《電路分析基礎(chǔ)A》教學(xué)大綱

《電路分析基礎(chǔ)A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06131191課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)分：4.5學(xué)分學(xué)時(shí)：72學(xué)時(shí)（理論64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等后續(xù)課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等適用專業(yè)：醫(yī)學(xué)信息工程開課單位：電子信息工程學(xué)院一、課程說明《電路分析基礎(chǔ)A》是醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)本科學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)必修課程。本課程以分析電路中的電磁現(xiàn)象，研究電路的基本規(guī)律、基本原理和電路的分析方法為主要內(nèi)容，注重基本理論知識的深入學(xué)習(xí)，著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：熟悉并掌握線性、集總參數(shù)、非時(shí)變電路的基本概念、基本原理與基本分析方法；課程目標(biāo)2：掌握基本電路功能模塊的組成、工作原理、分析方法和應(yīng)用范圍，能對電路功能模塊進(jìn)行分析，并對一般復(fù)雜電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；課程目標(biāo)3：具備使用電子電路儀器測量、調(diào)試電子電路的能力，具有查閱電子器件手冊和合理選擇器件的能力；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、工匠精神，增強(qiáng)愛國熱情和民族自豪感；培養(yǎng)學(xué)生的基本業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)意識和責(zé)任意識；接受勞動(dòng)觀念熏陶，培養(yǎng)基本操作規(guī)范、安全意識，樹立正確的勞動(dòng)觀。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電路分析基礎(chǔ)A》課程教學(xué)目標(biāo)對醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識1.2掌握醫(yī)學(xué)信息工程所需工程科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識，可對復(fù)雜醫(yī)學(xué)信息工程問題建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行求解。課程目標(biāo)1：熟悉并掌握線性、集總參數(shù)、非時(shí)變電路的基本概念、基本原理與基本分析方法；H2.問題分析2.3能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，并通過文獻(xiàn)研究，證實(shí)問題分析的合理性。課程目標(biāo)2：掌握基本電路功能模塊的組成、工作原理、分析方法和應(yīng)用范圍，能對電路功能模塊進(jìn)行分析，并對一般復(fù)雜電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；M5.使用現(xiàn)代工具5.1能夠了解和合理選擇現(xiàn)代醫(yī)學(xué)信息工程的技術(shù)資源和現(xiàn)代工程工具、信息技術(shù)工具，解決復(fù)雜醫(yī)學(xué)信息工程問題并理解其局限性。課程目標(biāo)3：具備使用電子電路儀器測量、調(diào)試電子電路的能力，具有查閱電子器件手冊和合理選擇器件的能力；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，增強(qiáng)愛國熱情和民族自豪感；培養(yǎng)學(xué)生的基本業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)意識和責(zé)任意識；接受勞動(dòng)觀念熏陶，培養(yǎng)基本操作規(guī)范、安全意識，樹立正確的勞動(dòng)觀。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)電路模型和電路定律1.1電路模型、基本物理量、參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向；1.2電路元件，獨(dú)立電源和受控源；1.3基爾霍夫定律。教學(xué)要求：熟悉理想元件與電路模型概念，線性與非線性的概念，集總參數(shù)電路和分布參數(shù)電路的概念；掌握電壓、電流參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向的概念；掌握電阻元件、電壓源、電流源和受控源的伏安關(guān)系，歐姆定律，功率的計(jì)算及實(shí)際功率的判別方法；掌握基爾霍夫定律。重點(diǎn)：參考方向及關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向、基爾霍夫定律。難點(diǎn)：受控源。421、3電阻電路的等效變換2.1等效變換的概念，電阻元件的聯(lián)接及等效變換；2.2實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換；2.3輸入電阻的概念及計(jì)算方法。教學(xué)要求：熟悉等效與等效變換的概念、Y-Δ之間的等效變換；掌握實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換；掌握輸入電阻的概念及計(jì)算。重點(diǎn)：等效變換及電路的化簡；實(shí)際電壓源、電流源的等效互換。難點(diǎn)：輸入電阻的計(jì)算。41、3電阻電路的一般分析3.1KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)，支路電流法；3.2網(wǎng)孔電流法；3.3回路電流法；3.4結(jié)點(diǎn)電壓法。教學(xué)要求：掌握支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法和結(jié)點(diǎn)分析法。重點(diǎn)：KCL和KVL的獨(dú)立方程數(shù)、網(wǎng)孔分析法和結(jié)點(diǎn)分析法。難點(diǎn)：無伴電源的處理方法。81、34.電路定理4.1疊加定理；4.2替代定理；4.3戴維寧定理和諾頓定理；4.4最大功率傳輸定理。教學(xué)要求：掌握疊加定理、替代定理、最大功率傳輸定理；掌握戴維寧定理和諾頓定理及其應(yīng)用。重點(diǎn)：戴維寧定理和最大功率傳輸定理。難點(diǎn):戴維寧定理和最大功率傳輸定理。821、35.含有運(yùn)算放大器的電阻電路5.1運(yùn)算放大器的特點(diǎn)、應(yīng)用、兩個(gè)典型特性；5.2比例電路的分析及含有運(yùn)算放大器的電路分析。教學(xué)要求：了解理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn)、應(yīng)用；掌握并能夠應(yīng)用兩個(gè)典型特性分析比例電路和含有運(yùn)算放大器的電路。重點(diǎn)：兩個(gè)典型特性：虛短、虛斷。難點(diǎn)：比例電路的分析及含有運(yùn)算放大器的電路分析。41、2、36.儲(chǔ)能元件6.1電容、電感動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能元件的特性；6.2含儲(chǔ)能元件電路的串并聯(lián)等效方法。教學(xué)要求：了解電容、電感動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能元件的特性并能夠分析含有該類元件電路。重點(diǎn)：電容、電感動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能元件的特性。難點(diǎn)：含電容、電感動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能元件電路的串并聯(lián)等效方法。21、3一階電路的時(shí)域分析7.1動(dòng)態(tài)電路的初始條件，換路定理；7.2一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)；7.3一階電路全響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)和三要素法；7.4單位階躍函數(shù)和單位沖激函數(shù)及其關(guān)系；階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的關(guān)系。教學(xué)要求：掌握電路的初始條件，換路定理；掌握RC、RL電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)和三要素法；了解單位階躍函數(shù)，單位沖激函數(shù)，階躍響應(yīng)及沖激響應(yīng)二者的關(guān)系。重點(diǎn)：換路定理；RC、RL電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)；時(shí)間常數(shù)；三要素法。難點(diǎn):一階動(dòng)態(tài)電路全響應(yīng)。621、2、38.相量法8.1復(fù)數(shù)和復(fù)變量的表示方法，正弦量的三要素，有效值和相位差的概念；8.2電路定律的相量表示法。教學(xué)要求：了解復(fù)數(shù)的概念和復(fù)變量的表示方法；熟悉相量的含義；掌握電路定律的相量表示法。重點(diǎn)：正弦量的概念；電路定律的相量形式。難點(diǎn):電路定律的相量形式。41、39.正弦電路的穩(wěn)態(tài)分析9.1阻抗、導(dǎo)納、相量圖；9.2穩(wěn)態(tài)電路分析；9.3功率、功率因數(shù)、復(fù)功率；9.4最大功率傳輸條件。教學(xué)要求：掌握阻抗、導(dǎo)納、相量圖、最大功率傳輸條件；掌握穩(wěn)態(tài)電路分析方法及功率因數(shù)的計(jì)算。重點(diǎn)：阻抗、導(dǎo)納、功率因數(shù)的計(jì)算。難點(diǎn)：復(fù)功率。61、310.含有耦合電感的電路10.1互感，含有耦合電感電路的計(jì)算；10.2變壓器原理及理想變壓器。教學(xué)要求：掌握互感、同名端的概念；掌握互感電壓正方向的確定；了解含有空心變壓器和理想變壓器的電路分析。重點(diǎn)：理想變壓器的電路分析。難點(diǎn)：同名端的含義；含有耦合電感電路的計(jì)算。41、2、311.電路的頻率響應(yīng)11.1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)；11.2RLC串聯(lián)諧振電路；11.3RLC并聯(lián)諧振電路。教學(xué)要求：掌握電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)；掌握RLC串、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)。重點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，RLC串、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)。難點(diǎn)：RLC串、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)。41、2、312.三相電路12.1三相電路及其聯(lián)結(jié)方式、對稱三相電路；12.2線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系，不對稱三相電路及其計(jì)算方法；12.3對稱三相電路的功率及其瞬時(shí)、相量表示方式。教學(xué)要求：掌握三相電源、三相電路的聯(lián)結(jié)方式、對稱三相電路概念；掌握線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系，對稱三相電路的功率；了解不對稱三相電路及其計(jì)算方法。重點(diǎn)：線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系；對稱三相電路的功率。難點(diǎn)：對稱三相電路的功率。421、2、3、13.非正弦周期電流電路和信號的頻譜13.1非正弦周期信號及其分解；13.2有效值、平均值和平均功率。教學(xué)要求：了解非正弦周期信號的傅里葉分解；了解疊加定理在非正弦周期電流電路中的應(yīng)用；熟悉非正弦周期電流電路功率的計(jì)算。重點(diǎn)：非正弦周期電源的傅里葉分解；非正弦周期電流電路的有效值、平均值和功率的計(jì)算。難點(diǎn)：疊加定理在非正弦周期電流電路中的應(yīng)用。21、314.線性動(dòng)態(tài)電路的復(fù)頻域分析14.1拉普拉斯變換的定義、基本性質(zhì)；14.2拉普拉斯反變換的部分分式展開；14.3KCL和KVL的運(yùn)算形式、運(yùn)算電路；14.4網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。教學(xué)要求：熟悉拉普拉斯變換的定義及基本性質(zhì)；熟悉KCL和KVL的運(yùn)算形式、運(yùn)算阻抗、運(yùn)算導(dǎo)納及運(yùn)算電路；了解網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的基本概念及其在電路分析中的應(yīng)用。重點(diǎn)：拉普拉斯變換與反變換、運(yùn)算電路。難點(diǎn)：應(yīng)用拉普拉斯變換法分析線性電路；網(wǎng)絡(luò)函數(shù)在電路分析中的應(yīng)用。41、3合計(jì)6482.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)基爾霍夫定理和疊加定理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：驗(yàn)證基爾霍夫定理和疊加原理。實(shí)驗(yàn)要求：掌握基爾霍夫定理和疊加原理的應(yīng)用場合，掌握基爾霍夫定理和疊加原理的分析方法和應(yīng)用。21、2、3戴維寧定理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證戴維寧定理。實(shí)驗(yàn)要求：掌握戴維寧定理，掌握戴維寧定理的分析方法和應(yīng)用。21、2、3一階電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及全響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)要求：了解一階電路的響應(yīng)，能對一階電路的結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。21、2、3三相電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測定三相交流電路電壓、電流。實(shí)驗(yàn)要求：了解三相對稱電路的特點(diǎn)，掌握三相電路線電壓（電流）和相電壓（電流）之間的關(guān)系。21、2、3合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、視頻資源共享和實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)。學(xué)生比較全面掌握電路的基本概念、基本原理、基本分析方法，具有分析電路、設(shè)計(jì)一般電路的能力，具有查閱電路器件手冊和合理選擇器件的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗(yàn)證；如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法以及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思路和方案設(shè)計(jì)等。采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：（1）邱關(guān)源.電路.北京:高等教育出版社,2006.2.參考書：（1）[美]\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"查爾斯.K.\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"亞歷山大(\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"CharlesK.\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"Alexander)\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"馬修.N.O.\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"薩迪庫(\o"[美]查爾斯·K.亞歷山大(CharlesK.Alexander)馬修·N.O.薩迪庫(MatthewN.O.Sadiku）"MatthewN.O.Sadiku）.電路原理.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.（2）汪建,劉大偉.電路原理（上冊）（第3版）.北京：清華大學(xué)出版社,2020.（3）[美]\o"（美）尼爾森，（美）里德爾著，周玉坤等譯"尼爾森，[美]\o"（美）尼爾森，（美）里德爾著，周玉坤等譯"里德爾著，\o"（美）尼爾森，（美）里德爾著，周玉坤等譯"周玉坤等譯.電路（第9版）北京：電子工業(yè)出版社,2012.（4）王源.電路分析基礎(chǔ).西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2019.3.期刊：（1）電子學(xué)報(bào)，中國電子學(xué)會(huì).（2）電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)，中國科學(xué)院廣州電子技術(shù)研究所.（3）系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，中國航天科工防御技術(shù)研究院.（4）電源技術(shù)，電子科技集團(tuán)公司第十八研究所.（5）中國集成電路，中國半導(dǎo)體協(xié)會(huì).（6）IEEEIndustrialElectronicsMagazine，IEEE-INSTELECTRICALELECTRONICSENGINEERSINC.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）網(wǎng)易公開課，/newview/movie/free?pid=IHGTKGS7L&mid=DHGTKGS86中國大學(xué)MOOC，/course/XDU-1002525019?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_bilibili，/video/BV1as411H7Ya/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價(jià)細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂考勤4（1）根據(jù)學(xué)生出勤率進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！?實(shí)驗(yàn)12（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?33作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?34階段測試12（1）主要考核學(xué)生對階段知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次階段測試單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以階段測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績。√√√534期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績。（2）主要考核電路的基本概念、基本原理及一般分析方法；運(yùn)算放大電路的基本組成與分析；一階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析；三相電路及含有電感電路的分析；線性電路的頻域分析及復(fù)頻域分析等。（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題和分析計(jì)算題等?！獭獭?0255合計(jì)：100分463420八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂考勤、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、階段測試和期末考試等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題