该课程以电路模型和电路定律为基础,运用数学、物理方法,对电路进行分析和设计。在教学内容方面着重电路基本知识、基本理论和基本分析方法的讲解。分两个学期进行教学,电路原理(上),也称“电路分析基础”或 “电路基础“,主要介绍经典电路理论,共十个知识单元,学习周期约十二周。电路原理(下),也称“网络理论”,主要介绍现代电路理论,共七个知识单元,学习周期约八周。
通过本课程的学习,使学生了解掌握电路的基本理论知识、分析计算的基本方法,初步具有综合运用电路理论对实际电路问题进行抽象、建模、分析和求解的能力,为后续课程学习和将来工作需要准备必要的基础知识。
成绩由线上学习成绩(20%)和线下学习成绩(80%)构成:
线上学习:总分100分,占总成绩的20%。
1、单元测试:由单选题和多选题构成,多次提交按最高分计算,占总成绩的30%。
2、作业互评:作业成绩为作业各计分项去掉最小和最大值后的平均值之和,占总成绩的10%。提交作业人数大于5个时互评功能启动,每个用户作业互评最少5个,未参与互评的用户不会获得这部分分数,未完成互评的用户将给与所得分数的50%,全部完成互评的用户将给与所得分数的100%。
3、课程讨论:占10%,按活跃度计算,需要在“课堂讨论”中回复的数量至少为5个。
4、考试:期末线上进行,占50%。
线下学习:总分100分
1、期末笔试,100分。
电路原理(下)
第一周教学内容
第十一单元 线性动态电路的复频域分析(拉普拉斯变换)
11.1 拉普拉斯变换
11.2 运算(复频域)电路
11.3 运算法(复频域法)
教学要求:理解和掌握运算(复频域)电路模型,掌握用复频域分析法分析计算一阶、二阶动态电路。
第二周教学内容
第十二单元 网络函数
12.1网络函数的定义
12.2 网络函数的零点和极点
12.3 网络函数与冲激响应
12.4网络函数与频率响应
教学要求:理解和掌握网络函数定义和零极点定义,理解复平面,掌握零极图,掌握冲激响应和网络函数的关系,了解频率响应和网络函数的关系。
第三周教学内容
第十四单元 二端口网络
14.1 二端口网络定义
14.2 二端口网络的方程和参数
14.3 二端口网络的等效电路
14.4 二端口网络的转移函数
14.5 二端口网络的联接
14.6 回转器和负阻抗变换器
教学要求:理解和掌握二端口的定义和端口条件,Z、Y、T、H参数和方程,二端口网络的梯型和派型等效电路,掌握二端口的级联,了解二端口的并联和串接,掌握回转器和负阻抗变换器的方程和阻抗变换特性。
第四周教学内容
第十五单元 非线性电路简介
15.1 非线性电路
15.2 非线性电阻电路
15.3 非线性动态电路
15.4 小信号分析法
教学要求:了解非线性电阻、非线性电容和非线性电感,了解非线性电路方程,理解静态电阻和动态电阻,理解和掌握小信号分析法。
第五周教学内容
第十三单元 网络图论
13.1 电路的图
13.2 关联矩阵、回路矩阵和割集矩阵
13.3 节点电压方程的矩阵形式
教学要求:理解和掌握电路的网、树支和连支的基本概念,掌握关联矩阵、基本回路矩阵和基本割集矩阵,节点电压方程的矩阵形式。
第六周教学内容
13.4 状态方程
13.5 特勒根定理
13.6 互易定理
教学要求:理解和掌握状态方程的列写,特勒根定理和互易定理。
第七周教学内容
第十六单元 均匀传输线
16.1 传输线
16.2 均匀传输线及其方程
16.3 均匀传输线方程的行波
16.4 无损耗传输线
教学要求:理解和掌握均匀传输线及其方程,均匀传输线方程的正弦稳态解,了解均匀传输线的原参数和副参数,理解、掌握无损耗传输线方程及其通解。
第八周教学内容
第十七单元 磁路
17.1 磁场和磁路
17.2 磁路的基本定律
17.3 恒定磁通磁路的计算
17.4 交变磁通磁路简介
教学要求:理解、掌握磁场和磁路的概念,了解铁磁物质的磁化曲线,理解、掌握磁路的基本定律,理解、掌握恒定磁通磁路的计算,了解交变磁通磁路和铁心线圈。
1、第十一单元线性动态电路的复频域分析和第十二单元网络函数要求事先了解拉普拉斯变换的知识。
2、第十三单元网络图论和第十四单元二端口网络要求事先掌握矩阵运算的知识。
1. 罗先觉,邱关源.电路. 5版.北京:高等教育出版社,2006.
2. 李瀚荪. 电路分析基础. 4版.北京:高等教育出版社,2006.
3. Charles K. Alexander, Matthew N. sadiku.Fundamentals of Electric Circuits.北京:清华大学出版社(影印),2000.
Q:这门课程跟中学物理讲的电路有什么区别?
A:中学物理电路知识仅局限于简单直流电阻电路分析,而且电路电流方向是已知的或者是可以判断的。而实际电路是复杂的,电压电流方向是不能事先确定的,除了直流电路,还有电压电流随时间变化的电路,这些中学物理知识是远远不够的。
Q:中学物理学的不好,是不是意味着这门课肯定学不好?
A:答案是否定的!我们这门课程对于物理知识是零基础,从电荷、电流、电压(电位)讲起,系统地介绍各种电路分析方法,只要您跟着课程按计划学习完全可以学懂。
Q:这门课程共十七个单元,需要学习全部内容吗?是否可以跳跃性的、选择性的进行学习?
A:十七个单元的教学内容基本涵盖了电路理论的经典部分和现代部分,如果您想拿到课程的结业证书,建议您全部按计划进行学习,并完成相应的测试、考试、作业和讨论。如果您不想拿证书,只想满足自身的工作需求和学习需求,允许有选择的进行学习,但是要遵循知识点的先后顺序:第一单元至第四单元为直流电阻部分,是电路分析方法比较集中的部分,页是后续章节学习的基础保障,建议必选;第五单元和第十一单元均为动态电路分析,一个是时域分析,一个是频域分析,可以任选其一。第六、七单元单元介绍的是正弦交流电路的基本分析方法,建议必选。如果您的专业跟电力系统有关第十六单元建议必修。如果您的专业跟磁场有关的话第十七单元建议必修。
Q:课程的学习时间是多长?
A:这门课程的学习分上下两个学期,第一学期大约12周,内容为第一单元至第十单元;第二学期大约8周,内容为第十一单元至第十七单元。在复习考试阶段,我们尽量与学校的考试时间错开,课程结束后会预留4周时间,这样大家可以在学校的考试结束后,完成这门课程的期末考试。
Q:光看视频就可以完成学习任务了吗?
A:不可以。电路这门课程很多地方知易行难,需要多练习。教学视频是老师在讲,听懂了不代表学会了,练习、测试、作业和讨论等等可以让你亲历而为,巩固理解所学方法。
Q:除了看视频做练习外,还需要阅读教材吗?
A:不一定。教材编写过程中,为了体系的完整,以及覆盖各类读者可能会感兴趣的领域,会尽可能地涵括各方面的知识。但是作为读者个体,要根据各自专业的需要,在学习中有所取舍。在课堂教学中,我们会强调其中最基本的理论、概念和分析方法,提高大家的学习效率。