《電路原理1》教學(xué)大綱

《電路原理1》課程教學(xué)大綱課程編碼：AL041511課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課程適用專業(yè)：電氣工程及其自動化、自動化學(xué)時學(xué)分：56學(xué)時3.5學(xué)分所需先修課：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理編寫單位：機電工程學(xué)院一、課程說明1．課程簡介電路原理1是電氣工程及其自動化和自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。主要內(nèi)容包括電路模型和電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析、電路定理、含有運算放大器的電阻電路、儲能元件、一階電路和二階電路的時域分析、相量法、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備后續(xù)課程所必須的電路的基本理論、基本知識、基本技能；培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決和處理電路問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣和能力。為學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等后續(xù)課程奠定必要的理論基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生應(yīng)學(xué)過高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等課程。2．教學(xué)目標(biāo)要求l）了解電路、電路圖概念，掌握電流、電壓參考方向及功率概念，能夠判斷電流、電壓實際方向及判斷吸收、發(fā)出功率方法；理解電阻、電容、電感、電壓源、電流源和受控源的概念，掌握這些元件的伏安特性；掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容和應(yīng)用.2）掌握電阻電路的化簡方法；掌握電源的等效變換、化簡方法和應(yīng)用；理解輸入電阻的概念，掌握求解輸入電阻的方法。3）了解電路的圖的內(nèi)容，理解KCL、KVL的獨立方程個數(shù)，掌握支路電流法、節(jié)點電壓法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法。4）掌握替代定理、疊加原理、戴維南定理的應(yīng)用，理解互易定理、特勒根定理和對偶原理。5）了解運算放大器的電路模型，理解虛短路和虛斷路，掌握含有理想運算放大器的電阻電路的分析方法。6）理解電容元件的庫伏特性和電感元件的韋安特性，掌握電容、電感的伏安關(guān)系的微分形式和積分形式，能夠計算它們的儲能和吸收能量。7）了解動態(tài)過程，掌握初始條件計算方法，理解三要素的概念，掌握一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)求解方法，掌握一階電路的階躍響應(yīng)，了握一階電路的沖擊響應(yīng)，了解一階電路的正弦激勵的響應(yīng)，能夠了解電路的任意激勵的響應(yīng)、二階電路的零輸入響應(yīng)、二階電路的階躍響應(yīng)。8）了解正弦交流電，理解正弦量的三要素，熟練掌握電阻、電感、電容伏安關(guān)系的相量形式，掌握基爾霍夫定律的相量形式。9）掌握復(fù)阻抗、導(dǎo)納計算方法和復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納相互轉(zhuǎn)換方法，掌握正弦交流電路的有功功率、無功功率、視在功率計算方法；熟練靈活地掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的計算方法。3．教學(xué)重點難點1）掌握電流、電壓參考方向及功率概念；掌握電阻、電容、電感、電壓源、電流源和受控源的的伏安特性；掌握基爾霍夫定律的應(yīng)用。2）理解電源的等效變換、掌握化簡方法和應(yīng)用；掌握求解輸入電阻的方法。3）掌握支路電流法、節(jié)點電壓法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法。4）掌握疊加原理、戴維南定理的應(yīng)用。5）理解虛短路和虛斷路，掌握含有理想運算放大器的電阻電路的分析方法。6）掌握電容、電感的伏安關(guān)系的微分形式和儲能計算。7）掌握初始條件計算方法，理解三要素的概念，掌握應(yīng)用三要素法求解一階電路的響應(yīng)。8）理解正弦量的三要素和相量概念，熟練掌握電阻、電感、電容伏安關(guān)系的相量形式，掌握基爾霍夫定律的相量形式。9）掌握復(fù)阻抗、導(dǎo)納計算方法，掌握正弦交流電路有功功率、無功功率、視在功率計算方法；熟練靈活地掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的計算方法。4．學(xué)時分配表次序教學(xué)內(nèi)容理論課學(xué)時數(shù)第一部分電路模型和電路定律6第二部分電阻電路的等效變換6第三部分電阻電路的一般分析8第四部分電路定理8第五部分含有運算放大器的電阻電路4第六部分儲能元件4第七部分一階電路和二階電路的時域分析8第八部分相量法4第九部分正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析8總計565．主要教法、學(xué)法本課程以課堂講授為主、導(dǎo)學(xué)、討論和自學(xué)為輔的方式開展教學(xué)，課堂講授可采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法。著重培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題能力，教學(xué)中要理論聯(lián)系實際，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，將相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品和新的前沿知識傳授給學(xué)生。課后要留有一定的作業(yè)，要求學(xué)生按時完成，并交教師批改。教師對學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的普遍問題及時給予輔導(dǎo)、解答。并進一步督促學(xué)生利用課余時間自學(xué)。6．考核方式及標(biāo)準(zhǔn)1）考核目的：考核學(xué)生對電路原理的基本知識、基本理論、分析計算方法等的理解和掌握程度，促進學(xué)生提高分析和解決問題的能力。2）考核形式：閉卷筆試。3）主要考核內(nèi)容：直流電路的基本知識、重要定理的應(yīng)用和直流電路的分析計算；交流電路的基本知識、重要定理的應(yīng)用和交流電路的分析計算；暫態(tài)電路初始值的計算，一階電路的響應(yīng)的求解；含有運算放大器電阻電路的分析等。4）考核題型：填空，選擇，分析，計算。5）成績評定：考試成績占總成績的70%，其他（包括考勤、作業(yè)、課堂提問等）成績占總成績的30%。二、各部分教學(xué)綱要第一部分電路模型和電路定律（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)了解電路，電路圖概念，掌握電流、電壓參考方向及功率概念，能夠判斷電流、電壓實際方向及判斷吸收、發(fā)出功率方法；理解電阻、電容、電感、電壓源、電流源和受控源的概念，掌握這些元件的伏安特性；掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容和應(yīng)用。本部分重點電壓和電流參考方向；元件的伏安特性；基爾霍夫定律的內(nèi)容和應(yīng)用。本部分難點含有受控源電路的分析。教學(xué)內(nèi)容1.電路和電路模型2.電流和電壓的參考方向3.電功率和能量4.電路元件5.電阻元件6.電壓源和電流源7.受控電源8.基爾霍夫定律第二部分電阻電路的等效變換（6學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)掌握電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)化簡方法；理解電阻Y、Δ轉(zhuǎn)換；掌握電源的等效變換、化簡方法和應(yīng)用；理解輸入電阻的概念，掌握求解輸入電阻的方法；了解受控源的概念、類型，掌握含有受控源電路求解方法。本部分重點電阻、電源的等效變換；輸入電阻的求法；應(yīng)用電源的等效變換求解簡單電路。本部分難點電阻的Y形連接和△形連接的等效變換。教學(xué)內(nèi)容1.電路的等效變換2.電阻的串聯(lián)和并聯(lián)3.電阻的Y形連接和△形連接的等效變換4.電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)5實際電源的兩種模型及其等效變換6.輸入電阻第三部分電路的一般分析（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)深刻理解電路圖論的概念；熟悉獨立節(jié)點、獨立回路數(shù)目的確立與選取；熟練掌握支路電流法、網(wǎng)孔和回路電流法、節(jié)點電壓法。本部分重點支路電流法、網(wǎng)孔和回路電流法、節(jié)點電壓法。本部分難點回路電流法。教學(xué)內(nèi)容1.電路的圖2.KCL和KVL的獨立方程數(shù)3.支路電流法4.網(wǎng)孔電流法5.回路電流法6.節(jié)點電壓法第四部分電路定理（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)理解替代定理和應(yīng)用；熟練靈活地掌握疊加原理計算方法和應(yīng)用；熟練靈活地掌握戴維南定理的內(nèi)容和應(yīng)用；了解互易定理和應(yīng)用；了解特勒根定理和應(yīng)用；理解對偶原理和應(yīng)用。本部分重點疊加原理計算方法和應(yīng)用；戴維南定理的內(nèi)容和應(yīng)用。本部分難點疊加原理計算應(yīng)用；戴維南定理的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容1.疊加定理2.替代定理3.戴維南定理和諾頓定理4.最大功率傳輸定理5.特勒根定理6.互易定理7.對偶定理第五部分含有運算放大器的電阻電路（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)理解運算放大器的電路模型；掌握虛短路、虛斷路概念；熟練掌握含有運算放大器的電阻電路的分析方法。本部分重點含有運算放大器的電阻電路的分析方法。本部分難點含有運算放大器的電阻電路的分析方法。教學(xué)內(nèi)容1.運算放大器的電路模型2.比例電路的分析3.含有理想運算放大器的電路的分析第六部分儲能元件（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)理解電容元件的庫伏特性和電感元件的韋安特性；掌握電容、電感的伏安關(guān)系的微分形式和積分形式；能夠計算它們的儲能和吸收能量。本部分重點電容、電感的伏安關(guān)系的微分形式和積分形式。本部分難點電容、電感的伏安關(guān)系的微分形式和積分形式。教學(xué)內(nèi)容1.電容元件2.電感元件3.電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)4.理解電容元件、電感元件的計算方法第七部分一階電路和二階電路的時域分析（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)了解動態(tài)過程和換路概念；掌握初始條件計算方法；掌握一階電路的零輸入響應(yīng)求解方法；掌握一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)求解方法；理解一階電路三要素的概念；掌握求解一階電路全響應(yīng)的方法；掌握一階電路的階躍響應(yīng)；了解一階電路的沖擊響應(yīng)；了解一階電路的正弦激勵的響應(yīng)；能夠了解電路的任意激勵的響應(yīng)；了解二階電路的零輸入響應(yīng)；了解二階電路的階躍響應(yīng)。教學(xué)重點初始條件計算方法；掌握列寫動態(tài)電路方程并求解及典型電路的分析；一階電路三要素。教學(xué)難點二階電路的響應(yīng)。教學(xué)內(nèi)容1.動態(tài)電路的方程及其初始條件2.一階電路的零輸入響應(yīng)3.一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)4.一階電路的全響應(yīng)5.一階電路的階躍響應(yīng)6.一階電路的沖擊響應(yīng)7.二階電路的零輸入響應(yīng)8.二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和階躍響應(yīng)9.二階電路的沖擊響應(yīng)第八部分相量法（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)了解正弦交流電，理解正弦量的三要素；深刻理解相量法的概念；熟練掌握電阻、電容、電感伏安關(guān)系的相量形式；掌握電路定律的相量形式。教學(xué)重點相量法；電阻、電容、電感伏安關(guān)系的相量形式；電路定律的相量形式。教學(xué)難點相量法，電路定律的相量形式。教學(xué)內(nèi)容1.復(fù)數(shù)2.正弦量3.相量法的基礎(chǔ)4.電路定律的相量形式第九部分正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)掌握復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納的概念和計算方法；掌握復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納變換方法；掌握正弦交流電路中的有功功率、無功功率、視在功率的概念和計算方法；理解有功功率、無功功率、視在功率之間關(guān)系及復(fù)功率，了解瞬時功率；熟練靈活地掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的計算方法；掌握最大功率傳輸定理。教學(xué)重點正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析；功率計算和最大傳輸功率的求法。教學(xué)難點正弦穩(wěn)態(tài)電路