《电路分析基础》教学大纲

1西北民族大学物联网专业课程教学大纲电路分析基础电气工程学院2015年2月编制2西北民族大学物联网专业课程教学大纲电路分析基础一、说明(一)课程性质电路分析课程理论严密、逻辑性强、有广阔的工程前景，是物联网工程专业等电类工程专业的一门专业必修课。其后续课程是数字电子电路、模拟电子电路、信号与系统和微机原理与接口技术等。(二)教学目的通过电路分析的学习，使学生掌握电路的基本概念、基本理论和基本分析方法以及电路试验的基本方法，为学生继续学习电子技术等后续课程打下坚实的理论基础。通过电路分析基础的整个教学过程，不断提高学生的素质，培养学生的科学思维能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。(三)教学内容电路分析主要探讨集总电路的基本定律、定理及基本的电路分析计算方法。内容为电路的基本概念、电阻电路分析、动态电路时域分析、正弦稳态电路分析、互感与理想变压器、电路频率响应和二端口网络。其中，电阻电路分析、动态电路时域分析将是学习本课程的重点和难点。(四)教学时数总学时：72，讲课52，实验20(五)教学方式课堂讲授、演示和实验二、本文理论部分第l章电路的基本概念教学要点：理想电源；基尔霍夫定律；电路等效；受控源与含受控源电路的分析。教学时数：12学时教学内容：1.1电路模型1.1.1实际电路的组成与功能1.1.2电路模型1.2电路变量1.2.1电流1.2.2电压1.2.3电功率1.3欧姆定律1.3.1欧姆定律1.3.2电阻元件上消耗的功率与能量31.4理想电源1.4.1理想电压源1.4.2理想电流源1.5基尔霍夫定律1.5.1基尔霍夫电流定律(KCL)1.5.2基尔霍夫电压定律(KVL)1.6电路等效1.6.1电路等效的一般概念1.6.2电阻的串联与并联等效1.6.3理想电源的串联与并联等效1.7实际电源的模型及其互换等效1.7.1实际电源的模型1.7.2实际电压源、电流源模型互换等效1.9受控源与含受控源电路的分析1.9.1受控源定义及其模型1.9.2含受控源电路的分析1.10小结考核要求：通过本章的学习，使学生了解集总电路的概念，理解电压、电流的定义及其参考方向和关联参考方向的概念，明白理想电路元件的含义，牢记电阻、电容、电感、电压源、电流源和受控电源的特性既电压与电流的关系，牢记基尔霍夫电压、电流两定律，学会应用基尔霍夫定律和元件的电压电流关系分析简单的电路问题。第2章电阻电路分析教学要点：电路的分析方法；叠加定理、齐次定理和替代定理；等效电源定理。教学时数：16学时教学内容：2.1支路电流法2.1.1支路电流法2.1.2独立方程的列写2.2网孔分析法2.2.1网孔电流2.2.2网孔电流法2.3节点电位法2.3.1节点电位2.3.2节点电位法2.4叠加定理、齐次定理和替代定理2.4.1叠加定理2.4.2齐次定理2.4.3替代定理2.5等效电源定理2.5.1戴维宁定理42.5.2诺顿定理2.6最大功率传输定理2.6.1最大功率传输问题2.6.2最大功率传输定理2.7小结考核要求：通过本章的学习，使学生学会应用图论分析电路，理解独立变量的概念，理解叠加定理，牢记戴维宁定理和诺顿定理，掌握支路电流法等四种电路分析方法，掌握叠加定理和齐性定理并会应用其解决电路问题，掌握线性含源电阻单口网络戴维宁等效电路和诺顿等效电路的求解方法。第3章动态电路时域分析教学要点：动态电路方程及其解；一阶动态电路。教学时数：10学时教学内容：3.1电感元件和电容元件3.1.1电感元件3.1.2电容元件3.1.3电感元件和电容元件的串并联等效3.2动态电路方程及其解3.2.1动态电路方程3.2.2动态电路方程解3.3一阶动态电路的零输入响应、零状态响应和全响应3.3.1一阶电路的零输入响应3.3.2一阶电路的零状态响应3.3.3一阶电路的全响应3.4阶跃函数与阶跃响应3.4.1阶跃函数3.4.2阶跃响应3.6正弦激励下一阶电路的响应3.6.1正弦激励下一阶RC电路的全响应3.6.2一个重要结论3.7小结考核要求：通过本章的学习，使学生掌握动态电路的分析方法和初始条件的运用，记清一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应，学会应用三要素法分析求解一阶电路，了解阶跃响应的概念。第4章正弦稳态电路分析教学要点：正弦交流电的相量表示法；正弦稳态电路相量法分析。教学时数：12学时教学内容：54.1正弦交流电的基本概念4.1.1正弦交流电的三要素4.1.2相位差4.1.3有效值4.2正弦交流电的相量表示法4.2.1复数的两种表示形式及四则运算复习4.2.2相量代表正弦交流电4.3基本元件VCR的相量形式和KCL、KVL的相量形式4.3.1R、L、C的电压、电流关系的相量形式4.3.2KCL、KVL的相量形式4.4阻抗与导纳4.4.1阻抗与导纳的概念4.4.2阻抗和导纳的串联与并联等效4.4.3阻抗串联模型和并联模型的等效互换4.5正弦稳态电路相量法分析4.5.1串、并、混联电路的分析4.5.2网孔、节点分析法用于正弦稳态电路的分析4.5.3等效电源定理用于正弦稳态电路的分析4.6正弦稳态电路的功率4.6.1基本元件的功率和能量4.6.2一端口网络的功率4.6.3功率因数的提高4.7正弦稳态电路中的功率传输4.7.1减小损耗和高效传输问题4.7.2最大功率传输问题*4.8三相交流电路概述4.8.1三相电源4.8.2对称三相电路的计算4.8.3不对称三相电路的计算4.9小结考核要求：通过本章的学习，使学生理解阻抗和导纳的概念并掌握其串联和并联形式的转换，学会用相量图分析电路，掌握正弦稳态电路的分析方法，掌握正弦稳态电路中有功功率、无功功率和视在功率的概念和求解方法，记住最大功率传输定理，了解谐振的概念。第5章互感与理想变压器教学要点：含互感电路的相量法分析；理想变压器。教学时数：8学时教学内容：5.1耦合电感元件5.1.1耦合电感的基本概念5.1.2耦合电感线圈上的电压、电流关系5.2耦合电感的去耦等效5.2.1耦合电感的串联等效65.2.2耦合电感的T形等效5.3含互感电路的相量法分析5.3.1含互感电路的方程法分析5.3.2含互感电路的等效法分析5.4理想变压器5.4.1理想变压器的三个理想条件5.4.2理想变压器的主要性能5.5实际变压器模型5.5.1空芯变压器5.5.2铁芯变压器5.6小结考核要求：通过本章的学习，使学生掌握互感的概念和耦合电感的特性，学会含有耦合电感电路的分析方法，掌握理想变压器的特性。第6章电路频率响应教学要点：常用RC一阶电路的频率特性；常用rLC串联谐振电路的频率特性；实用rLC并联谐振电路的频率特性。教学时数：6学时教学内容：6.1网络函数与频率响应6.1.1网络函数6.1.2网络频率特性6.2常用RC一阶电路的频率特性6.2.1RC一阶低通电路的频率特性6.2.2RC一阶高通电路的频率特性6.3常用rLC串联谐振电路的频率特性6.3.1串联谐振6.3.2频率特性6.3.3通频带6.4实用rLC并联谐振电路的频率特性6.4.1并联谐振6.4.2频率特性6.4.3通频带6.5小结考核要求：应用第7章二端口网络教学要点：互易定理；二端口网络的方程与参数；二端口网络函数与特性阻抗。教学时数：6学时教学内容：77.1互易定理7.1.1互易性7.1.2互易定理7.2n端网络与n口网络7.3二端口网络的方程与参数7.3.1Z方程与z参数7.3.2Y方程与y参数7.3.3A方程与a参数7.3.4H方程与h参数7.4二端口网络的连接7.4.1串联7.4.2并联7.4.3级联7.4.4二端口网络连接有效性检验7.5二端口网络的等效7.5.1二端口网络的z参数等效电路7.5.2二端口网络的y参数等效电路7.6二端口网络函数与特性阻抗7.6.1策动函数7.6.2转移函数7.6.3特性阻抗7.7小结考核要求：通过本章的学习，使学生掌握二端口网络的概念，二端口网络的Z、Y、H、T参数方程，Z、Y、H参数的求解及其转换关系。复习教学要点：复习教学内容教学时数：2学时实验部分(一)基本要求电路分析实验是学生初步掌握电路调试方法的基本手段，通过实验使学生掌握仪表的使用方法和电路分析中基本原理和理论的验证。(二)项目总表序号实验项目名称学时数项目类别项目类型1基本电工仪表的使用2基础必做2电路元件伏安特性的测量2基础必做3受控源的研究2基础必做84叠加定理和基尔霍夫定理的验证2基础必做5戴维宁和诺顿定理的验证2基础必做6电压源与电流源的等效变换2基础选做7串、并联谐振频率特性的研究2基础选做8双端口网络参数的测量2基础选做(三)实验内容实验一基本电工仪表的使用实验内容1．测量直流电流表的内阻；2．测量直流电压表的内阻；3.进行误差计算实验目的1．熟悉电工实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法；2．掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法；3.熟悉电工仪表测量误差的计算方法。实验设备与器件1．可调直流电源2．指针式电表3．可调电阻器4．固定电阻器实验二电路元件伏安特性的测量实验内容1．测定线性电阻的伏安特性；2．测定非线性灯的伏安特性；3.测定半导体二极管的伏安特性；实验目的1.学会识别常用电路元件的方法；2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测量；3.掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。实验设备与器件1．可调直流电源2.直流数字毫安表3．直流数字电压表4．各种待测元件实验三受控源的研究实验内容91．测量受控源VCCS的转移特性；2．测量受控源CCVS的转移特性实验目的通过测试受控源的外部特性及其转移参数，进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。实验设备与器件1．可调直流电源2.直流数字毫安表3．直流数字电压表4．受控源实验电路板实验四电压源与电流源的等效变换实验内容1．测定直流稳压电源与实际电源的外部特性2.测定电流源的外部特性3.测定电源等效变换条件实验目的1.掌握电源外部特性的测试方法；2.验证电压源与电流源等效变换条件。实验设备与器件1．可调直流电源2.直流数字毫安表3．直流数字电压表4.电阻器和可调电阻器实验五叠加定理和的验证实验内容1．验证叠加定理；2.验证基尔霍夫定理实验目的1.验证基尔霍夫定理，加深对基尔霍夫定理的理解；2.验证线性电路叠加定理，加深对线性电路的叠加性和齐次性认识和理解。实验设备及器件1．可调直流电源2.直流数字毫安表3．直流数字电压表4.叠加定理和基尔霍夫定理实验板实验六戴维宁和诺顿定理的验证实验内容1．验证戴维宁定理；2.验证诺顿定理定理10实验目的1.验证戴维宁和诺顿定理的正确性，加深对的定理理解；2．掌握测量有源二端网络等参数的一般方法。实验设备与器件1．可调直流电源2.直流数字毫安表3．直流数字电压表4.维宁和诺顿定理实验板实验七串、并联谐振频率特性的研究实验内容研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；实验目的1.研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；2．学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性；3．熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。实验设备与器件1.信号源（含频率计）2.交流毫伏表3.双踪示波器4.含RC网络组件实验八二端口网络参数的测量实验内容对给定二端口网络的相关参数进行测量实验目的1.二端口网络的表达方法及其互易条件；2.掌握双端口网络参数的测量方法。实验设备与器件1.信号源（含频率计）2.交、直流毫伏表3.双踪示波器4.二端口网络实验板三、参考书目1．张永瑞，《电路分析基础（第四版）》，西安电子科技大学出版社，2015年