电路是电气类、自动化类及信息类等相关专业必修的、非常重要的技术基础课,为后续如模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理等课程的学习准备必要的电路基础知识、分析和计算方法。电路在整个电类及其相关专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用,对于培养学生的科学思维能力、逻辑分析能力、综合运用电路理论分析和解决实际问题的能力都起到非常重要的作用。
电路(下)课程是电路理论课程的高级篇,侧重从系统的角度来分析和求解电路响应。 电路(下)MOOC课程主要讲授暂态电路的时域分析和复频域分析、二端口网络、网络图伦与网络方程、非线性电路分析、均匀传输线理论等内容的基本概念、原理和分析方法。课程内容涉及到线性电路理论、非线性电路理论及分布参数电路理论等内容。通过本课程的学习,使学生系统掌握电路的基本理论知识和分析计算方法,同时着重培养学生利用数学手段进行电路综合分析与设计的能力,为学生后续的课程学习、创新和从事科学研究工作打下扎实的理论基础。
1. 熟练掌握暂态电路、 二端口电路、 网络图论、 非线性电阻电路及 均匀传输线的基本理论、基本概念及基本分析和计算方法;
2. 提高学生的科学思维能力、逻辑分析能力及电路问题的综合分析和求解能力;
3. 培养学生 能够理论联系实际,应用电路理论解决实际复杂工程问题的能力。
第一周 线性动态电路暂态过程的初始值和零输入响应
1.1 线性动态电路暂态过程的时域分析
1.2 动态电路的暂态过程
1.3 电路量的初始值
1.4 电路量的初始值-例题1
1.5 电路量的初始值-例题2
1.6 电路量的初始值-例题3
1.7 一阶RC电路的零输入响应
1.8 一阶RL电路的零输入响应
1.9 一阶电路的零输入响应-例题
电路量的初始值单元测试
一阶电路的零输入响应单元测试
第二周 一阶电路的阶跃响应和冲激响应
1.10 阶跃函数
1.11 脉冲函数
1.12 冲激函数
1.13 单位冲激函数的性质
1.14 一阶RC电路的阶跃响应
1.15 一阶RL电路的阶跃响应
1.16 一阶电路的脉冲响应
1.17 冲激响应和单位冲激特性
1.18 单位冲激特性和单位阶跃特性的关系(1)
1.19 单位冲激特性和单位阶跃特性的关系(2)
1.20 计算单位冲激特性的方法(1)
1.21 电容电压和电感电流的跃变
1.22 计算冲激响应的另一种方法(2)
1.23 正弦电源作用下的一阶电路
阶跃函数和冲激函数单元测试
一阶电路阶跃响应单元测试
一阶电路的冲激响应单元测试
第三周 全响应,三要素及二阶电路暂态过程
1.24 一阶电路的全响应
1.25 求解一阶电路暂态响应的三要素法
1.26 应用三要素时需要注意的地方
1.27 三要素法-例题1
1.28 三要素法-例题2
1.29 三要素法-例题3
1.30 三要素法-例题4
1.31 三要素法-例题5
1.32 二阶电路的暂态过程
1.33 状态变量分析法
1.34 状态变量分析法-例题
一阶电路的全响应单元测试
一阶电路暂态响应的一般形式单元测试
二阶电路及状态变量分析法单元测试
第四周 拉普拉斯变换和复频域电路模型
2.1 暂态电路复频域分析(序)
2.2 拉普拉斯变换表示
2.3 拉普拉斯变换性质
2.4 拉普拉斯逆变换-单根情形
2.5 拉普拉斯逆变换-复根情形
2.6 拉普拉斯逆变换-重根
2.7 复频域中的电路定律和模型-KCLKVL及RLC
2.8 复频域中的电路定律和模型-互感和Z(Y)
拉普拉斯变换单元测验
拉普拉斯逆变换单元测验
复频域中的电路定律和模型单元测验
第五周 复频域暂态电路分析和网络函数
2.9 复频域电路分析-例1
2.10 复频域电路分析-例2例3
2.11 复频域电路分析-例4
2.12 网路函数H(s) 引出及与 h(t) 的关系
2.13 H(s) 极点位置与 h(t) 的关系
2.14 复频域网络函数-例1
2.15 复频域网络函数-例2
2.16 暂态电路复频域分析(小结)
复频域暂态电路分析单元测验
复频域网络函数单元测验
第六周 二端口网络
3.1 二端口网络 (序)
3.2 二端口方程-Z参数
3.3 二端口方程-Y参数
3.4 二端口方程-A和H参数
3.5 二端口参数方程-参数互换
3.6 二端口等效电路-互易网络
3.7 二端口等效电路-非互易网络
3.8 二端口联电源和负载
3.9 二端口分别接电源或负载
3.10 二端口与电源和负载联结-例题
3.11 二端口网络互联
3.12 二端口网络(小结)
二端口参数方程单元测验
二端口网络等效电路单元测验
二端口与电源和负载的联结单元测验
二端口网络互联单元测验
第七周 网络线图和独立的基尔霍夫定律方程
4.1 图论基本概念
4.2 独立的基尔霍夫定律方程-KCL
4.3 独立的基尔霍夫定律方程-KVL
4.4 独立的基尔霍夫定律方程矩阵形式-关联矩阵式
4.5 独立的基尔霍夫定律方程矩阵形式-基本回路矩阵式
4.6 独立的基尔霍夫定律方程矩阵形式-基本割集矩阵式
4.7 独立的基尔霍夫定律方程矩阵形式-ABC矩阵关系
图论基本概念单元测验
独立的基尔霍夫定律方程单元测验
独立的基尔霍夫定律方程矩阵形式单元测验
第八周 方程的矩阵形式
4.8 支路方程矩阵形式
4.9 支路方程矩阵形式-例题
4.10 电路方程矩阵形式-节点电压方程
4.11 电路方程矩阵形式-回路和割集方程
4.12 状态方程列写
4.13 状态方程系数矩阵与网络函数
4.14 网络方程矩阵形式(小结)
支路方程矩阵形式单元测验
电路方程矩阵形式单元测验
状态方程分析法单元测验
第九周 非线性直流电路
5.1 非线性电阻元件特性
5.2 非线性方程的列写
5.3 非线性方程的列写-例题1
5.4 非线性方程的列写-例题2
5.5 非线性方程的列写-例题3
5.6 含多个非线性电阻元件方程的列写
5.7 数值分析法
5.8 数值分析法-例题
5.9 分段线性近似法
5.10 分段线性近似法-例题1
5.11 分段线性近似法-例题2
5.12 图解法
非线性电阻元件特性单元测试
非线性电阻电路方程单元测试
数值分析法单元测试
分段线性近似法单元测试
第十周 均匀传输线
6.1 电路参数的分布性
6.2 均匀传输线及其方程
6.3 均匀传输线方程的正弦稳态解
6.4 均匀传输线上的行波
6.5 波的反射与终端匹配
6.6 自然功率
6.7 实验测试波阻抗和传播常数的方法
6.8 无损耗线
6.9 无损线上的驻波现象-终端开路
6.10 无损线上的驻波现象-终端短路
6.11 无损线上的驻波现象-接电抗负载
6.12 例题1
6.13 例题2
6.14 例题3
6.15 均匀传输线的集中参数等效电路
电路参数的分布性单元测试
均匀传输线方程的正弦稳态解单元测试
均匀传输线上的行波单元测试
无损耗线 驻波单元测试
附录 PSpice的电路仿真分析
附录B.3 PSpice的瞬态分析
附录B.4 PSpice的非线性电路分析
附录B.5 PSpice的分布参数电路分析
电路(上)课程 ,高等数学,复变函数。
参考资料:
1. 齐超,刘洪臣,王竹萍. 《工程电路分析基础》,高等教育出版社,2016.12
2. 孙立山,陈希有,刘洪臣等. 《电路理论基础》第四版,高等教育出版社, 2013.07
3. 邱关源原著、罗先觉修订.《电路(第5版)》. 高等教育出版社,2006.03
4. 陈希有. 《 电路理论教程 》.高等教育出版社,2013.01
1. 学习电路(下)课程需要具备哪些基础?
电路(下)课程是电路理论课程的高级篇,需要同学们具备电路(上)相关的理论知识。鉴于不同的学校学习电路课程的内容体系和学时长短不同,因此学习哈工大电路(下)课程需要具备直流电路分析、交流稳态电路分析及耦合电感和变压器的相关理论基础。
2. 在学习电路(下)课程时需要注意哪些问题?
同学们在学习的过程中要注重等效的概念在课程分析和求解中的应用,善于把复杂问题利用等效概念进行简化,不但能简化电路的求解,同时更有助于对电路求解本质问题的理解。