电路原理教学大纲.doc

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1、电路原理教学大纲电路原理教学大纲课程编号：13209001学时：80（其中理论 64 学时，实验 16 学时）学分：4.5课程类别：专业必修课面向对象：自动化专业本科学生课程英文名称：Circuit Theory一、课程的任务和目的任务：电路原理是自动化专业的一门重要的技术基础课，在整个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。电路课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。学习电路课程，对培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力，都有重要的作用。目的：通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的初步技能，

2、并为后续课程准备必要的电路理论知识。二、课程教学内容与要求（一）电路模型和电路定律1电路与电路模型；电流、电压、电功率和能量等电路物理量2电阻、电容、电感等电路元件3电压源、电流源和受控源4欧姆定律与基尔霍夫定律重点:电路模型，欧姆定律与基尔霍夫定律。基本要求：掌握电路模型的概念、欧姆定律与基尔霍夫定律；熟悉受控源的构成和种类；了解电路模型、集总参数电路的概念。（二）电阻电路的等效变换1电路的等效变换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实际电源的两种模型及其等效变换5输入电阻重点：电路的等效变换，电阻的串联和并联，输入电阻的计算。难点：电阻的 Y 形连接和形连接的等效变换

3、，输入电阻的计算。基本要求：掌握等效电路的概念和求法，掌握电阻的串联、并联、串并联的定义及其等效，掌握串联电阻的分压公式和并联电阻的分流公式，掌握实际电源的两种模型及其相互之间的等效变换；掌握三个电阻对称时 Y 型连接和型连接的等效变换，熟悉电压源、电流源的串联和并联，熟悉输入电阻的概念及其计算。（三）电阻电路的一般分析1电路的图2KCL 和 KVL 的独立方程数3.支路电流法4.网孔电流法5.回路电流法6.结点电压法重点：用支路电流法、网孔电流法、回路电流法和结点电压法分析电阻电路基本要求：掌握用网孔电流法、回路电流法和结点电压法分析电阻电路；熟悉电路的图；熟悉用支路法进行电路的求解。（四）

4、电路定理1叠加定理2替代定理3戴维南定理和诺顿定理4对偶定理重点：叠加定理，戴维南定理、诺顿定理基本要求：掌握叠加定理、戴维南定理、诺顿定理分析电路的方法；熟悉替代定理；了解对偶定理。（五）储能元件1电容元件2电感元件基本要求：掌握电容、电感元件的特性。（六）一阶电路的时域分析法1动态电路的方程及其初始条件2一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应3二阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应4.一阶电路的阶跃响应重点：一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应，一阶电路的阶跃响应。基本要求：掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应、全响应及三要素法，掌握一阶电路的阶跃响应。（七）相量法1正弦量2相量法

5、的基本原理重点：相量法，电路定理的相量形式。基本要求：熟练掌握复数，正弦量，相量的概念，熟练掌握电路定理的相量形式，熟悉复数的运算。（八）正弦稳态电路的分析1阻抗与导纳及其串并联运算2正弦电流电路的功率3最大功率的传输问题重点：阻抗、导纳的概念和电路的相量图，正弦电流电路的功率。难点：相量法分析线性正弦电路的方法。基本要求：掌握阻抗与导纳及其串并联运算，掌握相量法分析线性正弦电路的方法，掌握正弦电流电路的功率及其计算；熟悉阻抗与导纳的概念，熟悉最大功率的传输问题。（九）含有耦合电感的电路1耦合电感中的磁耦合现象、互感和耦合因数、耦合电感的同名端和耦合电感的磁通链方程、电压电流关系。2 介绍含有

6、耦合电感电路的分析计算及空心变压器、理想变压器的初步概念。重点：含有耦合电感电路的分析计算。难点：含有耦合电感电路的分析计算。基本要求：掌握含有耦合电感的电路的分析计算方法；熟悉互感的概念；了解空芯变压器。（十）电路的频率响应1.RLC 串联电路的谐振谐振条件2.RLC 并联电路的谐振谐振条件重点：RLC 串联和并联电路的谐振现象与谐振条件。基本要求：掌握 RLC 串联和并联电路的谐振现象与谐振条件。（十一）三相电路1三相电源和三相电路的组成，2对称三相电路3不对称三相电路重点：三相对称电路的分析方法。难点：三相对称电路的分析方法，不对称三相电路的分析方法。基本要求：掌握三相对称电路的分析方法

7、；了解不对称三相电路的分析方法。三、实践环节及基本要求实验课是使学生巩固和验证所学知识，培养学生分析问题和解决的能力。通过实验使学生养成严肃认真的科学态度，培养在电路实验方面的基本技能。实验一电路元件的伏安特性（一）实验目的1研究电阻元件和直流电源的伏安特性及其测定方法；2学习直流仪表设备的使用方法。（二）实验内容1测定理想电流源的伏安特性；2测定理想电压源的伏安特性；3测定实际电源的伏安特性；4测定线性电阻的伏安特性；（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，电流源，电压源，直流电压表，直流电流表。实验二戴维南定理（一）实验目的1验证戴维南定理的正确性。2掌握测量有源二端网络等

8、效参数的一般方法。（二）实验内容1用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的 UOC和 R0。2负载实验。3验证戴维南定理。4测定有源二端网络等效内阻的其它方法。5用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻及开路电压。（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，直流电压表，直流电流表实验三一阶动态电路的响应研究（一）实验目的1测定一阶电路的零输入响应,零状态响应及完全响应。2学习电路时间常数的测定方法。3掌握有关微分电路和积分电路的设计方法。4.进一步学会用示波器测绘图形。（二）实验内容1观察并记录 RC 电路的过渡过程。2观察并记录 RL 电路的过渡过程。3改变参数，观察过渡过程的

9、情况。4.根据要求设计微分电路和积分电路，观察并画出相应的输出波形。（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，示波器，信号源。实验四RLC 串联谐振电路的研究（一）实验目的1学习用实验方法测试 RLC 串联谐振电路的幅频特性曲线。2加深理解电路发生谐振的条件、特点、掌握电路品质因数的物理意义及测定方法。（二）实验内容1观察谐振频率附近的各点。2改变电路参数，找出不同参数下的不同谐振点。3观察随着频率的不同，信号源的内阻随着变化的现象。（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，示波器，信号源。实验五单相交流电参数的测量及功率因数的提高（一）实验目的1学习用电流表、电压

10、表和功率表测定交流电路中未知阻抗元件参数的办法。2掌握正弦交流电路中电压与电流相量之间的关系。3掌握功率的概念及感性负载电路提高功率因素的方法。4.进一步掌握功率表的使用方法。（二）实验内容1测量日光灯的 I、U 和 P，计算 r、X 和 L。2测电容和电阻的阻抗，计算 r、C 值。3.设计相关参数提高电路的功率因素。（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，交流电压表，交流电流表，功率表。实验六三相交流电路参数的实验（一）实验目的1.验证三相对称负载星形、三角形连接时，线电压和相电压、线电流和相电流的关系2.了解不对称负载星形连接时中线的作用3.学习三相功率的测量方法（二）实验

11、内容1.负载作星形连接时测量各项电压、电流和功率值2.负载做三角形连接时测量各项电压、电流和功率值（三）实验主要仪器设备及材料1.交流电流表、交流电压表2.白炽灯3.功率表实验七受控源的实验研究(综合实验)（一）实验目的1了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。2测试受控源转移特性和负载特性。（二）实验内容1测量受控源 VCVS 的转移特性 U2=f（U1）及负载特性 U2=f（IL）。2测量受控源 VCCS 的转移特性 IL=f（U1）及负载特性 IL=f（U2）。3测量受控源 CCVS 的转移特性 U2=f（US）及负载特性 U2=f（IL）。4测量受控源 CCVS 的转移特性 IL

12、=f（IS）及负载特性 IL=f（U2）。（三）实验主要仪器设备及材料KHDL-3 型电路实验箱，直流电压表，直流电流表。四、对学生能力培养的要求1掌握电路的各种分析方法：基本分析方法（利用 KCL、KVL 和支路伏安方程解题）；一般分析方法（利用结点法、回路法和支路法解题）；利用电路定理解题的方法。2掌握研究的各种电路类型及各种电路类型的处理方法，包括电阻电路、动态电路、正弦电流电路。五、学时分配总学时 80 学时，其中理论 64 学时，实践 16 学时，分配如下：教学内容教学内容理论学时理论学时实验学时实验学时合计合计电路模型和电路定律426电阻电路的等效变换44电阻电路的一般分析66电路

13、定理426储能元件22一阶电路时域分析6210相量法44正弦稳态电路的分析828含有耦合电感的电路66电路的频率响应426三相电路6210课程内综合训练1010综合实验22合计合计641680序号实验名称学时开课学期实验要求实验类型1电路元件的伏安特性23必修验证2戴维南定理23必修验证3一阶动态电路的响应研究23必修设计4RLC 串联谐振电路的研究23必修验证5单相交流电参数的测量及功率因数的提高33必修设计6三相交流电路参数的实验23必修验证7受控源的实验研究33必修综合六、与各课程的联系电路先行课程有高等数学、工程数学及大学物理等，后续课程有模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、电机

14、与电力拖动、计算机原理及应用、供配电技术、电器控制与 PLC、EDA 技术、自动控制原理等专业课程。七、考核方式本课程所采用闭卷考试，理论课笔试占课程总成绩的 60，平时成绩占 20，实验教学部分成绩占课程总成绩的 20%。实验成绩根据实验报告、实验中的动手能力和解决实际问题的能力综合考核。八、教材与参考书教材：邱关源主编 电路（第五版）北京：高等教育出版社，2006.5参考书：1 周守昌主编 电路原理 北京：高等教育出版社，1999.92 王淑敏主编 电路基础常见题型解析及模拟题 西安：西北工业大学出版社，2000.23 王贻月等编 电路辅导及习题解析 大连：大连理工大学出版社，2006.74 王仲奕等编 电路习题解析 西安：西安交通大学出版社，2007.1九、说明本课程为自动化专业核心课程，建议理论学时以课堂授课+课程内训练的方式进行，其中课程内训练环节不少于 10 学时，课内授课结合仿真软件，促进学生对课程内容的理解。执笔人：执笔人：施丽莲施丽莲审核人：审核人：教学院长：教学院长：院长：院长：