教学目的了解和掌握正弦电流电路的各种功率参数的概念和求解方法。二教学要求（一）在向量模型下掌握回路电流和节点电压的分析方法；（二）了解瞬时功率、平均功率、视在功率、功率因数、复功率、有功功率及功功率的概念，了解功率守恒条件；（三）掌握谐振概念，串并联谐振频率特征，了解品质因数的确定频率响应；（四）了解含有耦合电感元件的电路计算，理想变量器的基本特征。三教学内容（一）正弦电流电路的向量分析1相量空间。2回路电压法、节点电流法。3网络定理。（二）正弦电流电路中的功率1瞬时功率、平均功率、视在功率。2功率因数、复功率、有功功率及无功功率。3功率守恒条件。（三）谐振电路1串联谐振电路、并联谐振电路。2谐振条件。3品质因数、频率响应。（四）含有耦合电感元件的正弦电流电路：顺接、反接、耦合系数。（五）理想变量器：理想变压器、特性方程。第七章三相电路一教学目的初步了解三相制的三角和星型连接情况下线参数和相参数的关系。二教学要求（一）了解对称三相电源；（二）了解对称三相制的三角和星型连接情况下线电压和相电压的关系，线电流和相电流的关系。三教学内容（一）对称三相电压（二）三相制的联接法1三相制的三角和星型连接。2线电压和相电压的关系。3线电流和相电流的关系。下册第四章二端口网络一教学目的了解和掌握二端口网络的各种矩阵形式和各参数的物理含义、计算方法及各种连接形式下的参数计算方法。二教学要求（一）了解二端口网络的各种矩阵形式和各参数的物理含义；（二）掌握二端口网络的各种矩阵各参数的计算方法；（三）熟悉二端口网络的各种连接形式下的参数计算方法。三教学内容（一）概述（二）二端口网络的开路阻抗矩阵：开路电压、阻抗矩阵。（三）二端口网络的短路导纳矩阵：短路电流、导纳矩阵。（四）二端口网络的传输参数矩阵：输入端、输出端、传输参数矩阵。（五）二端口网络的联接1二端口网络的串联。2二端口网络的并联。3二端口网络的接连。Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由基础医学院物理教研室执行。二组织内容：试讲、教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。三教学方法：1理论教学：采用启发式、讨论式、交换式课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主，一般内容以自学为主。2实验教学：实验分组（24人/实验室），学生每个人独立操作。3辅导形式：辅导讲义、课堂答疑，网络查询。四考核办法：闭卷考试，形成性考核（理论考试占65℅，实验占25℅，作业占10℅）。Ⅳ教学时数分配表讲课内容教学手段时数实验内容时数类型电路和电路模型电流和电压的参考方向CAI2基尔霍夫定律、电阻元件CAI2电路元件伏安特性测绘4验证型独立源、受控源CAI2支路分析法CAI2线性电路的性质.叠加定理CAI2叠加原理验证4验证型戴维宁定理、诺顿定理CAI2戴维南定理---等效参数测定4验证型有伴电源的等效变换、星型电阻网络和三角型电阻网络的等效变换CAI2节点分析法、回路分析法CAI2静态电路习题课讨论式2电容元件、电感元件CAI2耦合电感元件、动态电路的输入-输出方程CAI2初始状态和初始条件、零输入响应CAI2零状态响应、全响应CAI2一阶电路的零输入响应CAI2一阶电路的阶跃响应CAI2一阶电路对阶跃响应的全响应CAI2正弦电压和电流的基本概