电路原理
1000+ 人选课
更新日期:2025/10/23
开课平台学银在线
开课高校中南民族大学
开课教师樊金荣张志俊魏红昀黄卓吴超
学科专业工学电子信息类
开课时间2025/09/01 - 2026/02/26
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

没有了电,你在干什么呢?那个贴着“高压危险请勿靠近”的变压器是啥样子?崇山峻岭中的电网是怎样高效传输电能的?请带着你的好奇心,走进《电路原理》课堂,我们将实际物理器件抽象为用数学表达式描述的理想元件,将动态复杂变化的网络转化为不同情形下的静态模型。用数学工具来对电路模型进行分析,用工程计算语言来完成电压、电流、功率等参数的求解,逐步引导认识当代元器件,掌握电路核心分析方法。在理论学习中,大量生活有关电路实例会呈现,如汽车电池充电,三相照明系统故障等等,将理论与实践相融合,完成从物理电路转换为抽象模型,再从理论计算到实际应用的两次学习过程转换。通过对本课程的学习,你将会树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观念,你的科学思维能力、分析计算能力、实验动手能力和科学归纳能将得到显著的提高。

《电路原理》是自动化类本科生专业的核心学科基础课程,控制科学的视角来分析电路中的电磁现象,研究其基本规律及分析方法,重点在于电路理论的基础知识和基本方法。课程共有9章,前4章(电路原理1)延续高中物理中的线性电阻、电源元件为对象,给出电路最基本定律---基尔霍夫定律,引出电路的等效变换,从工程思维的角度进行计算和分析,用电路定理来简化电路的分析与计算。第5章和第6章引入更多元器件——电容、电感、互感、变压器等,用数学语言和工具,如复数、向量和微分方程来描述电路的特性,应用前4章的定理和方法来分析计算电路参数,将时域扩展到频域。第7章将单相稳态电路扩展到三相稳态电路;第8章给出相对于稳态电路的暂态电路分析;第9章将一端口电路扩展到二端口网络,形成系统的框架,为后续《信号与系统》等专业课程奠定基础。课程内容由浅入深,从简到繁,循序渐进地引导大家掌握电路理论基础知识及电路分析方法。课程具有理论严密、逻辑性强,有广阔的工程背景,是控制科学技术的重要理论基础之一。课程充分体现基础性和系统性,课程内容将自动化类基础学科课程《模拟电子技术》和《数字电子技术》有关电路知识进行融会贯通。欢迎你来到《电路原理》课堂,从这里出发,你将会发现电类世界之间的有机联系,掌握工程类课程思维模式,探索控制科学的奥秘。

你将收获什么?


 

课程知识点

 
 

学习收获

 
 

基尔霍夫定律、正弦电信号的向量表达形式、电路过渡过程微分方程求解。

 
 

掌握工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂自动化领域工程问题。

 
 

等效变换、化简分析、戴维南定理、耦合电路去耦等效、变压器理想化条件分析。

 
 

学会问题分析:能够应用数学、自然科学基本原理,识别、表达、分析自动化领域工程问题,以获得有效结论。能够针对自动控制系统或过程选择正确、可用的数学模型。

 
 

电路定理的应用,参数的分析与设计,功率因数提高、功率的测量、电路故障分析与参数检测。

 
 

掌握设计/开发解决方案:能够对复杂自动化领域工程问题进行分析和提炼,设计解决方案。能够设计满足特定需求的自动控制系统、设备和过程,并能够体现创新意识。

 

 

 
 

对应课程实验有验证性,分析误差;有综合设计性,设计电路满足性能指标。

 
 

树立研究意识:能够基于科学原理并采用科学方法对自动化领域工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

 
 

电路分析将各种方法转换为标准矩阵形式,由工程计算工具来完成计算;实验中用仿真软件分析。

 
 

掌握现代工具:能够在自动化领域工程实践中开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。MatlabSimulinkAutoCAD、办公软件的熟练使用。

 
 

电路图文符号规范训练,使用AutoCAD绘制电路图,掌握国际工程语言。

 
 

建立职业规范意识:能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

 
 

大作业小组讨论模式,小组协作分工实验过程,在学科团队中每个人的能力得到发挥。

 
 

培养团队合作精神:与团队其他成员有效沟通,并做出合理反应。能够就工程问题与同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。

 


适合什么人学习?

本课程适用于自动化类、电子信息类和电气信息类的本科生,建议学生在完成前期课程《高等数学》、《大学物理》、《线性代数》、《复变函数》等后学习,效果比较好。同时本课程也适用于控制、电子、电气、通信等领域工作的科技人员自学或提升。课程教学中的大量例题,不少来自重点工科院校的控制类研究生入学考题,对选择《电路原理》作为专业课考研的同学也适用。

参考教材

[1]陈晓平,李长杰.电路原理(4) [M].北京:机械工业出版社,2022,3

[2]关健.电路分析基础 [M].北京:北京理工大学出版社,2022,6.

[3] Charles K. Alexander . Fundamentals of Electric Circuits [M]. 北京:清华大学出版社,2008,6.

[4]Matthew N.O. Sadikuetc.应用电路分析 [M]. 北京:机械工业出版社,2013,4

[5]李昭.电路(第5版)同步辅导及习题全解 [M].北京:中国水利水电出版社,2015,1.

[6]梁青. Multisim 11电路仿真与实践 [M]. 北京:清华大学出版社,2018,9



课程大纲

课程章节

  • 电路模型和电路定律
  • 电阻电路等效变换
  • 电路基本分析方法
  • 电路定理
  • 正弦交流稳态电路
  • 谐振、互感及耦合电路
  • 三相交流电路
  • 线性动态电路的时域分析
  • 非正弦周期电流电路
  • 二端口网络
  • 电路实验及仿真工具MultiSim
  • 教材---电路 第五版 高等教育出版社
  • 课程补充材料
  • 电路原理复习概要

电路模型和电路定律

1.1 导学及课程准备

1.2 电路中的五类元件

1.3 电流电压参考方向

1.4 基尔霍夫定律

1.5 本章测试题

电阻电路等效变换

2.1 无源电阻网络的等效变换

2.2 独立电源串并联化简

2.3 实际电源的等效变换

2.4 输入电阻

2.5 本章测试题

电路基本分析方法

3.1 电路图基本概念及图论

3.2 支路法分析与计算

3.3 网孔电流法分析与计算

3.4 回路电流法分析与计算

3.5 节点电压法分析与计算

3.6 割集电压法

3.7 本章测试题

电路定理

4.1 叠加定理

4.2 线性齐次定理

4.3 替代定理

4.4 戴维南定理

4.5 诺顿定理

4.6 特勒根定理

4.7 互易定理

4.8 电源的移动

4.9 本章测试题

正弦交流稳态电路

5.1 正弦交流电路的基本概念

5.2 基尔霍夫定律的向量形式

5.3 无源一端口网络等效电路

5.4 正弦交流电路的功率计算

5.5 复杂正弦交流电路的计算

谐振、互感及耦合电路

6.1 电路谐振和频率响应

6.2 互感耦和电路

6.3 理想变压器

三相交流电路

7.1 对称正弦稳态三相电路分析

7.2 不对称正弦稳态三相电路分析

7.3 三相电路的功率及测量

线性动态电路的时域分析

8.1 换路定则与初始条件

8.2 零状态响应

8.3 零输入响应

8.4 一阶电路全响应

8.5 二阶电路过渡过程

8.6 一阶电路阶跃响应和冲激响应

8.7 卷积积分

非正弦周期电流电路

9.1 非正弦周期信号

9.2 非正弦周期信号分解为傅里叶级数

9.3 有效值平均值和平均功率

9.4 非正弦周期电流电路的计算

二端口网络

10.1 双端口定义和分类

10.2 双端口的方程和参数

10.3 线性无源双口网络的等效电路

10.4 无源双口网络的连接

电路实验及仿真工具MultiSim

11.1 实验0-1-基本仪器仪表的使用

11.2 实验0-2-独立源参数的测量

11.3 实验1-戴维南定理与叠加定理

11.4 实验2-正弦稳态电路测量与分析

11.5 实验3-RC频率响应测试

11.6 实验4-三相交流稳态电路的测量与研究

11.7 实验5-RC一阶响应电路分析

11.8 电路原理实验考核

教材---电路 第五版 高等教育出版社

12.1 教材---前言与目录

12.2 教材---第一章 电路模型与电路定律

12.3 教材---第二章 电阻电路的等效变换

12.4 教材---第三章 电阻电路的一般分析

12.5 教材---第四章 电路定理

12.6 教材---第五章 含有运算放大器的电阻电路

12.7 教材---第六章 储能元件

12.8 教材---第七章 一阶电路和二阶电路

12.9 教材---第八章 相量法

12.10 教材---第九章 正弦稳态电路的分析

12.11 教材---第十章 含有耦合电感的电路

12.12 教材---第十一章 电路的频率响应

12.13 教材---第十二章 三相电路

12.14 教材---第十三章 非正弦周期电流电路和信号的频谱

12.15 教材---第十四章 线性动态电路的复频域分析

12.16 教材---第十五章 电路方程的矩阵形式

12.17 教材---第十六章二端口网络

12.18 教材---第十七章非线性电路

12.19 教材---第十八章均匀传输线

12.20 课后习题答案

课程补充材料

13.1 电阻分类电阻识别

电路原理复习概要

14.1 电路原理1复习概要

14.2 电路原理2复习概要