现代远程教育电路课程学习指导.doc

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1、现代远程教育电路课程学习指导书第一章 电路模型和电路定律（一）本章学习目标电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，用电流i、电压u、和功率P等物理量来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的，因而整个电路的表现如何既要看元件的连接方式，又要看元件的特性，这就决定了电路中各支路电流、支路电压要受到两种基本规律的约束，即元件约束（VCR）和结构约束（亦称拓扑约束）。掌握电路的基本规律是分析电路的基础。本章学习目标：理解电路和电路模型的基本概念和类型；熟练掌握电流和电压的参考方向；学会电功率的定义及计算方法；理解电路元件（包括电阻、电容、电感、独立电源和受控电源）的VCR和电磁特性；能运用基尔霍夫定

2、律和电路元件的VCR计算简单电路的电压、电流和功率。（二）本章重点、要点1、电流和电压的参考方向：关联和非关联参考方向。2、电功率的定义及计算方法。3、电路元件的概念及类型。4、电阻元件的数学定义及符号，伏安关系（VCR），功率和能量。5电容元件的数学定义及符号，伏安关系，功率和储能。6电感元件的数学定义及符号，伏安关系，功率和储能。7、电压源的数学模型、电磁特性及伏安特性，电流源的数学模型、电磁特性及伏安特性。8、受控源的特点、类型、伏安特性和电路模型。10基尔霍夫定律，支路、结点、回路、网孔及结构约束的基本概念，基尔霍夫定律KCL、KVL。（三）本章练习题或思考题1、已知图中电压源发出20

3、W功率，求电流ix 。 2、已知图中，求电压 3、U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。4.求图示电路中的电流i。5.求图示电路中的电压uab。第二章 电阻电路的等效变换（一）本章学习目标“等效变换”在电路理论中是很重要的概念，电路等效变换的方法是电路问题分析中经常使用的方法。等效变换的目的是简化电路，方便地求出需要求的结果。本章学习目标：理解等效变换的思想；掌握应用等效变换的方法分析电路；掌握输入电阻的求法。能运用等效变换的方法简化二端网络。（二）本章重点、要点1、电路的等效变换的概念，等效条件。2、电阻的串联和并联。 3、电阻的Y形连接和形连接的等效变换。4、电压源、电流源

4、的串联和并联。5、实际电源的两种模型及其等效变换。6、输入电阻的概念，输入电阻的求法。（三）本章练习题或思考题1、若将图（a）所示电路等效变换为图（b）电路，问R（a） （b）2、利用电源转换简化计算图示电路中的电流I。 3、求图中输入电阻Rab 4、求如图所示各二端网络的入端等效电阻Rab。第三章 电阻电路的一般分析（一）本章学习目标电路的一般分析是指方程分析法，它是以电路的元件约束（VCR）和拓扑约束（KCL、KVL）为依据，建立以支路电流、回路电流或结点电压为变量的电路方程组，从中解出所要求的电流、电压、功率等。方程分析法具有普遍适用性和系统性，便于编程和用计算机计算。本章学习目标：理解

5、电路的图的概念；掌握电路独立方程数；了解2b法和支路电流法；熟练掌握用网孔法、回路法和结点法求解电路。（二）本章重点、要点1、电路的图的定义，有向图、回路、连通图、树等的概念。2、KCL和KVL的独立方程数。3、支路电流法。4、孔电流的概念，网孔电流法的推导，网孔电流方程的标准形式，含有受控源、无伴电流源时方程的处理。5、回路电流的概念，回路电流法的推导，回路电流方程的标准形式，含有受控源、无伴电流源时方程的处理。6、结点电压的概念，结点电压法的推导，结点电压方程的标准形式，含有受控源、无伴电压源时方程的处理，单独立结点电路的弥尔曼定理。（三）本章练习题或思考题1、用结点电压法求图所示的电流，

6、已知，。2、求图所示电路的图G的独立回路数 3、对如图所示的图，如果选1、2、4支路为树，则其基本回路组是什么？4、电路如图所示，已知，用回路电流法求各支路的电流。第四章 电路定理（一）本章学习目标电路定理是电路理论的重要组成部分，为我们求解电路问题提供了另一种分析方法。这些方法具有比较灵活、变换形式多样、目的性强的特点。正确应用这些方法将使得一些看似复杂的问题的求解过程变得非常简单。本章学习目标：掌握叠加定理（包括齐性定理）；理解替代定理；熟练掌握戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理；了解特勒根定理、互易定理和对偶原理。（二）本章重点、要点1、叠加定理的适用范围，叠加定理的内容，应用叠加定

7、理分析求解电路，齐性定理。2、替代定理的适用范围，代定理的内容。3、含源一端口网络的概念，戴维宁等效电路的求法，应用戴维宁定理分析求解电路，诺顿等效电路的求法，应用诺顿定理分析求解电路。4、维宁定理和诺顿定理的适用范围及二者之间的关系。5、最大功率传输定理。（三）本章练习题或思考题1、求图示电路中的电流I 。 2、求图示电路的戴维宁等效电路。3、求图示电路中电流源发出的功率P。4、图示电路中R取多大时可获得最大功率？并求此最大功率。第五章 含有运算放大器的电阻电路（一）本章学习目标运算放大器是电路理论中一个重要的多端器件。在电路分析中常把实际运算放大器理想化，使分析过程大大简化。合理应用理想运

8、放的两条规则，并结合结点电压法，是分析含有理想运放电路的有效方法。本章学习目标：理解运放的电路模型；掌握含有理想运放的电路的分析方法。 （二）本章重点、要点1、运放的功能和电路符号，运放的外特性，运放的受控源模型。2、含有理想运算放大器的电路的分析，理想运放的两条规则3、含有理想运放的电路（倒向比例器、非倒向比例器、加法器、加法器等）的分析（三）本章练习题或思考题1、求图示电路中与输入电压、的关系。2、求图示电路中与输入电压的关系。3、求图示电路中与输入电压的关系。第六章 一阶电路（一）本章学习目标当电路中除了电阻元件以外，还含有电容和电感这样的动态元件时，称为动态电路。描述动态电路的方程是微

9、分方程或积分方程，方程的阶数由电路中动态元件的个数决定。对于仅含一个动态元件的电路，电路方程是一阶线性常系数微分方程，称为一阶电路。分析动态电路的前提是掌握动态元件和动态电路的特性。常用的分析方法是经典法，它是一种在时间域中进行的方法，其步骤为利用KCL、KVL和元件的VCR建立描述电路的微分方程，确定电路中待求量的初始值，求解微分方程，得出所求的电压和电流。本章学习目标：理解动态电路的概念；熟练掌握求解一阶电路的零输入、零状态和全响应的方法；了解求解一阶电路阶跃响应、冲激响应的方法。 （二）本章重点、要点1、动态电路的方程及其初始条件，动态电路的概念、基本形式及描述方程，换路定理，三个等效电

10、路（0-，0+，+）。2、一阶电路的零输入响应，一阶电路的基本形式，RC一阶电路的零输入响应，RL一阶电路的零输入响应，零输入响应的两个要素（初值uC(0+)、iL(0+)，时间常数）。3、一阶电路的零状态响应，RC一阶电路的零状态响应，RL一阶电路的零状态响应，零状态响应的两个要素（稳态值uC()、iL()，时间常数），零状态响应的两个分量（自由分量和强制分量）。4、一阶电路的全响应，RC、RL一阶电路的全响应，全响应的两种分析方法（全响应=零输入响应+零状态响应，全响应=稳态分量+暂态分量）， 求解直流一阶电路的三要素法（三要素：初值uC(0+)、iL(0+)，时间常数，稳态值uC()、i

11、L()）。5、一阶电路的阶跃响应，阶跃函数的定义及性质，一阶电路的阶跃响应。6、一阶电路的冲激响应，冲激函数的定义、性质及与阶跃函数的关系，一阶电路的冲激响应，冲激响应与阶跃响应的关系。（三）本章练习题或思考题1、图示电路原已稳定，t0时打开开关S，求S打开后的电容电压和电流。（12分）2、图示电路原已稳定，t=0时闭合S，求t0时的电流i 。（15分）3、求图示电路的电容电压uc(t)。4、求图所示电路中电流iC(t)，已知电压源波形如图所示。 第八章 相量法（一）本章学习目标求解电路的正弦稳态响应，在数学上是求非齐次微分方程的特解。引入相量法使求解微分方程特解的运算变为复数的代数运算，从而

12、大大简化了正弦稳态响应的数学运算。本章学习目标：深刻理解相量法的思想；掌握正弦量的相量表示；掌握电压电流有效值的计算；掌握KCL、KVL的相量形式；掌握元件VCR（电阻、电感、电容元件）的相量形式。（二）本章重点、要点1、复数，复数的几种表示形式及其转换关系，复数的四则运算。2、正弦量，正弦量的三要素（振幅、角频率、初相位），有效值的概念及求解，相位差3、相量法的基础，相量法的概念及表示方法，相量图。4、电路定律的相量形式，KCL、KVL的相量形式，相量形式的VCR（电阻、电感、电容元件），线性受控源的相量表示。（三）本章练习题或思考题1、计算下列两正弦量的相位差。 2、试判断下列表达式的正、

13、误，并给出正确结果。 3、图示正弦稳态电路，设电流表为理想的（即内阻为零）。若的读数为8A。的读数为6A，求电流表的读数。. 第九章 正弦稳态电路的分析（一）本章学习目标应用相量法分析正弦稳态电路。通过引入相量法，建立了阻抗和导纳的概念，给出了KCL、KVL和欧姆定律的相量形式，由于它们与直流电路分析中所用的公式在形式上完全相同，因此能够把分析直流电路的方法、定理，例如网孔法、结点法、叠加定理、戴维宁定理等，直接应用于分析正弦稳态电路的相量模型。本章学习目标：理解阻抗和导纳的定义和性质；掌握作电路相量图的一般原则；熟练掌握正弦稳态电路的分析方法；理解功率的概念；掌握功率的计算方法；了解提高功率

14、因数的方法和计算；掌握最大功率传输定理；掌握电路串并联谐振的谐振条件、谐振电路的特点及简单计算，了解谐振电路的频率特性。（二）本章重点、要点1、阻抗和导纳，阻抗和导纳的定义，元件（电阻、电容、电感）的阻抗和导纳，阻抗和导纳的转换及一般形式，电路的阻抗及性质（感性、容性、阻性），电路的导纳及性质。2、阻抗（导纳）的串联和并联，分压公式，分流公式。 3、电路的相量图的概念，作相量图的一般原则。 4、正弦稳态电路的分析，推广应用线性电阻电路的各种分析方法和电路定理分析求解正弦稳态电路。5、正弦稳态电路的功率，平均功率（又称有功功率）、无功功率、视在功率的概念、表达式及相互关系，功率因数的概念及表达式

15、。6、复功率的定义及表示方法，提高功率因数的意义、方法及求解。7、最大功率传输。8、电路谐振的概念，串联电路谐振的条件及特点，谐振电路的频率特性。9、并联电路的谐振的条件及特点。 （三）本章练习题或思考题1、图示RL串联电路，当时，求其等效并联电路的参数和。2、已知，对图示电路：求电流、电压源发出的复功率、有功功率、无功功率、功率因数。3、求图示电路中的Z1以及整个电路消耗的功率P。4、图示电路已知f=50Hz，测得US = 50V ，I =1A ，P =30W ,求线圈参数R和L。5、某收音机的输入回路如图所示， L =0.3mH ， R =10 ，为收到中央电台 560kHz 信号，求（1

16、）调谐电容 C 值；（2）如输入电压为 1.5 mV ，求谐振电流和此时的电容电压。 第十章 含有耦合电感的电路（一）本章学习目标耦合电感是线性电路中一种重要的多端元件。分析含有耦合电感的电路问题重点是掌握这类多端元件的特性，即耦合电感的电压不仅与本电感的电流有关，还与其它耦合电感的电流有关，这种情况类似于含有电流控制电压源的电路。分析含有耦合电感的电路，一般采用的方法有列方程分析和应用等效电路分析两类。本章学习目标：理解耦合电感的定义；掌握判断同名端的方法；掌握运用去耦法分析计算含有耦合电感的电路；了解含有空心变压器电路的阻抗折算；掌握理想变压器的VCR和阻抗变换关系。（二）本章重点、要点1

17、、互感，互感的定义和符号，耦合电感的VCR，同名端，耦合因数。2、含有耦合电感电路的计算，耦合电感的顺接与反接串联计算，耦合电感的同侧与异侧并联计算。3、空心变压器的概念，空心变压器的等效电路。4、理想变压器的概念、VCR和电路模型，理想变压器的阻抗变换功能。（三）本章练习题或思考题1、试写出每一互感线圈上的电压电流关系。 2、求图示电路的谐振角频率。3、含理想变压器的电路如图所示，求。 4、如果使图中10电阻获得最大功率，试确定理想变压器的变比n。第十一章 三相电路（一）本章学习目标三相电路实质上是复杂正弦电流电路，因此，正弦交流电路的分析方法完全适用于三相电路。由于三相电路是正弦交流电路的

18、一种特殊类型（特殊的电源、特殊的负载、特殊的连接方式），所以也有它特殊的计算方法。本章学习目标：理解三相电路的概念及线相关系；掌握三相电路的计算方法；掌握三相电路三表法、两表法测功率的方法。（二）本章重点、要点1、三相电路，对称三相电源的表示方法、相序及连接方式，三相负载的表示方法及连接方式，三相电路的概念及连接方式。2、线电压（电流）与相电压（电流）的关系，Y形连接时的线相关系，形连接时的线相关系。3、对称三相电路的计算，对称三相电路的概念，用分离一相法计算对称三相电路。4、不对称三相电路的概念，不对称三相电路的概念、特点、中性点位移，不对称三相电路的计算，相序指示器的基本原理及计算。5、三

19、相电路的功率，三相电路的复功率计算，三相电路的平均功率计算，三相电路功率的测量（三表法、两表法、一表法）。（三）本章练习题或思考题1、对称三相电路如图所示，电源为正序。电源线电压为380V，三相感性负载的额定功率为330W，功率因数为0.5。求：负载的线电流为多少？若C相断开，IA又为多少？2、对称三相电路的星形负载阻抗，端线阻抗，中线阻抗，三相电源的线电压。求负载端各相的相电流、相电压和线电压。， 3、已知一连接对称三相负载，对称电源线电压，求三相负载的相电流。4、一对称三相负载，每相的功率因数角为（滞后），接于线电压为220V的三相电源，线电流为2A，求三相有功功率P和无功功率Q。第十二章

20、 非正弦周期电流电路和信号的频谱（一）本章学习目标非正弦周期电流电路是指非正弦周期信号作用于线性电路的稳定状态，电路中的激励和响应是周期量，但不是正弦量。非正弦周期电流电路的分析计算方法，是基于正弦交流电路的相量法和叠加定理的基础之上，称为谐波分析法。本章学习目标：理解非正弦周期电流电路的概念；掌握非正弦周期电流电路有效值和平均功率的计算；掌握应用谐波分析法计算非正弦周期电流电路。（二）本章重点、要点1、非正弦周期信号的概念，非正弦周期电流电路的概念。2、周期函数分解为傅里叶级数。3、周期函数的有效值的定义和计算公式，平均值的概念及计算，非正弦周期电流电路平均功率的计算。4、非正弦周期电流电路

21、的分析方法（谐波分析法）及计算步骤，简单无源滤波器电路的概念。（三）本章练习题或思考题1、已知二端网络的V，A，求电压、电流的有效值U、I以及电路吸收的有功功率P。2、图示电路已知R50，L5，1C45，若外施电压u(200+100cos3t)V,试求及的读数。3、已知，求有效值U1，U2。4、求如图所示电路中电压uC的有效值UC 。5、图示电路中，R=1200W， L=1H，C=4mF，f=50Hz， uS(t)=50sin(wt+30)V，iS(t)=100sin(3wt+60)mA。求：(1) uR(t)及其有效值UR。，电阻消耗的平均功率。考试样题一、单项选择题（每题2分，共20分）1

22、.若电路的电压超前电流60度，则该电路可等效为电阻与（）的串联。(a)电阻 (b)电容 (c)电感 2.当电路发生串联谐振时，电路阻抗的模值达到（）。(a)最小 (b)最大 (c)不变 3.非正弦周期电流的（）等于恒定分量的平方与各次谐波有效值平方之和的平方根。(a)瞬时值 (b)有效值 (c)平均值 二、判断题（每题2分，共10分）1.叠加定理只适用于线性电路。（ ）2.已知电路中某支路的电压为u，则此支路可以用一个us=u的电压源替代。（ ）3.单位阶跃函数是单位冲激函数的一阶导数。（ ）三、简单计算题（每题8分，共40分）1.图示RL串联电路，当时，求其等效并联电路的参数和。2.求图示电

23、路的等效电感四、综合计算题（每题15分，共30分）1.图示电路原已稳定，t=0时闭合S，求t0时的电流i 。（15分）2.对称三相电路的星形负载阻抗，端线阻抗，中线阻抗，三相电源的线电压。求各相负载的相电流、相电压和线电压。（10分）附：章节练习题答案第一章1、2、3、（吸收功率），（发出功率），（吸收功率）4、i=-6A5、第二章1、2、3、4、第三章1、2、3、4、 方向向上 方向向右 方向向上 方向向左第四章1、2、，3、 （发出功率）4、第五章1、2、3、第六章1、，2、3、4、第八章1、（1）滞后 （2）超前（3）无法比较 （4）超前2、（1）错， （2）错，（3）错， （4）对。（5）错， （6）错， 3、10A第九章1、，2、，VA，P=1200W，Q=-400Var，3、，4、，5、，第十章1、，2、3、4、第十一章1、（1） （2）2、，3、，4、，第十二章1、U=162V，I=2.3A，P=240W2、70.7V，4 A3、，4、V，5、，P=5.82W