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电气工程及其自动化专业 电路 教学大纲

制 定 人：石学文

审 定 人：武玉强 李大立

制定单位：电气信息与自动化学院

修订时间： 2003 年 10 月

课程名称： 电路

课程编码： 16201721

课程类别：专业基础课

所属学科：自动化

授课对象：电气工程及其自动化专业

授课学期：第 2、3学期

学 分：8/2

第一部分 使用说明

一、制定依据

根据自动化类专业课程的要求和教学计划制定。

二、课程的教学目的及任务

《电路》课程是电类及相关专业共同的一门专业基础课。 通过本课程的学习，使学生掌握线性、集总参数、非时变电路的基本理论和一般分析方法，掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高分析电路的思维能力与计算能力，以便为学习后继课程奠定必要的基础。

三、课程学时、学分及主要教学环节

本课程共 216学时，每学期108学时，共两学期。其中每学期授课72学时，实验36学时，每学期占4学分,共8学分。主要采用讲授、实验、作业和辅导等教学环节。

四、先修课程

本课程的先修课有《 高等数学》、《线性代数》 等。

五、使用教材

电路 ( 第四版 ) ，邱关源 主编，高等教育出版社，为“九五”国家重点教材。 。

六、主要参考书

《电路分析基础》 ( 第三版 ) ，李瀚荪 编，高等教育出版社。

《电路学习指导》 钱建平 编著， 机械工业出版社 ,

七、考式方式

闭卷笔试，考试时间 120 分钟 ( 每学期 ) ；评分采用百分制， 60 分为及格。

第二部分 教学基本内容和要求

•  教学基本要求

1. 熟知电阻、独立电压源、独立电流源、受控电压源、受控电流源、电容、电感、耦合电感、理想 运算放大器、理想变压器等元件的定义、性质及伏安关系，透彻理解基尔霍夫定律。

2. 掌握常用的电路等效变换方法。

3. 能正确列写电路的结点电压方程和回路电流方程，并对电路进行计算。

4. 能正确使用电路定理。

5. 掌握电路的时域、频域、复频域分析方法。

6. 了解线性无源二端口的参数。

二、教学内容及要求

第一章、电路模型和电路定律

本章重点 ：参考方向及关联参考方向；功率及能量的计算；基尔霍夫定律运用；

本章难点 ：参考方向；受控源；功率计算。

本章总的要求 ：了解电路模型、集总电路的概念，深刻理解参考方向及关联参考方向，牢记 R、L、C元件的VCR，熟练掌握电功率及能量的计算；能灵活运用基尔霍夫定律。

授课时数 ： 8学时

作业 ： 1-6 、 1-9 、 1-11 、 1-14 （ a ）、 1-15 （ b ）、 1-22

§1-1：电路和电路模型

§1-2：电压、电流的参考方向

§1-3：电功率和能量。

§1-4：电路元件

§1-5：电阻元件

§1-6：电容元件

§1-7：电感元件

§1-8：电压源和电流源

§1-9：受控源

§1-10：基尔霍夫定律。

第二章：电阻电路的等效变换：

本章重点： 深刻理解 等效与等效变换的概念；实际电源的两种模型及其等效变换；输入电阻的计算。

本章难点： Δ形与 Y 互换 ；含受控源电路的输入电阻的计算。

本章总的要求 ：深刻理解等效变换的含义；掌握电阻的三角型和星型的相互转化的计算方法；熟练掌握实际电源两种模型的等效互换；熟练掌握含受控源电路的输入电阻的计算。

授课时数 ： 6学时

作业 ： 2-6 、 2-7 、 2-9 、 2-10 、 2-11 、 2-13 （ b ）

§2-1：引言

§2-2：电路的 等效变换

§2-3：电阻的串联和并联

§2-4： 电阻的 Y形连接和Δ形连接 的等效变换 。

§2-5： 电压源、电流源的串联和并联

§2-6：实际电源两种模型的等效互换。

§2-7：输入电阻。

第三章：电阻电路的一般分析

本章重点： 熟练运用回路（网孔）电流法和结点电压法的来求解电路。；

本章难点 ：独立方程数；无伴电压源（受控电压源）在结点法，无伴电流源（受控电流源）在回路法受限时的特殊计算；

本章总的要求： 要求会用观察法分析电路，熟练应用支路法、回路法、结点法的“方程通式”写出支路电流方程，回路方程和结点电压方程。

授课时数： 10学时

作业 ： 3-7 、 3-8 、 3-13 、 3-15 （ a ）、 3-20 （ a ）

§ 3-1：电路的图

§ 3-2： KCL和KVL的独立方程数

§ 3-3：支路电流法

§ 3-4 ： 网孔电流法

§ 3-5 ： 网孔电流法

§ 3-6 ： 结点电压法

第四章：电路定理

本章重点： 应用叠加原理、戴维宁定理、诺顿定理分析电路。

本章难点 ：戴维宁等效电路、诺顿等效电路的求取；互易定理。。

本章总的要求 ：了解替代定理和对偶定理；掌握特勒根定理、互易定理；熟练掌握叠加原理、戴维宁定理、诺顿定理及其运用；要求应用电路定理分析电路问题时，必须做到理解其内容，注意使用范围，掌握使用的方法和步骤，特别是应用叠加原理和戴维宁定理、诺顿定理的分析电路的方法和步骤。

授课时数： 8学时

作业 ： 4-3 、 4-6 、 4-8 、 4-10 （ c ）（ d ）、 4-12 （ c ）（ d ）、 4-13 、 4-16 、 4-18

§4-1：叠加原理。

§4-2：替代定理。

§4-3：戴维宁定理、诺顿定理。

§4-4：特勒根定理。

§4-5：互易定理。

§4-6：对偶原理。

第五章：含有运算放大器的电阻电路

本章重点 ：虚短路和虚短路；节点电压法在运放电路分析中的应用 .

本章难点 ：多级运放输入输出间的关系式求解。

本章总的要求： 掌握理想运放的特点 ;熟练掌握应用节点电压法对含运放电路的分析;熟练掌握运用虚短路和虚短路特点对含运放电路的分析。

授课时数 ： 4学时

作业 ： 5-3 、 5-4

§5-1：运算放大器的电路模型。

§5-2：比例电路的分析。

§5-3：含有理想运放的电路的分析。

第八章：相量法

本章重点 ：正弦量的三要素；复数的多种运算表达式；电路定律的相量形式。

本章难点 ：相量图表示。

本章总的要求： 掌握电路的相量图表示法，会用相量图分析串联、并联电路，熟练掌握复数的多种运算表达式和电路定律的相量形式。

授课时数 ： 6学时

作业 ： 8-11 、 8-12 、 8-13

§8-1：复数

§8-2：正弦量

§8-3：相量法基础

§8-4：电路定律的相量形式

第九章：正弦稳态电路的分析

本章重点： 用相量法分析线性电路的正弦稳态响应；对阻抗、导纳、阻抗串联、导纳并联两种模型参数的互换运算；正弦稳态电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念及计算，最大功率传输的计算； RLC串、并联谐振条件、特点及其应用

本章难点 ： 提高功率因数的分析计算；复功率的计算。

本章总的要求： 领会 RLC串、并联谐振条件及其应用；熟练掌握输入阻抗的计算；掌对单口电路(电路元件)的有功功率P、无功功率Q、视在功率S、功率因数、有功功率分量、无功功率分量、功率因数提高，复功率的计算；熟练掌握用相量法分析线性电路的正弦稳态响应。

授课时数： 10学时

作业 ： 9-1 （ e ）（ f ）、 9-7 、 9-8 、 9-15 、 9-17 、 9-23 （ b ）

§9-1：阻抗和导纳

§9-2：阻抗、导纳的串联和并联

§9-3：电路的相量图

§9-4：正弦稳态电路的分析

§9-5：正弦稳态电路的功率

§9-6：复功率

§9-7：最大传输功率

§9-8：串联电路的谐振

§9-10：并联谐振电路。

第十章：含耦合电感的电路

本章重点： 耦合电感的顺串、反串、同侧并联、异侧并联； 理想变压器电压、电流、阻抗变换的计算。

本章难点 ：含 耦合电感电路的计算 ；。

本章总的要求： 熟练判断耦合电感同名端，能根据同名端标志，互感电流的方向，列电压电流方程；掌握含 耦合电感电路的计算 ；领会理想变压器电压、电流、阻抗变换的计算。

授课时数： 6学时

作业 ： 10-3 、 10-5 、 10-7 、 10-12 、 10-19

§10-1：互感：

§10-2：含有耦合电感电路的计算 。

§10-3：空心变压。

§10-4：理想变压器。

第十一章：三相电路

本章重点 ：对称三相电路计算；三相电路功率的计算。

本章难点 ：三相电源的相量表示及各电压、电流之间的大小和相位关系。

本章总的要求： 了解正弦三相交流电连接形式及其在对应形式下的关系；掌握三相功率计算和测量；对称三相电路计算 - 连接，熟练掌握三相归一相计算；掌握不对称三相电路计算。

授课时数： 6学时

作业 ： 11-2 、 11-3 、 11-4 、 11-7 、 11-10

§11-1：三相电

§11-2：线电压与相电压的关系

§11-3：对称三相电路计算

§11-5：不对称三相(负载)电路的概念。

§11-6：三相电路的功率

第十二章：非正弦周期电流电路和信号频谱

本章重点： 周期函数分解为傅里叶级数；有效值、平均值和平均功率的计算； 应用电感电容元件对不同频率的谐波分量表现为不同的阻抗来求解电路元件参数。

本章难点： 傅里叶级数的分解。

本章总的要求 ：掌握周期函数分解为傅里叶级数，灵活应用电感电容元件对不同频率的谐波分量表现为不同的感抗来求解电路元件参数，掌握有效值、平均值、平均功率计算。

授课时数 ： 8学时

作业 ： 12-1 、 12-5 、 12-9 、 12-11

§12-1：非正弦周期信号

§12-2：周期函数分解为傅里叶级数

§12-3：有效值、平均值、平均功率

§12-4：非正弦周期电流电路的计算

*§12-5：对称三相电路中的高次谐波

*§12-6：傅里叶级数的指数形式

*§12-7：傅里叶积分简介

第六章：一阶电路

本章重点 ：熟练掌握运用 电路的经典法分析来求解一阶电路的零输入、零状态、全响应、阶跃响应、冲激响应 ；利用三要素法求解 一阶电路的动态响应 。

本章难点 ：非直流激励下的动态电路方程的 特解的求法； 。

本章总的要求 ：领会 一阶电路的零输入、零状态、全响应、阶跃响应、冲激响应的物理含义； 熟练掌握运用 电路的经典法分析来求解一阶电路的零输入、零状态、全响应、阶跃响应、冲激响应 ；熟练掌握和运用三要素公式；掌握阶跃响应与冲激响应间的关系。

授课时数： 10学时

作业 ： 6-2 （ a ）、 6-6 、 6-14 、 6-21 、 6-23

§6-1：动态电路的方程及其初始条件

§6-2：一阶电路的零输入响应

§6-3：一阶电路的零状态响应

§6-4：一阶电路全响应

§6-5：一阶电路的阶跃响应

§6-6：一阶电路的冲激响应

第七章：二阶电路

本章重点 ：二阶电路的过渡过程的判断和分析；二阶微分方程的建立和求解。

本章难点 ：二阶微分方程的求解。

本章总的要求： 熟悉经典法分析二阶电路的解题步骤，能熟练正确列出 RLC电路的二阶微分方程；会用经典法来求解该微分方程，能熟练判断过阻尼状态、欠阻尼状态和临界阻尼。

授课时数： 8学时

作业 ： 7-3 、 7-5 、 7-11 、 7-12

§7-1：二阶电路的零输入响应

§7-2：二阶电路的零状态响应和阶跃响应

§7-3：二阶电路的冲激响应

第十三章：拉普拉斯变换

本章重点： 拉普拉斯变换的性质； KCL、KVL和电路元件的VCR的运算形式；分解定理；应用拉普拉斯变换法分析线性电路；

本章难点： 正确、全面的作出运算电路图；部分分式展开法。

本章总的要求 ：熟练掌握电路元件的 VCR的运算形式，正确、全面的作出运算电路图；熟练掌握和运用拉普拉斯变换的性质；熟练掌握应用运算法来分析二阶和高阶电路。

授课时数： 10学时

作业 ： 13-2 （ b ）、 13-3 （ 2 、 4 ）、 13-10 、 13-11 、 13-13 、 13-14

§13-1：拉普拉斯变换的定义

§13-2：拉普拉斯变换的性质

§13-3：拉普拉斯反变换的部分分式展开(分解定理)

§13-4：运算电路。

§13-5：应用拉普拉斯变换法分析线性电路

第十四章：网络函数

本章重点： 网络函数的定义；网络函数的零、极点。

本章难点： 零点、极点与频率响应。

本章总的要求： 深刻理解网络函数的定义与含义；熟练掌握网络函数及其极点和零点的计算；了解零点、极点与频率响应的关系。

授课时数： 8学时

作业 ： 14-3 、 14-14 、 14-15

§14-1：网络函数的定义

§14-2：网络函数的极点和零点

§14-3：极点、零点与冲激响应

§14-4：极点、零点与频率响应

§14-5：卷积

第十五章：电路方程的矩阵形式

本章重点 ：关联矩阵，回路矩阵，割集矩阵；结点电压方程；状态方程。

本章难点： 独立回路、割集的确定；状态方程

本章总的要求 ：理解割集的概念；熟练掌握 关联矩阵，回路矩阵，割集矩阵的求解； 要求学生掌握用观察或借助“特有树”法手工列解电路方程的标准形式。

授课时数： 10学时

作业 ： 15-3 、 15-8 、 15-10 、 15-13 、 15-17

§15-1：割集

§15-2：关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵

*§15-3：矩阵间的关系

§15-4：回路电流方程的矩阵形式。

§15-5：结点电压方程的矩阵形式：

§15-6： 割集电压方程的矩阵形式：

§15-8：状态方程

第十六章：二端口电路

学习目的和要求

本章重点： 二端口电路方程及参数；二端口的转移函数；回转器的特点。

本章难点： 二端口电路方程及参数

本章总的要求 ：理解主要参数 (Z、Y、T、H)物理意义，掌握二端口的连接及其关系；握回转器和负阻抗变换的特点。

授课时数： 8学时

作业 ： 16-1(a) 、 16-3(c) 、 16-5(a) 、

§16-1：二端口网络

§16-2：二端口的方程和参数

§16-3：二端口的等效电路

§16-4：二端口的转移函数

§16-5：二端口的连接

§16-6：回转器和负阻抗变换器

第十七章：非线性电路简介

本章重点： 非线性电路的分析法 .

本章难点； 非线性电路的概念和分析方法

本章总的要求： 了解非线性电阻的定义分类，掌握静、动态电阻的定义和求解 ;掌握小信号分析法;了解非线性电路方程的建立方法。

授课时数 ：4学时

作业 ：17-11 、 17-12

§17-1：非线性电阻. 要求达到“了解”层次

§17-2：非线性电容和非线性电感; 要求达到“了解”层次

§17-3：非线性电路的方程. 要求达到“了解”层次

§17-4：小信号分析法. 要求达到“掌握”层次

§17-5：分段线性化方法。要求达到“了解”层次

第十八章：均匀传输线

学习目的和要求

本章介绍有关均匀传输线的概念，由于它属于后续课程《电磁场》的内容，可视实际情况作一般性了解或不讲。

授课时数： 10学时（机动）

作业 ：无

期中考试两学期共： 4学时