《电路原理》理论教学大纲（信息与计算科学）

《电路原理》理论教学大纲

（供四年制本科信息与计算科学专业使用）

Ⅰ 前言

《电路原理》课程是电路理论的入门课，它是一门计算机专业的重要技术基础课，也是理论严谨，逻辑性强的课程。对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学作风和提高学生的分析问题、解决问题的能力，都有十分重要的作用。

通过对本课程的学习，是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基本技能，并为后续课程准备必要的电路基础知识。

本课程是建立在数学的基础上，与微积分、微分方程、线性代数和复变函数紧密联系，而且还以物理学和电磁学为基础进行教学。

本大纲适用于四年制本科信息与计算科学专业学生使用中有关问题说明如下：

一 为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章均由教学目的和教学内容三部分组成。 二 教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同的教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。 教学目的要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与要求级别对应，并统一标示（核心内容既知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示）便于学生重点学习。 三 总教学参考学时为74学时，理论与实验学时之比54∶20，即讲课54学时，实验20学时。 四 教材：《电路原理》，高等教育出版社，周守昌，2版，2004年。

Ⅱ 正文

上册

第一章 基尔霍夫定律和电阻元件

一 教学目的

让学生初步建立电路模型的概念，了解基尔霍夫定律，知道等效电阻的概念和支路分析的方法。

二 教学要求

（一）建立电路模型的概念、电压电流的参考方向、建立电路元件的特性方程； （二）介绍电路基尔霍夫定律，明确电路元件的互联性质； （三）介绍等效电阻的概念和支路分析的方法。

三 教学内容

（一）电路和电路模型：

电路、电路模型、电路的几种形式。 （二）电流和电压的参考方向

电流、电流的参考方向、电压、电压的参考方向、功率。 （三）基尔霍夫定律

电路的几个术语：支路、节点、回路、网孔，基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律。 （四）电阻元件

二端电阻、线性电阻、功率与能量。 （五）独立源

独立电压源、独立电流源。 （六）受控源

电压控电流源、电流控电压源、电压控电压源、电流控电流源。 （七）支路分析法

支路电压法、支路电流法。

第二章 电阻电路的分析

一 教学目的

掌握电阻电路的各种分析方法。

二 教学要求

（一）了解线性电路的概念，及其齐次性和可加性，掌握叠加原理； （二）掌握戴维宁等效电路和诺顿等效； （三）熟悉三角和星型变换公式；

（四）掌握节点电流法和回路电压法的分析方法。

三 教学内容

（一）线性电路的性质.叠加定理

线性电路的齐次性、线性电路的叠加性。 （二）戴维宁定理

开路电压、等效电阻。 （三）诺顿定理

短路电流、等效电阻。 （四）有伴电源的等效变换

有伴电压源、有伴电流源。

（五）星型电阻网络和三角型电阻网络的等效变换

星型电阻网络变三角型电阻网络变换条件。 （六）节点分析法

参考电压、节点电压。 （七）回路分析法

参考方向、回路电流。

第三章 动态元件和动态电路导论

一 教学目的

初步了解动态电路，掌握它们的特性，知道含有动态电路的分析方法。

二 教学要求

（一）熟悉并掌握电容元件、电感元件及耦合电感元件的伏安特性； （二）熟练掌握含有动态元件的电路的输入输出方程；并确定方程的阶数与动态元件的个数之间 的关系；

（三）明确换路的概念、初始条件和初始状态是求解动态元件方程的必要条件； （四）了解零输入响应、零状态响应及全响应概念，掌握求解方法。

三 教学内容

（一）电容元件

电容元件、端电压与电流的约束关系、电容电压的连续性、时间常数、电容的贮能 （二）电感元件

电感元件、端电压与电流的约束关系、电感电流的连续性、时间常数、电感的贮能 （三）耦合电感元件

耦合电感元件、端电压与电流的约束关系、互感、图示和同名端。 （五）动态电路的输入-输出方程

动态电路、串联（单回路）电路的输入-输出方程、复杂电路的输入-输出方程 （六）初始状态和初始条件

初态、零状态、 （七）零输入响应

零输入、n阶动态电路零输入响应、特征根 （八）零状态响应

零状态、n阶动态电路零状态响应、强制响应、自然响应 （九）全响应

定义、特征

第四章 一阶电路和二阶电路

一 教学目的

详细了解一阶零输入响应和阶跃响应的物理过程、节点特征及其曲线形式。

二 教学要求

（一）熟悉一阶零输入响应和阶跃响应的物理过程、节点特征及其曲线形式； （二）了解并掌握一阶电路中的一个重要参数—时间常数的概念和意义；

（三）熟练掌握一阶电路对阶跃响应的全响应，及三要素法求解全响应的方法和使用条件。

三 教学内容

（一）一阶电路的零输入响应

RC零输入响应、RL零输入响应 （二）一阶电路的阶跃响应

阶跃函数、RC电路的阶跃响应、RL电路的阶跃响应 （三）一阶电路对阶跃响应的全响应

一阶电路对阶跃响应的全响应、三要素法。

第五章 正弦电流电路的导论

一 教学目的

初步了解正弦电流电路的特性，及含有正弦电流电路的分析方法。

二 教学要求

（一）了解正弦电流电路表示及其幅值、频率、角频率及初相的概念； （二）熟悉正弦稳态响应的概念，及向量概念的引入和正弦向量的表示； （三）掌握基尔霍夫的向量形式，各元件伏安特性的向量表示； （四）熟练掌握导纳与阻抗的概念及阻抗串并联运算法则。

三 教学内容

（一）正弦电压和电流的基本概念

正弦电流电路表示及其幅值、频率、角频率及初相、有效值 （二）线性电路对正弦激励的响应.正弦稳态响应

正弦稳态响应

（三）正弦量的相量表示法

简单复数的四则运算、线性网络的齐次性、幅值相量、有效值相量、相量图。 （四）基尔霍夫定律的相量形式

KVL的相量形式、KCL的相量形式 （五）电路元件方程的相量形式

电阻元件的相量形式、电容元件的相量形式、电感元件的相量形式、耦合电感元件的相量形式、受控源的相量形式 （六）阻抗与导纳

三种元件的阻抗与导纳、阻抗与导纳的关系 （七）阻抗的串联和并联

阻抗的串联、导纳的并联

第六章 正弦电流电路的分析

一 教学目的

了解和掌握正弦电流电路的各种功率参数的概念和求解方法。

二 教学要求

（一）在向量模型下掌握回路电流和节点电压的分析方法；

（二）了解瞬时功率、平均功率、视在功率、功率因数、复功率、有功功率及功功率的概念，了

解功率守恒条件；

（三）掌握谐振概念，串并联谐振频率特征，品质因数的确定频率响应； （四）了解含有耦合电感元件的电路计算，理想变量器的基本特征。

三 教学内容

（一）正弦电流电路的向量分析

相量空间、回路电压法、节点电流法、网络定理 （二）正弦电流电路中的功率

瞬时功率、平均功率、视在功率、功率因数、复功率、有功功率及功功率、功率守恒条件 （三）谐振电路

串联谐振电路、并联谐振电路、谐振条件、品质因数、频率响应 （四）含有耦合电感元件的正弦电流电路

顺接、反接、耦合系数 （五）理想变量器

理想变压器、特性方程

第七章 三相电路

一 教学目的

初步了解三相制的三角和星型连接情况下线参数和相参数的关系。

二 教学要求

（一）了解对称三相电源； （二）了解对称三相制的三角和星型连接情况下线电压和相电压的关系，线电流和相电流的关系。

三 教学内容

（一）对称三相电压 （二）三相制的联接法

三相制的三角和星型连接、线电压和相电压的关系、线电流和相电流的关系

第十章 电路的复频域分析

一 教学目的

让学生知道电路的另外一种分析方法--复频域分析法。

二 教学要求

（一）了解针对电路求响应的另一种分析方法

（二）熟悉了解在复频域情况下基尔霍夫定理、各元件的伏安特性的表示形式。

三 教学内容

拉普拉斯变换的一般性质---拉普拉斯变换四则运算 （一）基尔霍夫定律的复频域形式

KCL的复频域形式、KVL的复频域形式

（二）电路元件的复频域模型.复频域阻抗和复频域导纳

电阻、电容、电感的复频域模型.复频域阻抗和复频域导纳

下册

第四章 二端口网络

一 教学目的

了解和掌握二端口网络的各种矩阵形式和各参数的物理含义、计算方法及各种连接形式下的参数计算方法。

二 教学要求

（一）了解二端口网络的各种矩阵形式和各参数的物理含义； （二）掌握二端口网络的各种矩阵各参数的计算方法； （三）熟悉二端口网络的各种连接形式下的参数计算方法。

三 教学内容

（一）概述

（二）二端口网络的开路阻抗矩阵

开路电压、阻抗矩阵

（三）二端口网络的短路导纳矩阵

短路电流、导纳矩阵

（四）二端口网络的传输参数矩阵

输入端、输出端、传输参数矩阵 （五）二端口网络的联接

二端口网络的串联、二端口网络的并联、二端口网络的接连

Ⅲ 教学组织与方法

一 实施机构：由基础医学院物理教研室执行。

二 组织内容：试讲、教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。 三 教学方法：

1.理论教学：采用启发式、讨论式、交换式课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。

核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主，一般内容以自学为主。

2.实验教学：实验分组（19人/实验室），学生每个人独立操作。 3.辅导形式：辅导讲义、课堂答疑，网络查询。

四 考核办法：采用闭卷考试，教学测量：理论考试占70℅，实验占20℅，平时成绩占10℅。

Ⅳ 教学时数分配表

讲课内容 基尔霍夫定律和电阻元件 电阻电路的分析 静态电路习题课 动态元件及动态电路导论 一阶电路与二阶电路 正弦电流电路导论 正弦电流电路分析 动态电路习题课 三相电路 电路的复频域分析 二端口网络 合计

教学手段 CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI 时数 7 8 2 8 6 8 8 2 1 2 2 54 实验内容 电路元件VCR特性测绘 叠加原理验证 戴维南定理---等效参数测定 RLC串联谐振电路的研究 双口网络的测试 时数 4 4 4 4 4 类型 验证型 验证型 验证型 验证型 验证型

各章节教学学时分配

讲课内容 电路和电路模型 电流和电压的参考方向 基尔霍夫定律、 电阻元件 独立源、受控源 支路分析法 线性电路的性质.叠加定理 戴维宁定理、 诺顿定理 有伴电源的等效变换、星型电阻网络和三角型电阻网络的等效变换 节点分析法、回路分析法 静态电路习题课 电容元件、电感元件 耦合电感元件、 动态电路的输入-输出方程 初始状态和初始条件、零输入响应 零状态响应、 全响应 一阶电路的零输入响应 一阶电路的阶跃响应 一阶电路对阶跃响应的全响应 教学手段 CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI 时数 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 电路元件伏安特性测绘 叠加原理验证 戴维南定理---等效参数测定 RLC串联谐振电路的研究 实验内容 时数 4 4 4 4 验证型 验证型 验证型 验证型 类型 正弦电压和电流的基本概念、线性电CAI 路对正弦激励的响应.正弦稳态响应 正弦量的向量表示法 基尔霍夫定律的向量形式 电路元件方程的向量形式 阻抗与导纳 阻抗的串联和并联 正弦电流电路的向量分析 正弦电流电路中的功率 谐振电路 含有耦合电感元件的正弦电流电路 理想变量器 动态电路习题课 对称三相电压、三相制的联接法 拉普拉斯变换的一般性质 CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI CAI 基尔霍夫定律的复频域形式 二端口网络 合计 CAI 2 54 双口网络的测试 4 20 验证型

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