电路分析教学大纲.doc

电路分析教学大纲一、说明（一）课程性质电路理论是一门研究电路网络分析和网络综合或设计的基础工程学科，为电类各专业共同的理论基础。本课程是电路理论的入门知识，以电路分析为主，探讨电路的基本定理和定律，并讨论各种计算方法，是电子信息工程专业学生设计各类硬件电路的基础。本课程的先修课程是高等数学、线性代数、普通物理。在普通物理中，学生已具备了一些简单的电路知识，因此起点可高一些。一些基本的数学工具（如微分方程、线性代数方程组的求解）在高等数学和线性代数中已掌握，可直接使用。其后续课程主要有电子技术基础、信号与系统、高频电子线路等，这样含理想运算放大器电路的分析放到电子技术基础中讲解；高阶动态电路的响应在信号与系统中用拉普拉斯变换求解比较方便。因此教学中应处理好与先修课程和后续课程中相关容的衔接关系。（二）课程目标学习本课程的目的是使学生树立科学的世界观，培养学生分析、理解和综合判断能力。要求学生掌握电路的基本理论知识，基本分析方法和基本实验技能，为学习电气工程技术、电子和信息工程技术等建立必要的理论基础。学习本课程应达到以下基本要求：1、熟练掌握电路分析的基本理论和基本方法。2、掌握电路的实验方法，获得实验技能的基本训练。3、培养学生分析问题和解决问题的能力，深化和扩展对课程容的理解。4、了解电路分析和设计的新方法。5、了解用计算机进行电路设计，仿真和分析，为后面电路设计打下基础。（三）设计思路在电路分析的教学过程中，综合运用先修课程的有关知识和技能，结合实践教学环节，进行电气、电子工程技术人员所需的基本训练，为学习后续课程和日后从事专业工作打好基础。本课程接合专业的特点，在理论讲学的基础上开展相关的实验项目，完成所规定的理论以与实验学时。通过理论与实验操作相结合的方式，使学生掌握常用电工仪器、仪表与设备的使用，对电路的基础理论有进一步的加深和理解，巩固和拓展课堂上学过的理论知识。学会常用的分析方法，能独立操作完成电路基本参数的测定和数据处理等。（四）容框架（以项目的形式呈现容框架）项目（或章节）工作任务备注第一章 电路模型和电路定律任务1：电路模型与电路变量任务2：理想电源与欧姆定律任务3：基尔霍夫定律与其应用任务4：实际电源的模型与其等效变换任务5：受控源与含受控源电路的分析选修第二章 电阻电路的分析任务1：支路电流法与其应用任务2：网孔分析法与其应用任务3：节点电位法与其应用选修任务4：叠加定理、齐次定理与其应用任务5：替代定理与其应用选修任务6：等效电源定理与其应用任务7：最大功率传输定理与其应用选修第三章 动态电路的分析任务1:电容、电感元件特性任务2：动态电路方程与其求解选修任务3：一阶电路的响应任务4：二阶电路的响应选修任务5：正弦激励下一阶电路的响应选修第四章 正弦稳态电路分析任务1：正弦交流电的基本概念任务2：正弦交流电的相量表示任务3：KCL、KVL的相量形式与其应用任务4：阻抗与导纳任务5：正弦稳态电路的相量分析任务6：正弦稳态电路的功率任务7：正弦稳态电路中的功率传输选修任务8：三相交流电路概述选修第五章 互感与理想变压器任务1：耦合电感与其去耦等效选修任务2：理想变压器选修第六章 电路的频率响应和谐振特性任务1：RC一阶电路频率特性任务2：RLC串联、并联谐振电路的频率特性选修第七章 二端口电路任务1：二端口网络的方程与参数选修任务2：二端口网络的连接与等效选修（五）教学时数分配（表格）序号教学章节总学时其中备注理论学时实践（验）学时1第一章电路模型和电路定律161062第二章电阻电路的分析181443第三章动态电路的分析121024第四章正弦稳态分析181625第五章互感与理想变压器6426第六章电路的频率响应和谐振特性6427第七章二端口电路44合计806218（六）教学方式以课堂教学为主，结合作业、自学、撰写小论文与测验等教学手段和形式完成课程教学任务。在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解电路理论的体系、主线，掌握电路理论的基本概念，基本原理和各种电路分析方法，强调电路理论的工程应用背景以与计算机辅助技术在电路分析中的应用。在撰写小论文教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生初步运用电路理论分析电路问题的能力。培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的能力、发现问题与解决问题的能力、获取和整理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。在自学教学环节中，对课程中某些有助于进一步拓宽电路理论知识的容，通过教师的指导，由学生自学完成。这些容包括互易定理、非线性电阻电路、二端口电路分析等。通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。二、正文项目（或章节）工作任务知识容要点、教学要求、重难点学生活动设计与职业标准要求备注第一章 电路模型和电路定律任务1：电路模型与电路变量任务2：理想电源与欧姆定律任务3：基尔霍夫定律与其应用任务4：实际电源的模型与其等效变换任务5：受控源与含受控源电路的分析容要点：1、电路模型，电流和电压的参考方向2、电路元件，电源模型与等效变换3、欧姆定律和基尔霍夫定律4、电阻电路与等效5、受控源电路一、学生活动设计：1、认识不同电阻，根据色环估读电阻值2、利用proteus构建电路，验证基尔霍夫定律、电源等效变换。3、在实验室完成元器件伏安特性测量实验、电路中电位的研究实验、基尔霍夫定律的验证实验。二、职业标准要求：1、正确的使用电压表、电流表、万用表等常用仪器仪表。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、具有检测、调试一般电路的能力。4、了解受控源电路，为模拟电路分析三极管电路打下基础。教学要求：1、了解实际电路与电路模型线性与非线性的概念。2、掌握电压、电流与其参考方向，电功率、能量。3、熟练掌握基尔霍夫定律、电阻元件与欧姆定律。4、掌握电压源、电流源与受控源。5、掌握等效的概念、串、并联电路电阻的计算，星形联接与三角形联接的等效变换，实际电源的两种模型与其等效互换。重点：电压、电流与其参考方向，基尔霍夫定律难点：受控源第二章 电阻电路的分析任务1：支路电流法与其应用任务2：网口分析法与其应用任务3：节点电位法与其应用任务4：叠加定理、齐次定理与其应用任务5：替代定理与其应用任务6：等效电源定理与其应用任务7：最大功率传输定理与其应用容要点：1、支路电流法2、网孔电流法3、节点电压法4、叠加原理、齐性定理5、替代定理6、戴维南定理和定理7、最大功率传输定理一、学生活动设计：1、利用proteus仿真软件，构建电路，验证网孔电流法、节点电压法、叠加定理、替代定理、戴维南定理，让学生先了解现象，然后分析研究各种定理的应用。2、实验室中完成叠加定理、戴维南定理实验二、职业标准要求：1、正确的使用电压表、电流表、万用表等常用仪器仪表。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、具有检测、调试一般电路的能力。教学要求：1、了解树、树支与连支、回路与割集的概念，支路分析法。2、熟练掌握网路分析法和节点分析法。3、掌握叠加定理，替代定理。4、熟练掌握戴维南定理、定理，最大功率传输定理。重点：等效的概念，回路和节点分析法，戴维南定理、定理。难点：戴维南定理、定理第三章 动态电路的分析任务1:电容、电感元件特性任务2：动态电路方程与其求解任务3：一阶电路的响应任务4;二阶电路的响应任务5：正弦激励下一阶电路的响应容要点：1、电感元件和电容元件2、动态电路的方程与初始条件、过渡过程、换路概念、换路定理3、一阶电路的零输入响应4、一阶电路的零状态响应5、一阶电路的全响应6、阶跃函数与阶跃响应7、二阶电路的阶跃响应。一、学生活动设计：1、认识不同的电容、电感实物。2、利用proteus仿真软件，构建电路，利用虚拟示波器观察一阶电路的响应。二、职业标准要求：1、了解示波器的使用方法。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、为信号与系统分析电路时域打下基础。教学要求：1、熟练掌握电容元件、电感元件与其电压电流的关系，电容、电感的储能，初始状态的确定。2、掌握一阶电路方程的建立和求解，时间常数，零输入响应、零状态响应和完全响应，暂态响应和稳态响应的概念。3、熟练掌握一阶电路的三要素法。4、*了解阶跃函数和单位阶跃响应。5、*了解二阶电路方程的建立，固有频率与电路响应之间的定性关系（振荡和非振荡、自由振荡）。重点： 电容元件、电感元件与其电压电流的关系，一阶电路的三要素法。难点： 零输入响应、零状态响应和暂态和稳态的概念。第四章 正弦稳态电路分析任务1：正弦交流电的基本概念任务2：正弦交流电的相量表示任务3：KCL、KVL的相量形式与其应用任务4：阻抗与导纳任务5：正弦稳态电路的相量分析任务6:正弦稳态电路的功率任务7：正弦稳态电路中的功率传输任务8：三相交流电路概述容要点：1、正弦量的幅值、频率、初相位与同频率正弦量相位差与有效值2、相量法的基础 正弦量的相量表示、相量运算、相量图3、电路定律的相量形式 ，基尔霍夫定律相量形式， R、L、C元件伏安关系的相量形式4、阻抗与导纳，电路的向量图5、正弦稳态电路的分析6、三相电路一、学生活动设计：1、按照第二章的定理，利用相量法，分析各种正弦交流电路。2、实验室中完成三表法测电路的等效参数实验。二、职业标准要求：1、正确使用功率表、电压表、电流表、万用表等常见仪器仪表。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、具有查阅手册、产品说明书、设备铭牌等资料的能力。4、为模拟电路滤波器设计、信号与系统电路复频域分析、高频电路信号频域分析打下基础。教学要求：1、熟练掌握正弦信号的周期、频率、角频率、瞬时值、振幅、有效值、相位和相位差。正弦信号的三角函数、波形图、相量和相量图表示法。2、掌握基尔霍夫定律的相量形式，元件电压电流的的相量形式：阻抗与导纳，正弦稳态电路的计算。一端口电路的正弦稳态等效电路。3、熟练掌握平均功率（有功功率）、功率因数、视在功率、无功功率、复功率。4、了解运用叠加定理求周期性非正弦电路的稳态响应，周期性非正弦波平均功率和有效值的计算。5、*了解对称三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的关系，对称三相电路的电压、电流和功率的计算。重点： 基尔霍夫定律的相量形式，元件电压电流的的相量形式：阻抗与导纳，正弦稳态电路的计算，平均功率（有功功率）、功率因数、视在功率、无功功率、复功率，耦合电感电压电流关系，理想变压器的电压电流关系。难点： 功率的计算，耦合电感电压电流关系。第五章 互感与理想变压器任务1：耦合电感与其去耦等效任务2：理想变压器容要点：1、耦合电感元件2、耦合电感的去耦等效3、含互感电路的相量法分析4、理想变压器5、实际变压器模型一、学生活动设计：1、利用相量法分析含有耦合电感的电路。2、分析含理想变压器的电路。3、实验室中完成变压器的连接与测试实验。二、职业标准要求：1、正确使用功率表、电压表、电流表、万用表等常见仪器仪表。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、正确的连接与使用变压器。教学要求：1、熟练掌握耦合电感电压电流关系，同名端，含耦合电感电路的分析，耦合系数。2、熟练掌握理想变压器的电压电流关系，阻抗变换作用，含理想变压器。重点：耦合电感的伏安关系。耦合电感的去耦、理想变压器伏安关系、合理想变压器电路的分析。难点：耦合电感的去耦、理想变压器伏安关系、理想变压器电路的分析。第六章 电路的频率响应和谐振特性任务1:RC一阶电路频率特性任务2：RLC串联、并联谐振电路的频率特性容要点：1、网络函数与频率响应2、常用RC一阶电路的频率特性3、常用RLC串联谐振电路的频率特性4、实用RLC并联谐振电路的频率特性一、学生活动设计：利用proteus仿真软件，构建RC、RLC电路，利用虚拟示波器、电压表观察分析谐振电路的频率特性。二、职业标准要求：1、掌握示波器的使用方法。2、具有简单电路的实验与仿真能力3、为信号与系统分析电路频域、模拟电路滤波器设计打下基础。教学要求：1、掌握正弦稳态电路的网络函数。2、掌握电路的频率响应，滤波的概念。RC电路的低通、高通性质。3、熟练掌握RLC串联和并联谐振电路的频率响应，谐振频率，特性阻抗和品质因数，通频带和选频的概念。重点： RLC串联和并联谐振电路的频率响应，谐振频率，特性阻抗和品质因数，通频带和选频的概念。难点： RLC串联和并联谐振电路的频率响应，谐振频率，特性阻抗和品质因数，通频带和选频的概念。第七章 二端口电路任务1：二端口网络的方程与参数任务2：二端口网络的连接与等效容要点：1、n端网络与n口网络2、二端口网络的方程与参数3、二端口网络的连接4、二端口网络的等效5、二端口网络函数与特性阻抗一、学生活动设计：利用proteus仿真软件，构建电路，分析二端口电路特性。二、职业标准要求：为信号与系统分析电路频域打下基础。教学要求：1、熟练掌握端口的概念。二端口电路的Z参数、Y参数、H参数和A参数方程，参数的计算。2、掌握端接的二端口电路分析。3、了解二端口电路的网络的联接。重点： 二端口电路的Z参数、Y参数、H参数和A参数方程，参数的计算。难点： 端接的二端口电路分析。三、考核方式与其要求最终成绩由平时作业成绩、期末成绩、小论文成绩和平时考勤成绩等组合而成。各部分所占比例如下：平时作业成绩：30%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。期末考试成绩：50%。主要考核电路基本概念、基本分析计算方法的掌握程度。书面考试形式。题型为1、选择题2、填空题3、判断题4、计算题等。课程论文成绩：10%。主要考核发现、分析和解决问题的能力，以与语言与文字表达能力。学生可自拟题目或根据任课教师提出的题目撰写课程学习小论文，并在一定形式下进行宣讲、答辩，最后评定课程论文成绩。平时考勤成绩：10%。四、课程实践环节与基本要求序号实验名称容提要实验要求实验类型实验时数每组人数所在实验室名称备注1元件特性的伏安测量联接电路，测量元件U、I值，分析数据绘出伏安特性曲线。必开验证22电路分析实验室2电路中电位的研究设计电路，验证电位、电压相互关系。必开验证22电路分析实验室3基尔霍夫定律验证基尔霍夫定理以与仪器仪表的正确使用。必开验证22电路分析实验室4叠加定理设计电路，测量电压、电流，验证叠加定理必开验证22电路分析实验室5戴维宁定理改变负载电阻值，测量电压、电流，开路电压和等效电阻必开验证22电路分析实验室6一阶动态电路暂态响应分析利用Proteus设计一阶电路，仿真其暂态响应。选开设计21虚拟仪器实验室7用三表法测量电路等效参数用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数选开验证22电工实验室8变压器的连接与测试利用变压器的不同连接方式，选开验证22电工实验室9频率特性和谐振现象的proteus仿真分析利用Proteus设计电路，仿真电路的频率特性和谐振现象选开设计21虚拟仪器实验室五、教学与教材编写建议六、教材与参考书（要求：必须指定至少三本参考书）1.永瑞.电路分析基础.:高等教育,2013年.2.Charles K.Alexander,Matthew N.O.Sadiku.电路基础(原书第5版).:机械工业,2014.3.Robert L.Boylestad.电路分析导论(原书第12版). :机械工业,2014.4.邱关源.电路(第5版).:高等教育,2010年.