《電路分析原理》課程教學大綱

電路分析原理課程教學大綱PRINCIPLEOFCIRCUITANALYSIS總學時數(shù):72學分數(shù):4.5適用專業(yè):電子信息工程一.課程的性質(zhì).目的和任務(wù)本課程是專業(yè)的學科基礎(chǔ)課程。本課程開設(shè)的主要目的是為電類各專業(yè)學生學習后續(xù)有關(guān)課程準備必要的電路方面的基本知識.通過本課程的學習.使學生能掌握線性電路和非線性電阻電路中的基本理論和分析計算方法,為學習后續(xù)有關(guān)電方面的課程以及在實際工作中能正確處理基本電路問題,打下必要的電路基礎(chǔ)理論知識。二.課程教學的基本要求在本課程的學習中,要求學生深刻理解,牢固掌握電路的基本定律和常用定理的應(yīng)用熟練掌握電阻電路,正弦穩(wěn)態(tài)電路,一階動態(tài)電路的基本分析計算方法,掌握二階電路,雙口網(wǎng)絡(luò)的基本概念和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算三.課程的教學內(nèi)容,重點和難點電路模型和電路定律(6學時)基本內(nèi)容:電路模型,電流和電壓的參考方向,功率,電阻,電感和電容元件的伏安特性,電壓源和電流源,受控源,基爾霍夫定律。第一節(jié)電路和電路模型第二節(jié)電流和電壓的參考方向第三節(jié)電功率和能量第四節(jié)電路元件第五節(jié)電阻元件第六節(jié)電壓源和電流源第七節(jié)受控電源第八節(jié)基爾霍夫定律基本要求:區(qū)分電流,電壓的參考方向和實際方問,明確元件在U,I關(guān)聯(lián)方向下建立的伏安關(guān)系式,元件吸收功率和產(chǎn)生功率的區(qū)別。熟練掌握電路中任一段含源支路的伏安關(guān)系式的列寫。熟練掌握用基爾霍夫定律列寫KCL,KVL方程及求電路中任一支路電壓,電流和功率。重點:正確列寫KCL和KVL方程難點:電壓,電流參考方向,真實方向概念和吸收功率和產(chǎn)生功率的概念電阻電路的等效變換(6學時)基本內(nèi)容:電阻串聯(lián),并聯(lián)和串并聯(lián)的計算,電阻的星形(Y形)與三角形(Δ形)聯(lián)接的等效變換,電壓源和電流源的串聯(lián),并聯(lián),電源的等效變換,輸入電阻和等效電阻,分壓和分流公式.引言電路的等效變換電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電阻的Y形聯(lián)結(jié)和Δ形聯(lián)結(jié)的等效變換電壓源,電流源的串并聯(lián)實際電源的兩種模型及其等效變換輸入電阻基本要求:掌握含Y形和Δ形聯(lián)接的無源單口(一端口)電阻電路等效電阻的計算。較熟練地掌握電源的等效變換,及其在電路簡化中的應(yīng)用。掌握含受控源單口電路的輸入電阻計算方法。重點:電源等效變換法及其在電路簡化中的應(yīng)用難點:受控源電路的計算方法電阻電路的一般分析(6學時)基本內(nèi)容:電路的圖,支路法,結(jié)點法,回路法。第一節(jié)電路的圖第二節(jié)KCL和KVL的獨立方程數(shù)第三節(jié)支路電流法第四節(jié)網(wǎng)孔電流法第五節(jié)回路電流法第六節(jié)結(jié)點電壓法基本要求:掌握圖的初步概念,連通圖與分離圖,連支與樹支,平面圖與非平面圖,一般回路與獨立回路。明確KCL和KVL獨立方程數(shù)與電路的節(jié)點數(shù)和支路數(shù)的關(guān)系。了解支路法的解題要點。熟練掌握節(jié)點法,網(wǎng)孔法和回路法,系統(tǒng)地列出標準形式的網(wǎng)絡(luò)方程,并能處理帶受控源支路,純電壓源以及純電流源支路重點:節(jié)點法,網(wǎng)孔法難點:電路計算中如何處理帶受控源支路的方法電路定理(6學時)基本內(nèi)容:疊加定理,替代定理,戴維南定理和諾頓定理,特勒根定理,互易定理,對偶原理疊加定理替代定理戴維南定理和諾頓定理第四節(jié)最大功率傳輸定理基本要求:了解替代定理,特勒根定理,互易定理的基本內(nèi)容,適用條件和基本計算。明確疊加定理的適用條件,利用該定理熟練地求電路的支路電流和電壓。熟練運用戴維南定理和諾頓定理求含獨立電源和受控源的單口電路的等效電路。掌握負載吸收最大功率的條件和最大功率的計算。重點:戴維南定理的運用,含受控源電路的等效電路難點:含受控源戴維南定理的應(yīng)用,特勒根定理的應(yīng)用第六章儲能元件(2學時)基本內(nèi)容:電容元件,電感元件,電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)。第一節(jié)電容元件第二節(jié)電感元件第三節(jié)電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)基本要求:（1）了解儲能元件的基本性質(zhì)。（2）掌握儲能元件的約束方程。重點:儲能元件的約束方程難點:儲能元件的應(yīng)用第七章一階電路和二階電路的時域分析(10學時)基本內(nèi)容:動態(tài)電路及其方程,電路的初始條件,一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng),一階電路的階躍響應(yīng)，二階電路的零輸入響應(yīng),階躍響應(yīng)。動態(tài)電路方程及其初始條件一階電路的零輸入響應(yīng)一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的全響應(yīng)第五節(jié)二階電路的零輸入響應(yīng)第六節(jié)二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)第七節(jié)一階電路和二階電路的階躍響應(yīng)第八節(jié)一階電路和二階電路的沖激響應(yīng)基本要求:能列出一階電路的微分方程,運用經(jīng)典法求微分方程的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)。在經(jīng)典法的基礎(chǔ)上總結(jié)出響應(yīng)的三要素求法,能較熟練運用三要素法求解一階電路。掌握階躍函數(shù)的定義能畫出延時階躍函數(shù)的波形,掌握一階電路階躍響應(yīng)的求解方法。能列出二階電路的微分方程,掌握零輸入響應(yīng)的三種形式(過阻尼、臨介阻尼、欠阻尼)及初始條件的求法。了解二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)階躍響應(yīng)的基本概念和特點。重點:三要素法求解一階電路的全響應(yīng),階躍函數(shù)的定義，零輸入響應(yīng)的三種形式及初始條件的求法難點:用經(jīng)典法求解電路微分方程，列寫二階電路的微分方程相量法(4學時)基本內(nèi)容:正弦量,相量法的基本概念,電路定律的相量形式。復(fù)數(shù)正弦量相量法的基礎(chǔ)電路定律的相量形式基本要求:掌握正弦量中幾個量的關(guān)系和計算,振幅與有效值,周期與頻率，初相角與相位差，瞬時表達式與波形圖。掌握電流電壓瞬時表達式與相量表達式互相轉(zhuǎn)換的方法,掌握電阻、電容、電感三種元件伏安關(guān)系的相量形式和相量圖。重點:正弦量的幾種表達方式及正弦量的三要素,電壓電流的相位關(guān)系難點:電流電壓瞬時表達式與相量表達式的互相轉(zhuǎn)換方法正弦穩(wěn)態(tài)電路分析(8學時)基本內(nèi)容:阻抗和導(dǎo)納,阻抗的串并聯(lián)及相量圖,正弦電路的功率,正弦電路的穩(wěn)態(tài)分析,串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振,最大功率的傳輸。阻抗和導(dǎo)納電路的相量圖正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率復(fù)功率最大功率傳輸基本要求:掌握電抗和電納,阻抗與導(dǎo)納的概念和計算,掌握阻抗串并聯(lián)計算,掌握分流和分壓公式。掌握RLC串聯(lián)和并聯(lián)電路的相量圖的畫法,并應(yīng)用相量圖分析和計算正弦穩(wěn)態(tài)電路。熟練掌握正弦電路的瞬時功率,有功功率,無功功率,視在功率,功率因數(shù)和復(fù)功率的基本概念和計算方法,掌握以上幾種功率的關(guān)系及提高功率因數(shù)和最大功率傳輸?shù)臈l件。重點:正弦電路功率計算方法(含PQSCOSФ),RLC正弦電路相量圖分析法難點:利用相量圖分析電路,第十章:含有耦合電感的電路(6學時)基本內(nèi)容:互感,具有耦合電感電路的計算,空心變壓器,理想變壓器。互感含有耦合電感電路的計算變壓器原理理想變壓器基本要求:理想互感系數(shù)和耦合系數(shù)的定義,熟練掌握確定同名端的方法和互感元件的伏安關(guān)系,以及兩只耦合電感串聯(lián)(順接和反接)等效電感的計算,掌握具有互感電路的計算要點。熟練掌握理想變壓器的性質(zhì)。重點:含耦合電感電路的分析方法難點:理想變壓器的性質(zhì)第十一章:電路的頻率響應(yīng)(2學時)基本內(nèi)容:網(wǎng)絡(luò)函數(shù),RLC串聯(lián)電路的諧振,RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)，RLC并聯(lián)諧振電路，濾波器簡介。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)RLC串聯(lián)電路的諧振第三節(jié)RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)第四節(jié)RLC并聯(lián)諧振電路第五節(jié)濾波器簡介基本要求:掌握串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的概念,諧振條件及諧振時電路的特點,掌握品質(zhì)因數(shù)的計算,了解通頻帶的意義。重點:RLC串并聯(lián)諧振電路的分析方法難點:串并聯(lián)諧振的概念和特點第十二章三相電路(8學時)基本內(nèi)容:三相電源，對稱三相電路的計算，不對稱三相電路的計算,三相電路的功率。三相電路線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系對稱三相電路的計算不對稱三相電路的概念三相電路的功率基本要求:（1）掌握三相電源的相量關(guān)系，三相電源的聯(lián)接方式，對稱負載Δ聯(lián)接和Y聯(lián)接的線電壓相電壓,線電流相電流的關(guān)系。掌握對稱三相電路的一相計算方法及三相電路功率的計算和測量三相電路。重點:對稱三相電路的計算難點:不對稱三相電路的分析第十三章非正弦周期電流電路和信號的頻譜（2學時)基本內(nèi)客:非正弦周期信號，非正弦周期信號的有效值及其平均功率，非正弦周期電路的計算。非正弦周期信號第二節(jié)非正弦周期函數(shù)分解為傅里葉級數(shù)第三節(jié)有效值平均值平均功率第四節(jié)非正弦周期電流電路的計算基本要求:(1)掌握非正弦周期信號有效值及平均功率的計算。(2)掌握幾個不同頻率電源作用于電路時支路電壓電流的計算方法。重點:非正弦周期量的有效值及平均功率的計算難點:非正弦周期電流電路的計算第十六章二端口網(wǎng)絡(luò)(6學時)基本內(nèi)容:二端口網(wǎng)絡(luò)方程，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，Z、Y、T、H的矩陣形式以及它們的求取方法,二端口網(wǎng)絡(luò)特性阻抗及網(wǎng)絡(luò)的等效電路。二端口網(wǎng)絡(luò)二端口的方程和參數(shù)二端口的等效電路二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)二端口的連接回轉(zhuǎn)器和負阻抗變換器基本要求:(1)掌握二端口網(wǎng)絡(luò)Z、Y、T、H參數(shù)與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方程的關(guān)系,熟練掌握二端口網(wǎng)絡(luò)Z、Y、T、H參數(shù)的計算。掌握二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路以及有載二端口網(wǎng)絡(luò)的計算方法。重點:Z、Y、T、H參數(shù)的計算難點:二端口網(wǎng)絡(luò)的等效四、課程各教學環(huán)節(jié)要求本課程教學環(huán)節(jié)除講課外還有實驗課（另列）,習題課、作業(yè)訓練及考試等,具體要求如下：考核方式：閉卷考試和平時作業(yè)。成績比例:平時/考試30/70五、學時分配教學內(nèi)容各教學環(huán)節(jié)學時分配作業(yè)量(題)備注章節(jié)主要內(nèi)容講授實驗討論習題其它小計第一章電路模型和電路定律663第二章電阻電路的等效變換663第三章電阻電路的一般分析法663第四章電路定理664第六章儲能元件221第七章一階電路和二階電路的時域分析10104第八章相量法442第九章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析884第十章含有耦合電感的電路663第十一章電路的頻率響應(yīng)221第十二章三相電路884第十三章非正弦周期電流電路和信號的頻譜221第十六章二端口網(wǎng)絡(luò)662合計727235六、課程與其它課程的聯(lián)系本課程一般是在學生學習了高等數(shù)學課和普通物理學之后開課的學生學習本課程前應(yīng)具有微積分和線性常系數(shù)微分方程的基本知識,掌握有關(guān)電