合肥工业大学电路理论教学大纲

教学大纲

目录

课程教学大纲 (2)

实验教学大纲 (6)

《电路理论》教学大纲

总学时：128 课堂教学：98 实验/上机：30 学分：8

教学大纲的说明

一、课程的目的与任务：

电路是电类（特别是强电类）诸如电气工程、自动化、生物医学工程等专业的一门重要的技术基础课，是各个专业课的桥梁和纽带。

它的任务：通过该课程的学习，使学生初步掌握电路理论、及其基本分析方法、并锻炼实验的基本技能，并为学习后续课程打下扎实的基础。同时通过学习，可以加强能力培养和严谨的学风训练。

二、课程的基本要求：

1、熟练掌握基尔霍夫定律和电阻、电感、电容以及独立源、受控源等电路元件的电压电流关系。牢固掌握电路中电压电流的参考方向的概念。

2、充分理解并能运用线性电路的基本分析方法：结点法、支路法、回路法和迭加定律、替代定律、戴维南定理、诺顿定理等电路的基本定律和定理，有源和无源的等效电阻、输入电阻以及Y-⊿变换。

3、掌握电感、电容的动态特性的概念熟练掌握一阶电路的时域分析方法，掌握二阶电路的时域分析方法，并能列写其状态方程。充分理解时间常数、零状态响应、零输入响应、全响应、自由分量、强制分量等概念。理解电路的单位阶跃响应与单位冲激响应。能掌握和运用拉普拉斯变换分析和计算一阶、二阶电路。

4、熟练掌握正弦量的有效值、频率、相位和初相位及相位差的概念，相量的概念、相量图的作法、复阻抗、复导纳及其相互变换。能熟练掌握和运用相量法分析计算正弦电流电路（包括磁耦合电路、三相电路）。了解非正弦电路的分析方法。

5、掌握现代电路分析的基本理论，初步了解大型网络和电路的分析方法以及计算机在电路分析中的应用。

6、了解非线性电路的一些基本特点和分析方法。

7、能正确的使用国际单位制。

三、与其他课程的联系与分工：

前期课程主要为：高等数学、复变函数、积分变换，线性代数，大学物理。

本门学科是后续电子技术（数电、模电）、微机原理的重要前提。

四、教学形式与学时分配

五、本课程的性质及适用对象：

课程为技术基础课，电气工程及其自动化专业、自动化专业、生物医学工程专业的必修课。

教学大纲内容：

第1章：电路的基本概念和基本定律：

电路与电路的模型，电压、电流及其参考方向，功率、能量，电路元件，电阻元件、电感元件、电容元件，电压源和电流源，受控源、基尔霍夫定律。

教学提示：

本章是电路的基础，要求学生掌握集总电路的模型元件的电压电流约束方程和基尔霍夫定律。

第2章：电阻的分析方法：

等效定义，串、并联电阻的等效电阻，△-Y变换，电压源、电流源的串联和并联，实际电源的两种等效模型及其等效变换，分压、分流及电位的计算，输入电阻的计算。电路的拓扑图的概念，图知识中图、回路、树、割集等概念；KCL、KVL方程独立数，支路电流法，网孔法、回路法，结点法。

教学提示：

本章要求熟练掌握建立等效的概念，熟练掌握等效电阻计算；熟练掌握电源的两种等效变换；熟练计算输入电阻。握电路的树（T）、基本回路、基本割集概念；了解支路法；熟练掌握网孔法、回路法、结点法分析电阻电路。

第3章：电路定理及应用

迭加定理、替代定理、戴维南定理和诺顿定理，特勒根定理、互易定理，*对偶定理。

教学提示：

熟练掌握迭加定理、戴维南定理和诺顿定理、特勒根定理、互易定理的应用，能够做到

举一反三；其中重中之重的是迭加定理和戴维南定理。一般了解替代定理、*对偶定理。

第4章：动态电路：

动态电路方程，过渡过程等概念、换路定律和电路的初始条件的确定，零输入响应：无源RC、RL电路的分析；时间常数；零状态响应：RC、RL与直流电源接通的电路分析，三要素法、全响应、暂态与稳态、自由分量与强制分量、单位阶跃函数和单位冲激函数及其关系。单位阶跃响应与单位冲激响应。二阶电路的零输入响应、固有频率、振荡频率、谐振频率、RLC串联电路的零状态响应。*RLC串联电路的阶跃响应、冲激响应。状态变量及状态方程知识。

教学提示：

熟悉储能元件的初值的求解；熟悉过渡过程、换路定律、零输入响应、零状态响应、全响应、暂态与稳态、自由分量与强制分量、单位阶跃响应、单位冲激响应等基本概念。

一般掌握二阶电路过渡过程的零状态、零输入、阶跃、和冲激响应的基本概念，熟悉和理解典型RLC元件串联和并联时的二阶电路的过渡过程解的欠阻尼、临界、过阻尼的三种情况，基本掌握临界电阻的计算。

充分掌握电路状态方程的编写，熟悉采用特有树方法。

第5章：正弦稳态电路

*复数的复习，正弦量的三要素，相位差、有效值、相量法基础。KCL、KVL、VCR的相量形式。复阻抗、复导纳及其等效变换和串、并联和相量图；正弦电流电路的功率、功率因数、复功率；最大功率的获得。

教学提示：

正确了解相量法基础的基础，熟练掌握复阻抗、复导纳的计算及等效分析；充分掌握相量图分析正弦电流电路的功率、复功率以及电量的求解；熟悉功率因数提高的物理意义及相关计算；最大功率匹配的条件。

第6章：三相电路：

三相电路的连接方式，线值与相值的关系，对称三相电路的计算、不对称三相电路的概念、三相电路的功率。

教学提示：

充分掌握对称三相电路的单相归一分析；一般了解四种三相电路的组成掌握采用相量图分析三相电路的电流、电压以及其相位的关系，掌握三相电路功率的二功率表测量方法的物理意义和计算分析。一般了解不对称三相电路的概念。

第7章：耦合电感电路：

互感、同名端、具有互感电路的计算；空心变压器电路分析和反映阻抗、理想变压器和折合阻抗，实际变压器的模型。

教学提示：

了解同名端的物理意义以及判断方法；充分掌握两个具有互感的线圈连接在稳态正弦交流电路中电路的电量、功率等的分析计算；掌握空心变压器的分析方法充分掌握理想变压器的电压、电流、阻抗、功率等分析计算。

第8章：非正弦周期电路

非正弦周期电流、周期函数分解为傅立叶级数、有效值、平均值和平均功率，非正弦周期电流电路的分析。*傅立叶级数的指数形式、*傅氏积分、*高次谐波。

教学提示：

了解谐波分析的概念，初步了解奇函数、偶函数、镜对称函数的傅立叶展开级数的特点；充分掌握有效值、平均功率的计算；熟悉采用迭加方法分析非正弦周期电流电路的过程。

第9章：频率响应与谐振电路

电路的频率响应、串联电路的谐振、串联谐振电路的谐振曲线、品质因数、选择性、并联电路的谐振。*耦合电路的谐振。

教学提示：

充分了解电路的频率响应概念，一般了解串联谐振电路的谐振曲线、品质因数、选择性等知识，充分了解串联谐振、并联谐振电路的谐振频率分析与计算。

第10章：拉氏变换及应用：

拉普拉斯变换的定义及其性质，拉普拉斯反变换，电路元件电压、电流关系的运算形式，基尔霍夫定律的复运算形式，运算阻抗或运算导纳、运算分析法分析动态电路。网络函数的定义及其性质，网络函数的零、极点；零点、极点与冲激响应；卷积知识。

教学提示：

了解拉普拉斯变换的定义及其性质，以及拉普拉斯反变换；熟练掌握采用运算方法分析过渡过程；特别是分析非恒定直流激励下的一阶、二阶等过渡过程。

掌握网络函数的定义和的计算；一般了解网络函数的零、极点；零点、极点与冲激响应的关系；了解网络函数的零点、极点与频率响应的关系，运用网络函数的知识计算冲激响应。

第11章：二端口网络及多端元件：

二端口网络及其方程的矩阵形式、二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数；二端口网络的转移函数；二端口网络的联接；互易的二端口、含源二端口、运算放大器的电路模型，掌握具有理想运算放大器电阻电路的分析。了解回转器和负阻抗变换器。

教学提示：

熟悉二端口网络的定义，并且能够计算线性无源二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数；一般了解转移函数；二端口网络的联接等知识；了解多端元件、含源元件、一般了解运算放大器的等效电路及端口特性，掌握分析具有理想运算放大器电阻电路的传递函数。并且能够分析回转器或含有回转器元件的线性网络的分析了解负阻抗变换器知识。

第12章：非线性电阻电路的分析：

非线性电阻元件，简单的非线性电阻电路分析，非线性电阻电路的静态工作点和负载线、分段线性化方法；非线性电容元件的库——库伏特性；非线性电感元件的磁通链——电流特性；非线性电路方程的编写；小信号分析法；含有二极管的电路

教学提示：

充分掌握非线性电阻元件，简单的非线性电阻电路分析；充分掌握小信号分析法分析含有非线性电阻元件的电阻电路的方法；本章的其他知识一般了解。

第13章：电路分析的计算机方法初步：

电路拓朴矩阵及KCL、KVL方程；回路电流方程的矩阵形式、结点电压方程的矩阵形式。

教学提示：

充分熟悉关联矩阵列写、一般了解（基本）割集矩阵的列写、（基本）回路矩阵的列写；熟悉结点分析法列写电路方程的矩阵形式；一般掌握回路电流分析法列写电路方程的矩阵形式；初步了解电路方程矩阵形式的计算机方法中输入、求解、程序的大致结构。

建议教材与主要参考书

建议教材：《电路分析》刘健主编，电子工业出版社 2005年4月。

主要参考书：《电路》（第四版），邱关源主编，高等教育出版社，1999年6月；

《电路原理》（第三版），江泽佳主编，高等教育出版社， 1992年5月。

《电路分析基础》（第三版），李瀚逊主编，高等教育出版社，1993年4月。

实验内容见：《电路理论》课程实验教学大纲

《电路理论》课程实验教学大纲

一、实验目的

《电路理论》实验为电气类专业大学本科生的技术基础实验课。通过该实验，使学生加深书本知识的理解，锻炼和提高学生的动手能力，为学习后续课程打下一定基础。

二、实验基本原理

《电路理论》实验主要介绍电路理论的基本原理、基本方法。实验原理依据相应课程的基本知识设置，通过学生自主地实验，运用电工和电子仪器、仪表，掌握基本的电气测量和调试手段，获取相关的实验数据，处理后再结合必要的计算机仿真和理论分析，加深对理论知识的理解。

三、实验基本要求

实验要求学生学完本课程相关知识之后进行，同时要求学生在做实验之前，预习实验指导书，写出实验预习报告，对实验设备和仪器仪表会操作使用。实验时，在教师讲解完实验内容后，对于验证性实验要求学生独立操作完成。而综合性实验要求学生能够在教师辅导下完成。

四、主要仪器设备

直流稳压稳流电源、数字万用表，示波器、低频信号发生器、电路实验装置、电工实验装置、计算机等。

五、课程的学时学分

总学分：8 总学时：128 实验/上机： 30

六、适用专业

自动化、电气工程及其自动化、生物医学工程

1、《电工基础实验指导书》。刘良成编，中国科学技术大学出版社，2001.9。

2、《电工基础实验指导书》（第2版讲义），2006.9。