电路原理
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更新日期:2025/05/13
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开课高校中南民族大学
开课教师樊金荣张志俊魏红昀吴超黄卓
学科专业工学电子信息类
开课时间2025/02/21 - 2025/08/21
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

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。

课程大纲

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