《电路分析基础B》教学大纲

《电路分析基础B》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05132071课程性质：学科基础必修课学分：4学分学时：64学时（理论56学时，实验8学时）先修课程：大学物理、高等数学C、线性代数等后续课程：数字电子技术A，自动控制原理A等适用专业：机器人工程专业开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电路分析基础B》课程是机器人工程本科专业学生的一门学科基础必修课。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，理论严谨、逻辑性强，有广阔的工程背景。通过本课程的学习，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作用。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握电路的基本理论知识和电路的基本分析方法，为学习机器人工程专业的后续课程准备必要的电路知识。课程目标2：通过本课程的学习，使学生树立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、分析计算能力和科学归纳能力。课程目标3：在传授知识的同时，帮助学生养成实事求是、积极探索、持之以恒的治学态度；认真细致的工作作风；通过信息综合得到有效结论的思维方式，引导学生践行社会主义核心价值观。三、课程目标与毕业要求《电路分析基础B》课程教学目标对机器人工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.2掌握机器人工程领域所需的电路分析、电子技术、计算机、机械等原理和思想，能将其知识方法用于复杂机器人工程问题的分析和表述。课程目标1：掌握电路的基本理论知识和电路的基本分析方法，为学习机器人工程专业的后续课程准备必要的电路知识。H3.设计/开发解决方案3.3能够通过单元集成和优化，进行机械电子结构、智能算法、系统集成等部件的应用与设计。课程目标2：通过本课程的学习，使学生树立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、分析计算能力和科学归纳能力。M4.研究4.3能够采用计算机仿真、实物或半实物仿真等方法，设计实验方案，搭建实验系统，进行实验。课程目标3：在传授知识的同时，帮助学生养成实事求是、积极探索、持之以恒的治学态度；认真细致的工作作风；通过信息综合得到有效结论的思维方式，引导学生践行社会主义核心价值观。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.电路模型和电路定律1.1电路模型、基本物理量、参考方向及关联和非关联参考方向1.2电路元件，独立电源和受控源1.3基尔霍夫定律教学要求：理解理想元件与电路模型概念，线性与非线性的概念，集总参数电路和分布参数电路的概念；掌握电压、电流及其参考方向的概念，关联和非关联参考方向的概念；掌握电阻元件，电压源、电流源和受控源的伏安关系，欧姆定律，功率的计算及实际功率的判别方法；掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。重点：参考方向及关联和非关联参考方向、基尔霍夫定律。难点：受控源。61、22.电阻电路的等效变换2.1等效变换的概念，电阻元件的联接（串并联，星形和三角形联接），Y-Δ之间的等效变换2.2理想电压源和理想电流源的串并联，实际电压源和实际电流源的等效变换2.3输入电阻的概念及计算方法教学要求：理解并掌握等效与等效变换的概念、Y-Δ之间的等效变换；理解并掌握实际电源的两种模型及其等效变换；掌握输入电阻的概念及计算。重点：等效变换及等效电路的化简；实际电压源、电流源的等效互换。难点：输入电阻的计算。61、2、33.电阻电路的一般分析3.1KCL和KVL的独立方程数，支路电流法3.2网孔电流法3.3回路电流法3.4结点电压法教学要求：理解与熟练掌握支路电流法、回路电流法和结点电压法。重点：KCL和KVL的独立方程数、回路分析法。难点：结点电压法。61、2、34.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最大功率传输定理教学要求：理解并掌握叠加定理、替代定理、最大功率传输定理。理解并熟练掌握戴维宁定理和诺顿定理。重点：戴维宁定理和诺顿定理。难点：最大功率传输定理。61、2、35.含有运算放大器的电阻电路5.1运算放大器的特点、应用、两个典型特性5.2比例电路的分析及含有运算放大器的电路分析教学要求：了解理想运算放大器的特点、应用；理解并能够应用两个典型特性分析比例电路和含有运算放大器的电路。重点：两个典型特性：虚短、虚断。难点：比例电路的分析及含有运算放大器的电路分析。42、36.储能元件6.1电容元件6.2电感元件6.3电容、电感元件的串并联教学要求：了解电容、电感动态储能元件的特性并能够分析该类元件电路的串并联等效方法。重点：电容、电感动态储能元件的特性。难点：含电容、电感动态储能元件电路的串并联等效方法。22、37.一阶电路的时域分析7.1电路的初始条件，换路原理7.2RC、RL电路的零输入响应，零状态响应7.3一阶动态电路全响应，时间常数；三要素法7.4单位阶跃函数，单位冲激函数，阶跃响应及冲激响应二者的关系教学要求：掌握电路的初始条件，换路定律；熟练掌握RC、RL电路的零输入响应、零状态响应、一阶动态电路全响应和三要素法；了解单位阶跃函数，单位冲激函数，阶跃响应及冲激响应二者的关系。重点：换路定理；RC、RL电路的零输入响应，零状态响应。难点：一阶动态电路全响应，时间常数，三要素法。41、2、38.相量法8.1复数和复变量的表示方法，正弦量的三要素，有效值和相位差的概念8.2电路定律的相量表示法教学要求：掌握电路的初始条件，换路定律；熟练掌握RC、RL电路的零输入响应、零状态响应、一阶动态电路全响应和三要素法；了解单位阶跃函数，单位冲激函数，阶跃响应及冲激响应二者的关系。重点：正弦量的概念，有效值和相位差的概念。难点：电路定律的相量形式。41、29.正弦电路的稳态分析9.1阻抗、导纳、相量图9.2稳态电路分析；9.3功率、功率因数、复功率9.4最大功率传输条件教学要求：了解复数的概念和复变量的表示方法；理解相量的含义；掌握电路定律的相量表示法。重点：阻抗、导纳、功率因数。难点：复功率、稳态电路分析。61、2、310.含有耦合电感的电路10.1互感，含有耦合电感电路的计算10.2变压器原理、理想变压器教学要求：掌握互感、同名端的概念；熟练掌握互感电压正方向的确定；了解含有空心变压器和理想变压器的电路分析。重点：互感和互感电压的概念及同名端的含义。难点：含有耦合电感电路的计算。42、311.电路的频率响应11.1网络函数、RLC串联谐振电路11.2RLC并联谐振电路教学要求：掌握电路的网络函数；熟练掌握RLC串联电路的谐振、RLC并联谐振电路。重点：RLC串联电路的谐振电路、RLC并联谐振电路。难点：RLC串联电路的谐振电路、RLC并联谐振电路。41、2、312.三相电路12.1三相电源、三相电路的联结方式、对称三相电路12.2线电压（电流）与相电压（电流）的关系，不对称三相电路及其计算方法12.3对称三相电路的功率、瞬时表达、相量表达教学要求：掌握三相电源、三相电路的联结方式、对称三相电路概念；熟练掌握线电压（电流）与相电压（电流）的关系，对称三相电路的功率；了解不对称三相电路及其计算方法。重点：线电压（电流）与相电压（电流）的关系。难点：对称三相电路的功率、瞬时表达、相量表达。41、2、3合计562.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.基尔霍夫定理和叠加定理实验内容：用实验方法验证基尔霍夫定理和叠加原理。实验要求：学习直流电压、电流的测量方法，掌握用实验数据验证基尔霍夫定；理和叠加定理的方法。22、32.戴维宁定理实验内容：用实验方法验证戴维宁定理。实验要求：掌握用实验数据验证戴维宁定理和诺顿定理，掌握线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。22、33.一阶电路实验内容：RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。实验要求：掌握用示波器观察并测绘一阶RC电路的响应的方法，掌握用示波器测定一阶电路时间常数的方法，了解微分电路与积分电路的特性，掌握信号发生器和示波器等常用电子仪器的使用方法。22、34.三相电路实验内容：测定三相交流电路电压、电流。实验要求：理解三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系，掌握三相电路的正确连接方法与测量方法。22、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、测试、作业、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。使学生较好的掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，获得分析电路的思维能力与计算能力，具有解决工程实际电路问题的基本能力和素质。六、课程资源1.推荐教材：（1）邱关源主编.《电路》（第五版）.北京:高等教育出版社.2006年.2.参考书：（1）李丽敏主编.《电路分析基础》.北京:机械工业出版社.2019年.（2）李瀚荪主编.《电路分析基础》(第四版).北京:高等教育出版社.2006年.（3）黄锦安主编.《电路》(第二版).北京:机械工业出版社.2007年.（4）CharlesK.Alexander.MatthewN.O.Sadiku,FundamentalsofElectricCircuits.清华大学出版社，2000年.（5）陈晓平主编.《电路原理》(第三版).北京:机械工业出版社.2018年.3.期刊：（1）电工技术学报,中国电工技术学会主办（2）电工电能新技术,中国科学院电工研究所主办（3）电测与仪表,中国仪器仪表学会电磁测量信息处理仪器分会主办（4）IEEETransactionsonSmartGrid,US,IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,电气与电子工程师学会主办（5）河南工学院学报,河南工学院4.网络资源：（1）爱课程网./home/（2）中国大学慕课./（3）国家电网./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现8（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题和讨论问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332阶段测试12（1）主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）每次阶段测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以阶段测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√642作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√552实验8（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。242期末考核60（1）大作业成绩100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核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、一阶电路和二阶电路的时域分析、相量法、正弦稳态电路的分析、含有耦合电感的电路、电路的频率响应、三相电路等内容。√√√202020合计：100分363628八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测试、作业、实验、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%）；课堂表现、实验、作业、随堂测试等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和大作业分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20无缺课现象，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。无缺课现象，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。无缺课现象，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。出勤率高，偶尔参与教学活动。缺课超过三次，不参与教学活动。作业30作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业1次以内，准确率大于70%.不交作业2次以内，准确率大于60%.不交作业3次以上，准确率小于60%。阶段测试30阶段测试中的概念、思路清晰，步骤完整，分析得当，准确率大于90%,书写工整，清晰，符号，作图规范。阶段测试中的概念、思路清晰，步骤完整，分析得当，准确率大于80%,书写工整，清晰。阶段测试中的概念、思路一般，步骤完整，分析较得当，准确率大于70%,书写清晰。阶段测试中的概念、思路一般，步骤