电路
10万+ 人选课
更新日期:2025/05/14
开课时间2025/03/05 - 2025/06/30
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

1.本课程的教学目标

  通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本知识、电路分析的基本方法,包括掌握参考方向,等效二端网络等基本概念;掌握直流线性电路的分析方法;掌握线性电路瞬态过程的分析方法;掌握交流线性稳态电路的分析方法;掌握二端口网络以及含多端元件电路的分析方法;掌握网络图论的基本知识;掌握非线性电阻电路的一般分析方法。通过本课程的学习,能正确地使用常用电工测量仪表和仪器,掌握电工测量和误差分析的基本方法,具有初步的实验技能。


2.课程性质及在专业培养目标中的定位

  电路课程是电子信息、电气、自动化类各专业的一门专业基础核心课程,是研究电网络的基本规律及其计算的一门技术学科,它不同于工程科学直接为改造自然服务,而是解决科学物化为技术过程中产生的问题,是适用于电类及相关科学的应用基础理论。它理论性强,有完整的系统性和严密的逻辑性;它难度大,所研究的对象是从电工实践中高度抽象出来的理论化教学模型,具有很强的物理概念,涉及众多的数学知识;它工程背景强,是电气信息类学生由通识基础课学习向专业课学习过渡的桥梁。该课程旨在为电气信息类学生打下扎实的电路理论基础,培养科学的归纳综合能力,提高发散的科学思维能力、训练娴熟的实践动手能力,其作用是其它任何电类课程不能替代的,其教学质量和水平的高低将直接对后续课程的学习和人才培养质量产生重大而深远的影响。


3.人才培养目标

  通过本课程的学习,培养学生科学思维和分析、解决工程实际电路问题的基本能力和素质,为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。


4.课程设计思路

  电路课程承担着为电子信息、电气、自动化类各专业的学生打下电网络理论坚实基础核的重任,是他们由基础课学习向专业课学习过渡的桥梁。为此,在理论课教学过程中除了阐述清楚电路的基本概念、基本定律、基本方法外,要注重对知识点的综合和分析方法的优化,可以通过举例、讨论、实践等方法,以培养学生的工程素养。

  电路课程具有较强的工程背景,在电路课程的教学过程中,实验教学是培养学生电学实验技能和基本创新能力的一种重要途径。贯彻现代工程教育的理念,达成 “让学生自主完成实验”的共识,注重实验内容的基础性、技术性、综合性和创新性的有机结合。电路实验分为两大块:基本实验与理论课穿插进行,在实验台上完成几个传统实验,着力于培养学生的基本操作技能;综合设计型实验则安排在理论课结束后进行,单独设课,重点是培养学生对知识的综合能力和创新能力。在教学思想设计上,基础性实验由验证型和自拟实验组成,与课程理论教学内容相呼应。验证型实验指定内容,以熟悉电工测量和误差分析的方法;自拟实验可通过不同方法验证同一个理论,以提高实验的自主性。综合实验由综合型和设计性实验组成,采用专题式方法进行,通过选择专题、自行设计、虚拟仿真、模拟实现、撰写论文等过程完成。


4.课程与前后课程的关系

  在电路课程开设前,要求学生具备高等数学中微分方程的知识和大学物理中电磁学的知识,主要用于理解电路课程的基本概念和方法,而电路课程有其自身完整的体系,学生学习后仅需掌握电路课程的基本理论、方法。由于电路课程是电子信息、电气、自动化类各专业的首门专业基础课,对后续课程如模拟电子电路、信号与系统、控制工程基础等课程的学习将起到重要的基础作用。


5.课程特色

  电路课程是电子信息、电气、自动化类各专业的一门专业基础核心课程,具有较强的工程背景,在教学过程中要贯彻现代工程教育的理念,注重对知识点的综合和分析方法的优化,培养学生电学实验技能和基本创新能力。


6.教学条件

  课程团队为江苏省高等学校优秀教学团队,具有一支传承国防献身精神,爱岗敬业、乐于奉献的师资队伍,师德好,教学水平高。课程负责人为“江苏省高校教学名师”、江苏高校“大学生最喜爱的教师”、“江苏省优秀教育工作者”、“江苏省师德先进个人”。骨干教师潜心研究教学,青年教师积极钻研教学,整体教学水平在学校中名列前茅,在学生中树有口碑。课程团队多人次受到省部级和校级教学表彰与奖励。

  课程团队注重教材建设1995年开始,在总结多年教学经验的基础上,根据国家工科电工课程教学指导委员会制定的高等工业学校电路课程教学的基本要求,结合我校的专业设置以及课时偏少等实际情况,编写出版了《电路》教材。该教材2005年10月被评为“江苏省高等学校精品教材”。该书作为国家“十一五”规划教材,2007年8月修订出版。与此同时,为加强对学生的学习指导,倡导他们进行自主性学习,编写了《电路学习指导与习题详解》,与之配套。经过长期实验教学改革实践,编写了《电工仪表与电路实验技术》一书,该书将实验内容分为基础性实验和设计性实验。基础性实验只提出任务、要求,以学生自拟为主;设计性实验为综合性较强的能力强化训练型实验,在内容上更好地体现了“让学生自主地完成实验”的基本思想。在实验中引进电子设计自动化(EDA)方面的内容,将电路仿真实验技术带进实验室。这两本书作为“十一五”规划教材的配套用书也由机械工业出版社统一出版。结合与教材配套的电子课件,构成了一套完整的立体化教材。

  电路课程作为电气信息类专业的首门学科基础课,其实践性教学环节一直受到校、院各级领导的高度重视和资金投入。在学校本科估评建设中,先后投入260万元与浙江高校自动化研究所、天煌教仪公司联合设计、研制了元件库式的智能型实验平台。该实验平台配备的仪表具有数、模双显示和短路报警、超载记忆的功能,为开设提高型、设计型实验提供了可靠的设备保障。与此同时,引入了EDA实验软件Multisim,使部分综合实验采用虚拟实验方式进行。该实验软件所提供的常用电工仪表和电子仪器不仅弥补了实验平台上不全的缺憾,也可为实验创新提供条件。目前,已建成与电路课程配套使用的电路实验室场地面积达750m2,设备总值约300万元。具有一大批设备先进,功能齐全的实验装置。实验室还配备了多台计算机、多功能投影仪及其它先进的现代化数字教学设备,可实行多个实践环节的多媒体教学,并供学生进行仿真实验及进行相关综合设计等。目前,电路实验室所在的电工电子实验中心在2007年被授予“江苏省高等学校实验教学示范中心”,该电工电子实验中心的全面建设,必将促使电路实践性教学环境的进一步优化和完善。

  2002年,课程团队开始策划、筹建电路课程网络资源辅助教学系统,并于2003年暑期,师生共建了应用于电路理论教学和实验教学的局域网,在网站中不仅设置了电路课程的教学大纲、实施计划、各章节的基本要求、基本知识点、重点难点、还提供了相关电子教案、课件和图片资源等教学参考资料,真正做到了教学资源全校师生共享。在这些年的使用中,网站点击率达数千人次,尤其重点难点、教学资源等内容,深受学生欢迎。随着理论教学计划的不断调整、实验内容的不断翻新以及近几年网络的使用情况,2010年课程团队针对网站的结构和内容进行了大范围的调整和丰富,增添了双语教学模块、在线测试模块、自动组卷模块、在线答疑模块等,并由专人负责网站的日常维护和更新。近两年,又完成了课程全程授课录像、试题库管理系统等丰富的网络资源。


7.教学沿革

  本课程被立项为国家精品课程建设项目后,教学团队人员有少许变化,主要是因为人员的退休和学科专业调整的调出,但这两年青年教师的教学队伍逐渐成长、成熟起来,成为教学活动中的生力军。授课对象为电气专业四个班200人、自动化专业三个班150人、电子信息工程专业四个班200人、通信工程专业三个班150人、电子科学与技术专业两个班90人、光信息科学与技术专业两个班80人、光电信息工程专业两个班100人、探测制导与控制技术专业一个班40人、信息对抗专业一个班40人及全校电类专业实验班共21个班约1100人。


8.教学效果

  据学校教务处统计,近两年学生网上评教对电路课程总体评教结果(平均值)为: 2009年度96.43分(学校均分94.31分);2010年度95.72分(学校均分94.88分);2011年度96.76分(学校均分95.11分);2011年度97.23分(学校均分95.12分)。

 

课程大纲

第一章 电路模型和电路定律

电路与电路模型

电流及参考方向

电压及参考方向

功率和能量

电阻元件

独立电源的分类及电压源

电流源

受控源

基尔霍夫定律

第一章单元作业

单元测试

第二章 简单电阻电路分析

等效变换的概念

电阻的串联、并联和混联

电阻的Y-△等效变换

理想电压源的串联和并联

理想电流源的并联和串联

实际电源的等效变换

含受控源电路的输入电阻

运用等效变换分析含受控源的电阻电路

第二章单元作业

单元测验

第三章 电阻电路的一般分析

支路电流法

一般电路的网孔电流法

含理想电流源支路的网孔电流法

含受控源电路的网孔电流法

含理想电流源支路的回路电流法

一般电路的节点电压法

含理想电压源支路的节点电压法

含受控源支路的节点电压法

第三章单元作业

单元测验

第四章 电路定理

叠加定理

替代定理

戴维南定理

一般方法求等效电阻

利用戴维南定理分析含受控源的电路

特勒根定理

互易定理

最大功率传输定理

第四章单元作业

单元测验

第五章 运算放大器

运算放大器基本概念

运算放大器构成的比例器

含理想运放的电路分析方法

单元测验

第五章单元作业

第六章 一阶电路和二阶电路

电容元件

电感元件

动态电路方程与一阶电路

电路初始条件的计算

一阶电路的零输入响应-RC放电电路

RC放电电路中的时间常数

RL电路的放磁过程及一阶电路零输入响应

RC充电电路

RC充电电路中的时间常数

RL电路的充磁过程

一阶电路的完全响应

一阶电路的三要素法

一阶电路单位阶跃响应

一阶电路的延时单位阶跃响应

一阶电路的单位冲激响应

二阶电路零输入响应

一般二阶电路分析

第六章单元作业

单元测验

第七章 正弦电流电路基础

正弦交流电路中的电感元件

正弦交流电路中的电容元件

正弦量及其三要素

同频率正弦量的相位差

相量

相量法的基本概念

基尔霍夫定律的相量形式

正弦交流电路中的电阻元件

单元测验

第七章正弦电流电路基础单元作业

第八章 正弦稳态电路的分析

阻抗及其求取

导纳及其求取

正弦稳态电路的相量图

正弦稳态电路的功率(瞬时功率、平均功率)

正弦稳态电路的功率(无功功率、视在功率)

正弦稳态电路的复功率

提高功率因数的功率因数及其提高

复杂正弦稳态电路的分析(1)

复杂正弦稳态电路的分析(2)

最大平均功率传输中共轭匹配时的条件及最大平均功率的计算

RLC串联电路的谐振及其特点

RLC串联电路的频率特性及谐振曲线

GCL并联电路的谐振及其特点

RL串联与C并联电路的谐振,电抗网络的谐振

单元测验

第八章正弦稳态电路的分析单元作业

第九章 含耦合电感的电路

互感

同名端

一对耦合电感同时有电流流入时的伏安关系

一对耦合电感的串联

一对耦合电感的并联

一对耦合电感的三端联接及其去耦等效变换

含耦合电感电路的计算

含空心变压器电路的计算

理想变压器及其端口伏安关系

理想变压器的变压、变流、变阻抗的性质

含理想变压器电路的分析

第九章含耦合电感的电路单元作业

单元测验

第十章 三相电路

三相电源与对称三相电源、三相电路的相序

对称星形联接时线电压与相电压、线电流与相电流的关系

对称三角形联接时线电压与相电压、线电流与相电流的关系

对称三相电路星形联接时的计算

对称三相电路三角形联接时的计算

不对称三相电路星形联接时的计算

不对称三相电路的三角形联结时计算

三相电路的功率计算

复杂三相电路的计算

单元测验

第十章三相电路单元作业

第十一章 非正弦周期电流电路

非正弦周期电流电路的基本概念

非正弦周期电流电路的计算

非正弦周期量的有效值计算

非正弦周期电流电路的平均功率计算

单元测验

第十一章非正弦周期电流电路单元作业

第十二章 电路方程的矩阵形式

网络的图、子图、连通图

回路、树、割集

关联矩阵

回路矩阵

基本割集矩阵

第十二章电路方程的矩阵形式单元作业

单元测验

第十三章 二端口网络

二端口网络

Z参数及方程

Y参数及方程

H参数和方程

T参数及方程

二端口网络的等效电路

具有端接二端口网络的输入阻抗与输出阻抗

具有端接二端口网络的转移函数

二端口网络的特性阻抗

二端口网络的级联

回转器

第十三章二端口网络单元作业

单元测验

第十四章 非线性电阻电路

非线性电阻、非线性电阻的分类

仅含一个非线性电阻的电路分析

理想二极管、含理想二极管电路伏安特性的绘制

小信号分析法,利用小信号分析法分析非线性电阻电路

单元测验

第十四章非线性电阻电路单元作业

第十五章 运算法和网络函数

拉氏变换

常见函数的拉氏变换

拉氏变换主要性质

拉氏反变换

部分分式展开法

电路定律的运算形式

线性电路的复频域分析--运算法

网络函数

网络函数的零点和极点分析

网络函数与输出响应

单元测验

第十五章运算法和网络函数单元作业