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。
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。
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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。Matlab、Simulink、AutoCAD、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。 |
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。
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