《电路原理》课程教学大纲

（Principles of Electric Circuits）

学时数：48    其中：实验学时8  课外学时0   

            学分数：3

                                   课程类别：专业限选课

                                   适用专业：物理学

执笔者：（姓名  李先祥  、职称  教授  ）

审核人：（姓名  陈广义  、 职称  教授  ）

编写日期：2013年9月

一、课程简介

电路课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。通过本课程的学习，对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力有重要的作用。学习本课程要求学生具备必要的电磁学和数学基础知识。电路课程以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容。通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能，为进一步学习电路理论打下初步的基础，为学习后续课程准备必要的电路知识。

二、课程的性质、目的和任务

本课程是物理学本科专业的专业限选课。开设本课程的目的是使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能，为学习后续有关电方面的课程以及在实际工作中能正确处理基本电路问题，打下必要的电路基础理论知识。

三、课程教学的基本要求

在本课程的学习中，要求学生深刻理解、牢固掌握电路的基本定律和常用定理的应用，熟练掌握电阻电路，正弦稳态电路、一阶动态电路的基本分析计算方法。

本课程共48学时，其中课堂教学为40学时，实验教学8学时。

四、教学手段与方法

充分利用现代化的教学手段，以提高教学效率，增强教学效果。完善教学课件，丰富教学仿真实例，并将授课教案、习题、教学大纲、参考文献目录等教学资源通过课程网站开放给学生，解决学生课前预习、课后复习、自学、以及由于课堂信息量大给学生做笔记带来一定困难等问题，并有助于形成教学过程和课程建设自我约束、自我管理、健康发展的机制。 

五、考核方式与成绩评定

（一）考核方式

    为了考查学生掌握知识的应用能力和真实水平，期末理论考试采用闭卷形式。

（二）成绩评定

    采用形成性评价与终结性评价相结合。即，平时考核（20分）与期末考核（60分）相结合，另加实验考核成绩（20分），对考试成绩进行综合评定。平时考核侧重于遵守教学常规的情况、作业、课堂发言讨论的情况等综合表现。期末考试侧重于基础知识和综合分析问题的能力。实验考核主要考查学生实际动手操作能力。

六、课程的教学内容、重点和难点

   第一章  电路模型和电路定律

一、电路和电路基本物理量

1、电路和电路模型

2、电流和电压的参考方向

3、功率和能量

二、电路元件

1、电阻元件

2、电压源和电流源

3、受控源

三、基尔霍夫定律

1、基尔霍夫电流定律

2、基尔霍夫电压定律

 

重点:  正确列写KCL和KVL方程 难点:  电压、电流参考方向，真实方向概念和吸收功率和产生功率的概念

 

第二章 电阻电路的等效变换

一、电阻的等效变换

1、电阻的串并联

2、电阻Y形和Δ形联接的等效变换

二、电源的等效变换

1、电压源、电流源的串并联

2、实际电源的两种模型及其等效变换

三、输入电阻

  1、含受控源单口电路的输入电阻计算

 

重点：电源等效变换法及其在电路简化中的应用。 难点：受控源电路的计算方法。

 

第三章 电阻电路的一般分析法

一、电阻电路的一般分析法预备知识

1、 电路的图

2、KCL和KVL的独立方程数

二、电阻电路的一般分析法

1、支路电流法

2、网孔电流法

3、节点电压法

 

重点：网孔电流法，节点电压法。 难点：电路计算中如何处理带受控源支路的方法。

 

第四章 电路定理

一、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、最大功率传输定理

 

重点：戴维南定理的运用。 难点：含受控源戴维南定理的应用。

 

第六章  储能元件

一、储能元件

1、电容元件

2、电感元件

3、电容电感的串并联

 

重点：电容、电感元件的伏安关系及特性。

 

第七章 一阶电路和二阶电路的时城分析

一、动态电路的初始条件

1、动态电路方程

2、动态电路的初始条件

二、一阶电路的动态响应

1、一阶电路零输入响应

2、一阶电路的零状态响应

3、一阶电路的全响应

4、一阶电路阶跃响应

 

重点：三要素法求解一阶电路的全响应。 难点：用经典法求解电路微分方程。

 

第八章 相量法

一、相量法预备知识

1、复数

2、正弦量

二、相量法

1、相量法的基础

2、电路定律的相量形式

 

重点：正弦量的三要素及电压电流的相位关系，电路定律及元件伏安关系的相量表达。 难点：电流电压瞬时表达式与相量表达式的互相转换方法。

 

第九章 正弦稳态电路的分析

一、阻抗与相量图

1、阻抗和导纳

2、阻抗的串并联

3、电路的相量图

二、正弦稳态电路的分析

1、正弦稳态电路叠加、戴维宁、诺顿定理分析法

2、正弦稳态电路网孔电流分析法

3、正弦稳态电路节点电压法分析法

4、正弦稳态电路相量图分析法

三、正弦稳态电路的功率

1、瞬时功率、有功功率、无功功率和实在功率

2、 复功率

3、最大功率传输

四、谐振

1、 串联电路的谐振

2、并联电路的谐振

 

重点：正弦电路功率计算方法，R L C正弦电路相量图分析法。 难点：利用相量图分析电路，串并联谐振的概念和特点。

 

七、课程各教学环节要求

（一）课堂教学：在课堂教学中强调理论教学的知识性、系统性，使学生通过本课程的学习，获得必要的电路基本理论知识、基本分析方法和初步的实验技能。主要是提高学生应用理论知识解决问题的能力。

（二）实验教学：通过实验教学使学生的实验动手能力和实验技术水平得到提高，具体实验内容见实验教学大纲。

（三）课外作业：作业的基本要求是通过完成各章的习题，巩固和掌握教学的重点和难点。各章题量见学时分配。

（四）考试办法：为了考查学生掌握知识的应用能力和真实水平，期末理论考试采用闭卷形式。考试占该门课程总成绩的60％，作业和平时成绩20％，实验考核成绩20％。

八、学时分配

教学内容		各教学环节学时分配							作业 题量	备注
章节	主要内容	讲授	实验	讨论	习题	课外	其它	小计
第一章	电路模型和电路定律	7	2					9	5-8
第二章	电阻电路的等效变换	5						5	3-5
第三章	电阻电路的一般分析法	6						6	4-6
第四章	电路定理	4	2					6	3-5
第六章	储能元件	2						2	1-2
第七章	一阶电路和二阶电路的时城分析	4	2					6	2-4
第八章	相量法	4						4	2-4
第九章	正弦稳态电路的分析	8	2					10	6-9
合计		40	8					48	26-43

九、课程与其它课程的联系

本课程一般是在学生学习了高等数学和大学物理学之后开课，学生学习本课程前应具有电磁学、微积分和线性常系数微分方程的基本知识，掌握有关电学基本概念及简单电路的计算，能正确使用国际单位制。本课程的后续课程是电子技术等，应注意为后续课程打好基础。十、先修课程

本课程的先修课程主要包括《高等数学》和《大学物理》等学科基础课程。

十一、教材与教学参考书

（一）教材

邱关源，罗先觉主编.电路（9787040196719）. 北京: 高等教育出版社，2006年5月，第五版.

（二）教学参考书

[1] 李先祥，王方连，许舒勤编. 电路学习指导（7562318999）. 广州:华南理工大学出版社，2002年1月，第一版.

[2] 李瀚荪主编. 电路分析基础（9787040184709）.北京: 高等教育出版社，2006年5月，第四版.