电路基础 教案

———《电路基础》课程教学大纲撰稿人：***审核人：***批准人：***课程名称电路基础CircuitFoundation开课单位******课程负责人*****课程类别专业基础课课程代码*****学分**总学时48理论学时44实践学时4适用专业测控技术与仪器、机械电子工程等先修课程高等数学（A）、大学物理（B）授课语言中文一、课程简介（一）课程中文简介《电路基础》课程是机械电子工程专业的一门专业基础课程，在大学物理、高等数学的基础上，主要讲述直流电路的基本概念、基本规律，电路的分析计算方法，正弦交流电路的稳态分析，三相交流电路，动态电路的时域分析等。该课程为学习后续的相关课程打下坚实的基础。通过本课程的学习，学生能够掌握电路理论的基本知识，理解电路的基本概念，掌握电路分析的基本方法，能够独立完成实验，具备分析和解决机电工程基础问题的能力，具有理论联系实际的能力，为后续的课程学习和日后从事机电工程技术工作打下坚实基础。（二）课程英文简介“CircuitFoundation”isaprofessionalbasicundergraduatecourseofMechatronicEngineering.OnthebasisofCollegePhysics,AdvancedMathematics,thecoursecontentmainlyincludesthebasicconcept,thebasiclaw,analysisandcalculationmethodoftheDCcircuit,steadystateanalysisofsinusoidalACcircuit,three-phaseACcircuit,thetimedomainanalysisofdynamiccircuits,etc.Thiscourselaysasolidfoundationforlearningthefollowingrelatedcourses.Thestudentsshouldmasterthebasicknowledgeofcircuittheory,understandthebasicconceptsofcircuit,graspthebasiccircuitsanalysismethod,completetheexperimentindependently,havetheabilitytoanalyzeandsolvethebasicproblemsofelectromechanicalengineeringandhavetheabilitytolinktheorywithpractice.,itlaysasolidfoundationforthefollow-upcoursestudyandengaginginelectromechanicalengineeringandtechnicalworkinthefuture.二、课程目标及其对毕业要求的支撑（一）课程目标课程目标1：理解电路的基本概念和电路定律；能够运用电路的基本定律和分析方法、暂态电路分析方法、交流电路的相量分析法，对电路进行分析计算；具备针对机械工程问题建立数学模型并求解的能力。（二）课程目标对毕业要求的支撑毕业要求毕业要求分解指标点课程目标1.工程知识1.2掌握工程科学的基础知识，能够针对机械工程问题建立数学模型并求解。1三、课程教学内容第一章电路的基本概念与基本定律

教学目的与要求：通过本章学习，了解电路模型和电路元件的概念，电流、电压参考方向的概念，电位、功率的计算方法；理解电路的工作状态；掌握基尔霍夫定律和电路元件关系。教学重点与难点：基尔霍夫定律（KCL、KVL）和元件关系（VCR）；电路元件吸收、发出功率的判断重点：参考方向、基尔霍夫定律（KCL、KVL）和元件关系（VCR）难点：电路元件吸收、发出功率的判断支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

电路和电路模型一、电路的作用和组成二、电路模型第二节

电路的基本物理量一、电荷和电流二、电压和电动势三、电流和电压的参考方向第三节

电功率和能量一、电功率二、能量第四节

电路元件一、理想无源元件二、理想有源元件三、受控源第五节

基尔霍夫定律一、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电压定律第六节

电路的工作状态一、通路二、开路三、短路第七节

电路中电位的计算第二章电阻电路的等效变换教学目的与要求：通过本章学习，了解电阻电路等效变换的概念；理解理想电源模型和受控源的等效变换的概念；掌握电阻的串、并联变换、Δ-Y变换、理想电源电路模型和受控源电路模型等效变换的方法。教学重点与难点：电阻的串、并联变换；Y-Δ变换；理想电源模型和受控源电路模型等效变换重点：电阻的串、并联变换；Y-Δ变换；理想电源模型等效变换难点：受控源电路模型等效变换支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

电路的等效变换一、二端网络二、二端网络的等效变换三、二端网络的VCR方程第二节

电阻串并联电路的等效变换一、电阻的串联二、电阻的并联三、电阻的混联第三节

电阻星形联结与三角形联结的等效变换一、星形联结和三角形联结二、电阻的Y-Δ等效变换三、电桥电路第四节

理想电源的串联等效和并联等效变换一、理想电压源的等效变换二、理想电流源的等效变换第五节

实际电源的两种模型及其等效变换一、实际电压源模型二、实际电流源模型三、电压源与电流源的等效变换第三章电阻电路的基本分析方法教学目的与要求：通过本章学习，了解KCL独立方程数；掌握支路电流法、网孔电流法、回路电流法、节点电压法分析方法。教学重点与难点：支路电流法；网孔电流法；回路电流法；节点电压法重点：支路电流法、网孔电流法、回路电流法、节点电压法难点：含受控源的支路电流法、含受控源的网孔电流法支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

KCL和KVL的独立方程数一、电路结构与电路变量二、KCL独立方程数三、KVL独立方程数第二节

支路电流法一、支路电流法的分析步骤二、含理想电流源的支路电流法三、含受控源的支路电流法第三节

网孔电流法一、网孔电流法的分析步骤二、含无伴电流源的网孔电流法三、含受控源的网孔电流法第三节

回路电流法一、回路电流法的分析步骤二、含无伴电流源的回路电流法三、含受控源的回路电流法第四节

节点电压法一、节点电压法的分析步骤二、含无伴电压源的节点电压法三、含受控源的节点电压法第四章电路基本定理教学目的与要求：通过本章学习，理解叠加定理、齐次定理、戴维南定理、诺顿定理、最大功率传输定理等的基本概念。掌握叠加定理、齐次定理、戴维南定理、诺顿定理和最大功率传输定理在电路分析中的应用方法和分析过程。教学重点与难点：叠加定理；齐次定理；戴维南定理；诺顿定理；最大功率传输定理重点：叠加定理、齐次定理、戴维南定理、最大功率传输定理难点：诺顿定理支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

叠加定理与齐次定理一、叠加定理二、齐次定理第二节

替代定理第三节

等效电源定理一、戴维南定理二、诺顿定理第四节

最大功率传输定理一、负载获得最大功率的条件二、负载获得最大功率的计算三、传输效率第五章线性动态电路的时域分析教学目的与要求：通过本章学习，了解电容和电感元件、零输入响应、零状态响应、全响应等概念；理解一阶电路时间常数的含义；掌握换路定律、一阶电路的时域分析法和三要素分析法。教学重点与难点：换路定律；一阶电路的时域分析法；三要素分析法重点：换路定律、一阶电路的时域分析法、三要素分析法难点：一阶电路初始条件的确定、阶跃响应支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

动态元件一、电感元件二、电容元件第二节

换路定律和初始值的计算一、换路定律二、初始值的计算第三节

RC电路的响应一、RC电路的零输入响应二、RC电路的零状态响应第四节

RL电路的响应一、RL电路的零输入响应二、RL电路的零状态响应第五节

一阶电路的全响应一、叠加定理求解一阶电路全响应二、三要素法求解一阶电路全响应第六章正弦交流电路教学目的与要求：通过本章学习，了解正弦量的三要素、相量表示法；理解电阻、电感、电容伏安关系的相量形式、基尔霍夫定律的相量形式；掌握阻抗、导纳及其等效电路的分析方法，正弦稳态电路的分析方法，掌握有功功率、无功功率、视在功率的计算，理解功率因数补偿的意义。教学重点与难点：电阻、电感、电容伏安关系的相量形式；基尔霍夫定律的相量形式；阻抗、导纳及其等效电路的分析方法；正弦稳态电路的分析方法；有功功率、无功功率、视在功率的计算；功率因数补偿重点：复数表示形式及运算；相量表示法；电阻、电感、电容伏安关系的相量形式；基尔霍夫定律的相量形式；正弦稳态电路的分析方法；有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的计算难点：电路相量形式的推导和计算；阻抗、导纳及其等效电路支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

正弦电压和电流一、周期、频率和角频率二、瞬时值、幅值和有效值三、相位、初相和相位差第二节

正弦量的相量表示法一、复数的基本概念二、复数的运算三、正弦量与相量第三节

单一参数交流电路一、单一电阻元件的交流电路二、单一电感元件的交流电路三、单一电容元件的交流电路第四节

阻抗和导纳一、阻抗二、导纳三、阻抗和导纳的变换四、基尔霍夫定律的相量形式第五节

阻抗（导纳）的串并联一、阻抗的串联二、阻抗的并联第六节

正弦交流电路的功率一、瞬时功率二、有功功率三、无功功率四、视在功率第七节

功率因数的提高第七章三相电路教学目的与要求：通过本章学习，了解三相电路的概念及连接方式；理解三相电路线电压、线电流、相电压、相电流、中性线的概念；掌握三相电路相值和线值以及功率的计算和分析方法。教学重点与难点：对称三相电路和不对称三相电路线电压、线电流、相电压、相电流和三相电路功率的计算和分析方法重点：对称三相电路线电压、线电流、相电压、相电流和三相电路功率的计算和分析方法难点：中性线和不对称三相电路的计算和分析方法支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

三相电源一、对称三相电源二、对称三相电源的连接方式第二节

对称三相电路的计算一、Y-Y电路二、Y-Δ电路三、Δ-Δ电路四、Δ-Y电路第三节

不对称三相电路的计算一、无中性线不对称三相电路分析二、带中性线不对称三相电路分析第四节

三相电路的功率一、三相电路功率的计算二、三相电路功率的测量第八章线性动态电路的复频域分析教学目的与要求：通过本章学习，了解拉普拉斯变换的定义、拉普拉斯变换的性质。理解拉普拉斯反变换的部分分式法。掌握线性电路的复频域模型和电路定理的复频域形式。掌握复频域分析法，并了解其应用范围。教学重点与难点：拉普拉斯变换；拉普拉斯反变换的部分分式法；复频域分析法重点：拉普拉斯变换、复频域分析法难点：拉普拉斯反变换的部分分式法支撑的课程目标：本章支撑课程目标1第一节

拉普拉斯变换的定义和性质一、拉普拉斯变换的定义二、常用时域函数的拉普拉斯变换三、拉普拉斯变换的基本性质第二节

拉普拉斯反变换的部分分时展开法第三节

复频域中的电路定律和电路模型一、基尔霍夫定律的复频域形式二、电阻元件的复频域形式三、电感元件的复频域形式四、电容元件的复频域形式五、RLC元件串联的复频域形式六、电路的复频域形式七、复频域分析法四、实验（实践）环节及要求1.戴维南定理和诺顿定理的验证实验内容：验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对定理的理解。实验要求：掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。测定有源二端网络电路的输入端电阻、开路电压、短路电流；测定等效电路的外特性。2.正弦稳态交流电路功率因数的提高实验内容：研究正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。实验要求：熟悉日光灯线路的接线，理解并联电容提高电路功率因数的意义并掌握其方法。五、课程思政育人（一）课程思政教学总体设计思路1、课程思政要以马克思主义为指导，贯彻党的教育方针，培养学生正确的政治立场和世界观。2、以学科特点为基础，融入思政元素。课程思政教学设计结合知识点，将思政元素与学科内容有机结合，做到润物细无声，使学生在学习专业知识的同时，不知不觉建立正确的人生观和世界观。3、以学生为中心，注重培养学生的知识应用能力。课程思政教学设计以学生为中心，注重培养学生的责任感和使命感，勇于创新的意识，全面分析问题的方式，敢于探索、不怕失败的精神。4、以问题为导向，培养学生的批判思维。课程教学设计中，以问题为导向，引导学生主动思考、质疑和解决问题，培养学生的批判思维和创新能力。（二）课程思政与课程目标教学章节知识点思政元素案例课程目标第一章第五节欧姆定律、基尔霍夫定理乔治·西蒙·欧姆和古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫发现两大定律的事迹，不以规矩不能成方圆课程目标1第一章第七节电压、电位的测量严谨的工作作风课程目标1第三章第二、二、五节支路电流法、网孔电流法和节点电压法不同电路适应不同分析方法课程目标1第四章第一节叠加定理总-分-总进行分析，不轻易放弃眼前困难，把任务分解再逐一进行解决课程目标1第四章第三节戴维南定理戴维南定理基于但不拘泥于基尔霍夫定律，改变思维方式，另辟新径，这正是创新思想的体现。课程目标1第四章第三节电压源和电流源“置零”问题“独立源置零”规则课程目标1第四章第四节最大功率传输定理节能减排，发挥产品最大效能课程目标1第五章第一节电容元件与电感元件电容电感的研发历史课程目标1第六章第一节正弦交流电我国电网的发展史及不同地区用电频率问题课程目标1第六章第七节日光灯电路功率因数的提高功率因数提高的意义及国家对企业功率因数不达标的惩罚措施课程目标1六、学时分配表序号章节内容学时分配合计课堂授课课内实践实践学时在线学习习题课研讨课其他1第一章电路的基本概念与基本定律662第二章电阻电路的等效变换443第三章电阻电路的基本分析方法6284第四章电路基本定理665第五章线性动态电路的时域分析4266第六章正弦交流电路887第七章三相电路668第八章线性动态电路的复