《电路理论》课程教学大纲-邱关源

《电路理论》课程教学大纲2012.8一、课程的性质、目的与任务《电路理论》是自动控制类、电气电子类和计算机类等相关专业的必修课程。本课程的主要任务是研究电路的基本定理、定律、基本分析方法及应用。其目的是使学生通过对本课程的学习，理解电路的基本概念，掌握其分析方法、定理和定律并能灵活应用于电路分析中，使学生在分析问题和解决问题的能力上得到培养和提高，为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。二、课程的教学基本要求1、理解电路模型的概念，牢固掌握基尔霍夫定律和电阻、电容、电感、耦合电感、理想变压器、电压源、电流源、受控源等电路元件的伏安关系，充分理解两类约束是分析电路的基本依据。充分理解各种电路元件的功率与能量关系。3、掌握独立变量分析方法，能熟练运用网孔电流法和节点电压法来分析、计算线性电阻电路。理解两个单口网络等效概念，能正确运用戴维南定理、诺顿定理来分析电路。掌握含运算放大器电阻电路分析方法。4、能熟练地分析、计算一阶动态电路的零输入响应，零状态响应以及全响应。掌握二阶动态电路的计算、分析方法。牢固掌握时间常数、固有频率的概念。充分理解零状态和零输入响应的概念，理解暂态和稳态的概念、了解记忆、以及状态的概念。5、充分理解相量法的原理及其使用条件。能熟练地运用相量法计算、分析正弦稳态响应及用相量图求解正弦稳态电路。掌握平均功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念并能进行计算。会分析对称三相电路。6、理解电路的频率响应概念，深入理解谐振现象。掌握非正弦周期电流电路的计算方法。7、能熟练分析含有耦合电感和理想变压器的电路；掌握双口网络的基本分析方法和各种参数意义及相互转化方法。三、课程内容及学时分配本课程讲授64学时，每章学时分配及习题供参考。第一部分电阻电路分析第一章电路模型和电路定律6学时1、教学内容电路和电路模型；电流和电压的参考方向；电功率和能量；电路元件；电阻元件；受控电源；基尔霍夫定律。2、教学要求深入理解电路模型、电压和电流的参考方向以及关联方向概念；深入理解电功率和能量以及受控电源概念；理解电阻元件概念；掌握基尔霍夫定律；了解集总假设。3、重点和难点重点：电路模型概念；电压电流参考方向及关联方向概念；基尔霍夫定律。难点：电压电流参考方向；受控电源的概念；功率和能量的计算。4、习题：1-1，1-3，1-4，1-5，1-10，1-12，1-16，1-19，1-20。第二章电阻电路的等效变换4学时1、教学内容电路的等效变换；电阻的串联和并联；电阻的星形联接和三角形联接的等效变换；电压源和电流源的串联和并联；实际电源的两种模型及其等效变换；输入电阻。2、教学要求深刻理解电路等效的概念；熟练掌握电阻的星形联接和三角形联接的等效变换方法；掌握电阻的串联和并联、电压源和电流源的串联和并联方法；掌握实际电源的两种模型及其等效变换；了解输入电阻概念。3、重点和难点重点：电路等效的概念；实际电源的两种模型及其等效变换。难点：对外等效的理解；含受控源的电路变换。4、习题：2-1，2-4，2-6，2-11，2-13，2-14，2-16。第三章电阻电路的一般分析6学时1、教学内容电路的图；KCL和KVL的独立方程数；支路电流法；网孔电流法；回路电流法；节点电压法。2、教学要求熟练掌握结点电压法、网孔电流法；掌握支路电流和回路电流法；深刻理解KCL和KVL的独立方程数；了解电路的图的概念；了解无伴电源的概念。3、重点和难点重点：用结点电压法和网孔电流法分析、计算线性电阻电路。难点：电路的图及KCL和KVL的独立方程数的概念；用节点电压法分析含有电流源串联电阻支路。4、习题：3-6，3-7，3-8，3-12，3-13，3-16，3-18，3-21，3-23。第四章电路定理6学时1、本章内容叠加定理；替代定理；戴维宁定理和诺顿定理；最大功率传输定理；特勒跟定理；互易定理；对偶原理。2、教学要求熟练掌握叠加定理、戴维宁定理、特勒跟定理、最大功率传输定理的基本内容和使用条件，能熟练运用这些定理解决实际问题；掌握诺顿定理、替代定理、互易定理；理解对偶原理。3、重点与难点：重点：叠加定理；戴维宁定理；最大功率传递定理；特勒根定理。难点：用叠加定理分析含受控源电路；用戴维宁定理分析含受控源电路；置换与等效概念的异同。4、习题：4-1，4-4，4-7，4-9，4-11，4-13，4-16，4-17，4-18，4-23。第五章含有运算放大器的电阻电路2学时1、教学内容运算放大器的电路模型；比例电路的分析；含有理想运放的电路的分析。2、教学要求熟练掌握理想运算放大器电路模型的特点；熟练掌握含有理想运算放大器电路的分析计算。3、重点与难点重点：理想运放的特点：虚短与虚断；用结点法分析含理想运放电路。难点：独立结点的确定；级联运放电路的分析。4、习题：5-1，5-3，5-4。第二部分动态电路分析第六章储能元件3学时1、教学内容电容元件；电感元件；电容、电感元件的串联与并联。2、教学要求熟练掌握电容元件、电感元件的定义、性质和特点；掌握电容、电感元件的串联与并联；了解动态元件的概念。3、重点和难点重点：电容和电感的伏安关系；电容电压、电感电流的连续性和记忆性。难点：电容、电感的特性、能量关系。4、习题：6-1，6-3，6-4，6-7，6-10。第七章一阶电路和二阶电路的时域分析8学时1、教学内容动态电路的方程及其初始条件；一阶电路的零输入响应和零状态响应；一阶电路的全响应；二阶电路的零输入相应和零状态响应；二阶电路的全响应；一阶和二阶电路的阶跃响应；一阶和二阶电路的冲激响应。2、教学要求熟练掌握动态电路的描述方程和求解方法；熟练掌握一阶电路的分析计算（分离变量法、三要素法、叠加定理）；掌握二阶电路的分析计算；掌握一阶和二阶动态电路的阶跃响应和冲激响应计算方法；了解固有频率、暂态和稳态、强制响应和固有响应、过渡过程等概念。3、重点和难点重点：一阶电路的分析计算；动态元件初始值的计算。难点：由微分方程求解完全响应；三要素法中0＋与0－及时间常数的求法。4、习题：1，5，7，8，12，14，15，20，21，22，26，27，31，38。第三部分正弦稳态分析第八章相量法3学时1、教学内容复数；正弦量；相量法基础；电路定律的相量形式。2、教学要求深刻理解相量的概念；熟练掌握正弦量的相量表示方法；熟练掌握KCL、KVL、电路元件VCR的相量形式。3、重点和难点重点：正弦量的相量表示法；KCL、KVL、VCR的相量形式。难点：4、习题：8-7，8-10，8-15，8-20。第九章正弦稳态电路的分析6学时1、教学内容阻抗和导纳；电路的相量图；正弦稳态电路的分析；正弦稳态电路的功率；复功率；最大功率传输。2、教学要求深刻理解动态电路阻抗和导纳的物理意义；深刻理解平均功率、无功功率和复功率的物理意义；熟练掌握动态电路阻抗、导纳和功率的计算；熟练掌握用相量法分析正弦稳态电路；掌握最大功率传输定理；掌握用相量图分析正弦稳态电路。3、重点和难点重点：阻抗和导纳；正弦稳态功率；用相量法分析正弦稳态电路；最大功率传输。难点：电路的阻抗和导纳模型相互转换；正弦稳态功率的意义和计算；提高功率因数的方法；用相量图分析正弦稳态电路；相量模型与时域模型的相互转化。4、习题：9-1，9-5，9-7，9-12，9-17，9-18，9-19，9-26，9-27。第十章含有耦合电感的电路4学时1、教学内容互感；含有耦合电感电路的计算；耦合电感的功率；变压器原理；理想变压器。2、教学要求深刻理解互感的概念；熟练掌握含有耦合电感电路的计算；熟练掌握含有理想变压器电路的计算。3、重点和难点重点：互感的伏安关系；理想变压器伏安关系；用回路法、原边等效电路、副边等效电路法计算变压器电路。难点：引入阻抗；理想变压器的实现。4、习题：10-1，10-4，10-6，10-12，10-15，10-18，10-22。第十一章电路的频率响应4学时1、教学内容网络函数；RLC串联电路的谐振；RLC串联电路的频率响应；RLC并联谐振电路；2、教学要求熟练掌握网络函数和频率响应概念；熟练掌握RLC串联电路的频率响应和谐振；掌握RLC并联电路的谐振；了解波特图和滤波器。3、重点和难点重点：网络函数概念；频率响应概念；RLC串联谐振。难点：谐振的物理意义4、习题：11-3，11-6，11-10，11-13。第十二章三相电路4学时1、教学内容三相电路概念；线电压与相电压关系；线电流与相电流关系；对称三相电路计算；不对称三相电路概念；三相电路的功率。2、教学要求熟练掌握三相电路的结构形式及线电压与相电压、线电流与线电流的关系；熟练掌握用“分离一相”法计算对称三相电路；熟练掌握三相电路的功率计算；掌握用节点发计算不对称三相电路。3、重点和难点重点：对称三相电路的电压、电流、功率计算。难点：不对称三相电路的计算。4、习题：12-1，12-4，12-7，12-9，12-12。第十三章非正弦周期电流电路和信号的频谱4学时1、教学内容非正弦周期电流信号；非正弦周期函数分解为傅里叶级数；有效值、平均值和平均功率；非正弦周期电流电路的计算。2、教学要求熟练掌握非正弦周期函数分解为傅里叶级数方法；熟练掌握非正弦周期电路电压、电流有效值、平均功率的计算。3、重点和难点重点：非正弦周期函数分解为傅里叶级数；非正弦周期电路电压、电流有效值、平均功率的计算。难点：4、习题：13-6，13-7，13-8，13-9，13-10，13-11。第十六章二端口网络4学时1、教学内容二端口网络的概念；二端口的方程与参数；二端口的等效电路。2、教学要求熟练掌握二端口的描述方程与Z参数、Y参数计算方法；熟练掌握各种参数之间转换方法；熟练掌握二端口的等效电路；了解混合参数和传输参数模型。3、重点和难点重点：Z参数、Y参数的计算；各种参数之间转换。难点：含受控源的二端口网络的Z、Y参数的求法及矩阵形式。4、习题：16-1，16-4，16-6，16-7，16-9。四、教材及参考书本课程教材采用高等教育出版社2006年5月出版的邱关源原著、罗先觉修订的《电路》（第五版）。参考书目：1、李瀚荪《电路分析基础》（第三版）高等教育出版社19922、C.A.狄苏尔葛守仁著林争辉主译电路基本理论人民教育出版社19793、周长源主编电路理论基础(第二版)高等教育出版社19964、周孔章主编电路原理（上，下）高等教育出版社1983五、考核方式与成绩评定方法采用期末闭卷考试（占70%）及平时成绩（占30%）相结合的方法进行考核。平时成绩包括作业、期中测验及课堂提问。六、说明本课程的先修课程为《高等数学》。附：学时分配（共64学时）第一章6学时第八章3学时第二章4学时第九章6学时第三章6学时第十章4学时第四章6学时第十一章4学时第五章2学时第十二章4学时第六章3学时第十三章4学时第七章8学时第十六章4学时