《電路理論》教學大綱課程名稱：電路理論（CircuitTheory）課程編碼：1501XK0 課程類別：工程基礎—必修學 分：4.5分總學時：72學時適用專業(yè)：電氣工程及自動化、自動化先修課程：高等數(shù)學（A）上劉焰王昌杰一、課程性質(zhì)《電路理論》課程是電氣工程及自動化專業(yè)和自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎必修課程，課程理論嚴密，邏輯性強，有廣闊的工程背景。本課程以基爾霍夫定律為基礎，電路分析方法及定理為核心，講述了直流電路，交流電路，動態(tài)電路及其復頻率分析、雙口網(wǎng)絡。主要內(nèi)容包括基爾霍夫定律、電路元件、電阻等效變換、電源等效變換、電路分析方法及定理、交流電路及功率、三相電路、互感電路、動態(tài)電路及其拉普拉斯變換分析、雙口網(wǎng)絡等章節(jié)。學生學習該課程后，能夠掌握電路分析的基本概念和基本理論，具備分析各種復雜電路能力，并為后續(xù)課程的學習和應用打好基礎。二、課程目標（一）育人目標從培養(yǎng)學生由紅有專、德才兼?zhèn)淙姘l(fā)展的中國特色社會主義建設者和接班人出發(fā)，將育人要素和電路理論專業(yè)知識嵌入到課堂中教學，培養(yǎng)學生踏實嚴謹、求真務實、精益求精。使學生成長為心系社會并有時代擔當?shù)募夹g性人才，凝聚學生對社會主義核心價值觀的共識。課堂上讓學生既學習基爾霍夫定律、戴維南和諾頓定理，同時也學習科學家Kirchhoff，Thevenin、Norton科學精神，教學中把馬克思主義哲學辯證法與電路發(fā)展聯(lián)系起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力；通過學習最終讓學生不僅具有專業(yè)知識，同時具備愛黨、愛國、愛家積極向上正能量。（二）知識和能力目標1、掌握電路的基本概念、基本理論。熟練應用公式，掌握電路基本計算方法，熟悉電路、模型及其變換，具備分析計算簡單電路的能力，能建立雙口網(wǎng)絡特性方程。（畢業(yè)要求1.3）；2、掌握電路分析方法、電路定理，能夠分析并計算直流、交流及動態(tài)電路中電流、電壓、功率等物理量，具備分析計算復雜電路的能力。（畢業(yè)要求2.1）；課程目標畢業(yè)要求指標點課程目標11.3對所建立的數(shù)學模型和原理方程進行推演，分析其是否能滿足電氣工程領域中復雜系統(tǒng)要求。課程目標22.1能夠運用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、描述和分析電氣設備與電力系統(tǒng)中的各單元電路組成和主要參數(shù)，并能對電氣設備與電力系統(tǒng)中的復雜工程問題進行表達和建模。三、基本要求本課程以基爾霍夫定律，歐姆定律為基礎、以電阻電路的基本方法及定理為重點、以相量分析為核心，主要介紹：無源網(wǎng)路等效電路、電源等效電路、電路基本分析法及定理、正弦交流電路及功率、三相交流電路、互感電路、動態(tài)電路及其拉普拉斯變換分析，雙口網(wǎng)絡等，密切聯(lián)系電路的各種電路分析方法，做到知識的融會貫通。教學過程中要注意課程前后章節(jié)的聯(lián)系，掌握電路基本分析法及定理在電阻性電路及交流電路中的應用、動態(tài)元件構(gòu)成動態(tài)電路。在電路分析的講述中，注意培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力，對同一電路掌握電路不同的分析方法。四、課程教學內(nèi)容與學時分配分章節(jié)說明教學內(nèi)容，課時安排，并說明教學重點、主要教學模式（包括授課、自學、課堂討論、作業(yè)等）。課程教學內(nèi)容及學習要求章節(jié)內(nèi)容學時教學模式對應課程目標1電路分析的基本知識4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題12簡單電阻電路4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題13等效變換與等效電路6課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題14電路分析的基本方法及定理10課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/25正弦穩(wěn)態(tài)電路10課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/26正弦穩(wěn)態(tài)功率4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/27三相電路4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/28互感電路6課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/29濾波器與多頻率電路6課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/210動態(tài)電路的時域分析10課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/211動態(tài)電路的拉普拉斯變換分析4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1/212雙口網(wǎng)絡4課堂授課，每大節(jié)課后練習2~3題1第1章電路分析的基本知識主要內(nèi)容：1、電路和電路模型。2、電路變量及參考方向。3、基爾霍夫定律。4、電阻元件及歐姆定律。二極管的電路模型。5、電壓源與電流源及受控源。6、功率的計算。基本要求：建立實際電路與電路模型的概念。熟練掌握以下內(nèi)容：電路變量（電壓和電流）及其參考方向；電路元件及其約束關系；電功率的計算方法；基爾霍夫定律，并能正確應用KCL和KVL列寫電路方程。了解線性和非線性的概念。能力：能夠應用基爾霍夫定律分析計算簡單電路。第2章簡單電阻電路主要內(nèi)容：1、串聯(lián)電路和單回路電路。2、并聯(lián)電路和單節(jié)點電路。3、電位的計算。4、串-并聯(lián)電路的等效電阻。5、分壓公式和分流公式的應用。基本要求：熟練掌握以下內(nèi)容：電阻串聯(lián)和并聯(lián)；單回路電路和單節(jié)點電路的計算；電路中開路和短路的概念。掌握電位的計算、分壓和分流公式的應用。能力：能夠簡化電路，且正確應用分壓公式及分流公式。第3章等效變換與等效電路主要內(nèi)容：1、無源網(wǎng)絡等效變換。2、電源等效變換。3、含受控源的等效變換。4、電阻的Ｙ－△等效變換。5、電橋電路6、運算放大器電路，含運算放大器電路分析。基本要求：熟練掌握等效和等效變換概念；串聯(lián)和并聯(lián)電阻電路的計算；星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的等效變換；電橋電路與對稱網(wǎng)絡；非理想電源的等效變換，含受控源的等效電阻的計算。能力：能夠?qū)o源網(wǎng)路計算等效電阻，特別是含受空源等效電阻的計算，有源電路等效變換。第4章電路分析的基本方法主要內(nèi)容：1、網(wǎng)孔分析法。2、節(jié)點分析法和彌爾曼定理。3、齊性原理與疊加定理。4、替代定理。5、戴維南和諾頓定理。7、最大功率傳輸定理。8、對偶原理。基本要求：牢固掌握網(wǎng)孔法、節(jié)點法的原理、方程的列寫和計算。掌握兩個節(jié)點的節(jié)點方程（彌爾曼定理）。熟練掌握疊加定理；戴維南定理和諾頓定理的內(nèi)容、適用條件及應用。理解匹配的概念和掌握最大功率傳輸定理及應用。能力：能夠應用網(wǎng)孔法、節(jié)點法、疊加定理；戴維南定理和諾頓定理、最大功率傳輸定理分析并計算復雜電阻性電路。第5章正弦穩(wěn)態(tài)電路主要內(nèi)容：1、正弦波與相量。2、頻域下的三個基本元件。3、頻域下的電路定律4、RLC串聯(lián)和RLC并聯(lián)電路。5、簡單電路分析。6、復雜電路分析。7、相量圖分析基本要求：深刻理解下列概念：正弦波的振幅（最大值）、角頻率、相位和初相位，正弦波的瞬時值、有效值、相位差、超前、落后，正弦波的相量，相量圖，電壓三角形，電流三角形，感性、容性、阻抗、導納、電抗、電納。熟練掌握電路元件RLC的電壓-－電流關系的相量形式；阻抗、導納及其等效互換。深刻理解相量法的基本概念及其在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的作用，并能熟練運用相量法計算正弦穩(wěn)態(tài)電路。能力：相量形式下能夠分析簡單交流電路及復雜交流電路，應用相量圖分析簡單電路。第6章正弦穩(wěn)態(tài)功率主要內(nèi)容：1、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率及意義。2、功率因數(shù)及其提高。3、最大功率傳輸。基本要求：深刻理解下列概念：有功功率、無功功率、視在功率、復功率和功率因數(shù)；功率三角形。熟練計算正弦穩(wěn)態(tài)電路的有功功率。了解功率因數(shù)及其提高和最大功率傳輸。能力：能夠計算交流電路各種功率，靈活應用功率三角形分析計算功率因數(shù)及其提高。理解最大功率傳輸。第7章三相電路主要內(nèi)容：1、三相電路的基本概念2、對稱三相電路的計算3、不對稱三相電路的計算4、三相電路的功率及測量5、三相系統(tǒng)的配電方式基本要求：深刻理解三相電路的連接方式，對稱三相制的概念，相序、相電壓、相電流、線電壓、線電流、三相電路功率等概念。熟練掌握對稱三相電路的分析與計算。了解不對稱三相電路的分析與計算。能力：利用線電量與相電量的關系，分析并計算對稱三相電路。簡單不對稱三相電路能夠計算。第8章互感電路主要內(nèi)容：1、耦合電感的伏安關系。2、含耦合電感電路的計算。3、空心變壓器電路分析。4、理想變壓器電路分析。5、特殊變壓器,實際變壓器的特性。基本要求：理解耦合電感的伏安關系，同名端。熟練運用相量法計算含耦合電感電路的電壓、電流及功率；掌握去耦等效電路的方法。了解空心變壓器電路的反映阻抗法。理解理想變壓器模型的伏安關系；掌握理想變壓器的阻抗變換作用以及含理想變壓器的分析方法。了解特殊變壓器,實際變壓器的特性。能力：能夠應用耦合電感的伏安關系、去耦等效電路、空心變壓器電路的反映阻抗法分析并計算耦合電路；能夠應用理想變壓器模型的伏安關系分析并計算含理想變壓器電路。第9章濾波器與多頻率電路主要內(nèi)容：1、電路頻率響應。2、帶通網(wǎng)絡與串聯(lián)諧振。3、并聯(lián)諧振。4、諧振濾波器,有源濾波器5、多頻率電路的平均功率和有效值。6、多頻率電路的分析。基本要求：掌握串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、諧振頻率、特性阻抗、品質(zhì)因素、通頻帶和選頻的概念；低通、高通和帶通的概念。熟練掌握有效值、平均值、平均功率和多頻電路的計算。了解濾波及濾波電路的概念。能力：能夠分析并計算諧振電路及多頻電路電路。第10章動態(tài)電路的時域分析主要內(nèi)容：1、動態(tài)網(wǎng)絡與換路定律。2、RC電路的響應。3、一階電路的三要素法。4、二階電路方程的建立。5、零輸入響應的性質(zhì)。6、直流輸入的全響應。基本要求：深刻理解和掌握動態(tài)元件、動態(tài)電路、過渡過程、換路定則、初始條件和時間常數(shù)等概念。熟練掌握一階動態(tài)電路微分方程的建立和求解；熟練計算零輸入響應、零狀態(tài)響應、全響應、暫態(tài)分量和穩(wěn)態(tài)分量的計算。牢固掌握求解一階動態(tài)電路的三要素法。深刻理解RLC電路有可能產(chǎn)生過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼、自由振蕩的四種工作狀態(tài)的概念及產(chǎn)生的條件。了解二階RLC串聯(lián)與RLC并聯(lián)電路微分方程的建立與各類響應的求解。能力：能夠分析并計算一階電路，深刻理解二階電路的四種工作狀態(tài)。第11章動態(tài)電路的拉普拉斯變換分析主要內(nèi)容：1、拉普拉斯變換與反變換。2、單個元件的S域模型。3、動態(tài)電路的S域模型。4、動態(tài)電路S域計算。基本要求：掌握幾個基本常用函數(shù)的拉普拉斯變換，部分分式法的反變換方法。理解R、L、C單個元件的S域模型，幾種S域模型的關系。掌握一般動態(tài)電路的S域模型的步驟，用拉普拉斯變換分析動態(tài)電路的方法。能力：能夠有拉普拉斯變換及反變換分析動態(tài)電路。第12章雙口網(wǎng)絡主要內(nèi)容：1、雙口網(wǎng)絡的基本概念。2、雙口網(wǎng)絡的Ｚ參數(shù)和Ｙ參數(shù)。3、雙口網(wǎng)絡的Ｔ參數(shù)和Ｈ參數(shù)。4、雙口網(wǎng)絡的等效電路。基本要求：掌握雙口不含獨立電源時的Z和Y方程及其參數(shù)。了解二端口的等效電路，具有端接二端口的分析方法。能力：能夠?qū)﹄娐方⑻匦苑匠獭Ｎ濉⒔虒W方法本課程具有基本概念多、電路分析方法靈活等特點，是大學階段最難學的課程之一。是本專業(yè)第一門專業(yè)基礎課，與先修課程相比，無論在基本概念還是分析方法等方面都有很大的不同，使得學生在初學階段極不適應。因此，任課教師在上課期間應加強對學生學習思維和學習方法的引導和轉(zhuǎn)變。其教學方法和手段如下：以“互動式”方法為主導，實施“以學生為主體、以教師為主導”的基于探索和研究的教學模式。精選講課內(nèi)容，精講重點難點，精講電路分析方法，注重解題的靈活性。采用線上與線下教學及答疑形式，每次課后布置習題。為學生推薦與本課程相關的慕課，在課外觀看部分教學內(nèi)容的視頻，擴大學生的知識面，分享一流大學的優(yōu)質(zhì)教學資源。六、考核及成績評定方式1．考核標準與成績評定課程考核包括平時成績、期末考試兩個部分。平時成績（百分制），包括考勤課堂討論、作業(yè)等。平時成績評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握電路的基本概念、基本理全勤，作業(yè)中基本缺一次課，作業(yè)中缺課，作業(yè)中基本缺課，作業(yè)中基本論。熟練應用公式，掌握電路概念清晰、公式應基本概念清晰公式概念清晰、公式應概念清晰、公式應基本計算方法，熟悉電路、模用正確、應用電路應用正確、應用電用正確、應用電路用正確、應用電路型及其變換，具備分析計算簡分析方法、電路定路分析方法、電路分析方法、電路定分析方法、電路定單電路的能力。掌握電路分析理，正確分析并計定理，正確分析并理，分析并計算直理，分析并計算直方法、電路定理，能夠分析并算直流、交流及動計算直流、交流及流、交流及動態(tài)電流、交流及動態(tài)電計算直流、交流及動態(tài)電路中態(tài)電路中電流、電動態(tài)電路中電流、路中電流、電壓、路中電流、電壓、電流、電壓、功率等物理量，壓、功率等物理量。電壓、功率等物理功率等物理量時出功率等物理量時錯具備分析計算復雜電路的能量。現(xiàn)錯誤。誤較多。力。期末考試（百分制）閉卷，題型包括：選擇填空題、分析與計算題。課程期末考試考核內(nèi)容與評價標準基本要求評價標準比例（%）優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）目掌握電路的基本概念、基本概念清晰、基本概念清晰、基本概念清晰基本概念、基本標基本理論。熟練應用公基本理論熟練、基本理論熟練、基本理論熟練、理論不太熟練、1式，掌握電路基本計算公式應用正確、公式應用正確、公式應用正確、公式應用模糊、方法，熟悉電路、模型熟悉電路、模型熟悉電路、模型電路、模型及其電路、模型及其及其變換，具備分析計及其變換，對簡及其變換，對簡變換不太熟練，變換出現(xiàn)較多錯40算簡單電路的能力，能單電路能很好單電路能較好地對簡單電路分誤，對簡單電路建立雙口網(wǎng)絡特性方地分析計算。分析計算。析計算比較模分析計算比較模程。糊。糊。目掌握電路分析方法、電應用電路分析應用電路分析方應用電路分析應用電路分析方標路定理，能夠分析并計方法、電路定法、電路定理，方法、電路定法、電路定理，2算直流、交流及動態(tài)電理，正確分析并正確分析并計算理，正確分析計分析并計算直路中電流、電壓、功率計算直流、交流直流、及動態(tài)電算直流中電流、流、交流及動態(tài)等物理量，具備分析計及動態(tài)電路中路中電流、電壓、電壓、功率等物電路中電流、電60算復雜電路的能力。電流、電壓、功功率等物理量。理量。動態(tài)電壓、功率等物理率等物理量。交流電路計算良路、交流電路計量時錯誤較多。好。算一般。注：該表格中的比例為期末考試試卷成績比例。成績評定為：考試成績*70%+平時成績*30%。2．課程目標達成評價表2《電路理論》課程目標達成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱電路理論課程性質(zhì)工程基礎，必修學時學分72/4.5開課學期專業(yè)班級考核方式考試，閉卷任課教師：評價人員：課程組長，命題教師，閱卷教師二、課程目標達成評估課程目標支撐指標點課程目標評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分達成度值KMi評價方式1.3對所建立的數(shù)學模型和原理方程進行推演，分析其是否能滿足電氣工程領域中復雜系統(tǒng)要求。目標1：掌握電路的基本概念、基本理論。熟練應用公式，掌握電路基本計算方法，熟悉電路、模型及其變換，具備分析計算簡單電路的能力，能建立雙口