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電路理論
（華中科技大學提供的慕課）
鎖定
- 中文名
- 電路理論
- 類 別
- 慕課、國家級精品資源共享課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程
- 提供院校
- 華中科技大學
- 授課平台
- 中國大學MOOC
- 開課時間
- 2018年9月23日（首次）
- 授課教師
- 顏秋容、譚丹、曹娟、石晶、任麗、李妍、袁芳、楊勇、曹磊、胡桐寧、楊紅權、鄧天平
電路理論課程性質
電路理論課程定位
電路理論適應專業
電路理論開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年09月23日~2019年01月28日 | 顏秋容、譚丹、曹娟、石晶、任麗、李妍、袁芳、楊勇、曹磊、胡桐寧、楊紅權、鄧天平 | 3~5小時/周 | 8338人 |
第2次開課 | 2019年02月17日~2019年07月15日 | 6326人 | ||
第3次開課 | 2019年09月01日~2020年01月19日 | 6420人 | ||
第4次開課 | 2020年02月10日~2020年07月12日 | 6162人 | ||
第5次開課 | 2020年08月23日~2021年01月17日 | 5747人 | ||
第6次開課 | 2021年02月20日~2021年07月11日 | 待定 | ||
電路理論課程簡介
電路理論課程包括16章內容，第1~5章為電阻電路分析模塊，包含電路模型與基本定律、電阻電路等效變換、電路分析方程、電路定理、含運算放大器的電路等內容；第6~8章為暫態分析模塊，包含電容、電感及動態電路、一階電路的暫態分析、二階電路的暫態分析等內容；第9~13章為正弦穩態分析模塊，包含正弦穩態分析、正弦穩態電路的功率、三相正弦穩態電路、含磁耦合的電路、正弦穩態電路的頻率響應等內容；第14~15章為複雜電路分析模塊，包含週期性非正弦穩態電路、二端口網絡等內容；第16章為電路仿真分析等內容。
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電路理論課程大綱
電路理論課程自第5次開課課程大綱進行了微調，第5次開課課程大綱在每章末補充了章節測試和例題分析，第6次開課課程大綱在每章末補充了例題分析，課程大綱具體內容如下：
01 電路模型與基本定律 第1講 緒論 第2講 電路模型 第3講 電路變量（電荷、電流、電壓、電位、電功率） 第4講 電路元件（電阻、獨立電源、受控電源） 第5講 基本定律（即基爾霍夫定律） 第6講 例題分析 02 電阻電路等效變換 第1講 串聯與並聯 第2講 星形電路與三角形電路（含對稱電路、電橋電路、星形和三角形電路互換） 第3講 電源變換（獨立電源變換、受控電源變換） 第4講 等效變換方法應用 第5講 例題分析 03 電路分析方程 第1講 結點方程（涉及電源支路） 第2講 網孔方程（涉及電源支路） 第3講 結點法與網孔法對比 第4講 電路仿真分析Multisim軟件使用方法及直流電路分析 第5講 例題分析 04 電路定理 第1講 疊加定理（含線性特性） 第2講 替代定理 第3講 戴維寧定理與諾頓定理（含最大功率傳輸定理） 第4講 特勒根定理 第5講 互易定理 第6講 電路仿真分析含源一端口網絡端口特性測試 第7講 例題分析 05 含運算放大器的電路 第1講 集成運算放大器 第2講 理想運算放大器（含放大電路分析方法） 第3講 電路仿真分析運算放大器電路分析 第4講 例題分析 06 電容、電感及動態電路 第1講 廣義函數（單位階躍函數、單位衝激函數） 第2講 電容元件 第3講 電感元件 第4講 動態電路的暫態分析概述（計算初始值、直流穩態值、列寫微分方程） 第5講 例題分析 07 一階電路的暫態分析 第1講 一階電路的零輸入響應（即自然響應） 第2講 一階電路在直流電源激勵下的響應 第3講 RC電路的方波響應 第4講 正弦電源激勵下的RC電路 第5講 線性特性與非時變特性 第6講 電路仿真分析一階電路暫態分析 第7講 例題分析 08 二階電路的暫態分析 第1講 二階電路的零輸入響應（即自然響應） 第2講 直流電源激勵下的二階電路 第3講 一般二階電路分析 第4講 電路仿真分析二階電路暫態分析 | 第5講 例題分析 09 正弦穩態電路分析 第1講 相量法 第2講 阻抗與導納 第3講 複雜正弦穩態電路分析 第4講 相量圖的應用 第5講 電路仿真分析正弦穩態電路分析 第6講 例題分析 10 正弦穩態電路的功率 第1講 有功功率與無功功率 第2講 視在功率、功率因數及復功率 第3講 功率因數校正 第4講 最大有功功率傳輸 第5講 有功功率測量 第6講 例題分析 11 三相正弦穩態電路 第1講 三相電路 第2講 對稱三相電路計算 第3講 三相電路的功率計算與測量 第4講 不對稱三相電路 第5講 例題分析 12 含磁耦合的電路 第1講 耦合電感 第2講 含耦合電感電路的分析（含去耦合等效電路、映射阻抗） 第3講 變壓器（變壓器原理、理想變壓器） 第4講 例題分析 13 正弦穩態電路的頻率響應 第1講 傳遞函數與頻率響應 第2講 諧振電路 第3講 諧振電路的頻率響應（含無源濾波器的概念） 第4講 RLC串聯電路頻率響應 第5講 例題分析 14 週期性非正弦穩態電路 第1講 非正弦穩態響應 第2講 有效值與平均功率 第3講 對稱三相非正弦電路 第4講 例題分析 15 二端口網絡 第1講 二端口網絡的端口特性方程 第2講 二端口網絡的參數（含參數間的互換關係） 第3講 二端口網絡參數的應用 第4講 二端口網絡的電路模型 第5講 二端口網絡的相互連接（級聯、串聯、並聯） 第6講 例題分析 16 電路仿真分析（彙總） 第1講 仿真Multisim軟件使用方法及直流電路分析 第2講 仿真含源一端口網絡端口特性測試 第3講 仿真運算放大器電路分析 第4講 仿真一階電路暫態分析 第5講 仿真二階電路暫態分析 第6講 仿真正弦穩態電路分析 第7講 仿真_RLC串聯電路頻率響應 |
電路理論課前預備
電路理論預備知識
電路理論學習資料
書名 | 作者 | ISBN | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|---|
《電路理論——基礎篇》 | 顏秋容 | 9787040484472 | 2017年 | 高等教育出版社 |
《電路理論——高級篇》 | 顏秋容 | 9787040505948 | 2018年 | |
《電路（第5版）》 | 邱關源 | 9787040196719 | 2006年 | |
《Fundamentals of Electric Circuits》 | Charles K. Alexander、Matthew N. O. Sadiku | - | 2000年 | 清華大學出版社 |
《Electric Circuits（Ninth Edition）》 | James W. Nilsson、Susan A. Riedel | - | 2013年 | 電子工業出版社 |
電路理論授課目標
電路理論課程的授課目標是掌握電路的基本概念、基本規律與基本分析方法，培養適合於電類工程學科的思維方法，提升邏輯思維能力。各章節具體授課目標如下：
章節 | 授課目標 |
|---|---|
01 電路模型與基本定律 | 目標1：理解電路模型、集中參數電路假設。 目標2：理解電壓、電流、電功率的含義，能正確使用參考方向。 目標3：理解電阻、獨立電源、受控電源的特性。 目標4：理解基爾霍夫定律的含義，能正確應用基爾霍夫定律。 難點：理解集中參數電路假設；理解獨立電源、受控電源的特性。 |
02 電阻電路等效變換 | 目標1：理解等效的意義，掌握獲得等效電路的基本原則。 目標2：熟練掌握電阻串聯等效和分壓關係、電阻並聯等效和分流關係及電阻混聯等效。 目標3：熟練掌握電路對稱、電橋平衡、星形與三角形互換在化簡電路中的應用。 目標4：熟練掌握電源變換及其應用。 難點：含受控電源電路的等效變換。 |
03 電路分析方程 | 目標1：掌握結點方程的形式，能快速列寫結點方程，並利用方程計算電路。 目標2：能夠利用電壓源支路減少結點方程數目。 目標3：掌握網孔方程的形式，能快速列寫網孔方程，並利用方程計算電路。 目標4：能夠利用電流源支路減少網孔方程數目。 目標5：能夠根據電路情況選擇最合適的分析方程。 難點：合理選擇分析方程，利用電路中的電源支路減少方程數目。 |
04 電路定理 | 目標1：熟練應用線性特性和疊加定理。 目標2：能應用替代定理。 目標3：熟練應用戴維南和諾頓定理。 目標4：熟練分析最大功率傳輸問題。 目標5：能應用互易定理和特勒根定理。 難點：特勒根定理與互易定理應用，綜合運用多個電路定理分析問題。 |
05 含運算放大器的電路 | 目標1：掌握集成運算放大器的端子功能、輸入—輸出特性和電路模型。 目標2：掌握理想運算放大器的特性及其應用。 目標3：掌握基本運算放大電路的分析。 難點：理解理想運算放大器的特性。 |
06 電容、電感及動態電路 | 目標1：掌握分段波形的廣義函數表示方法。 目標2：掌握電容的特性、 關係、電容串聯與並聯等效。 目標3：掌握電感的特性、 關係、電感串聯與並聯等效。 目標4：掌握動態電路的初始值計算、微分方程列寫與求解、暫態分析的總體思路。 難點：列寫動態電路的微分方程。 |
07 一階電路的暫態分析 | 目標1：掌握一階電路零輸入響應的變化規律。 目標2：掌握直流電源激勵的一階電路之響應計算方法（三要素法）。 目標3：掌握自由分量與強制分量、暫態分量與穩態分量、階躍響應與衝激響應等概念。 目標4：掌握線性非時變特性的應用。 難點：線性非時變特性的應用，理解與計算衝激響應。 |
08 二階電路的暫態分析 | 目標1：掌握RLC串聯電路、RLC並聯電路零輸入響應（自然響應）的變化規律。 目標2 ：掌握直流電源激勵下的RLC串聯電路、RLC並聯電路之響應計算方法，自由分量與強制分量、暫態分量與穩態分量、階躍響應等概念。 難點：理解自然響應的變化規律，列寫一般二階電路的微分方程。 |
09 正弦穩態電路分析 | 目標1：掌握正弦電量和相量互換、正弦電量運算的相量法。 目標2：掌握元件和電路的相量模型、簡單正弦穩態電路的相量法分析。 目標3：掌握阻抗、導納的概念。目標4：掌握分析相量模型的各種方法。 難點：理解相量法的思路，利用相量圖分析正弦穩態電路。 |
10 正弦穩態電路的功率 | 目標1：掌握有功功率、無功功率、視在功率、復功率和功率因數的含義及其計算。 目標2：掌握功率因數校正方法、意義及其計算。 目標3：掌握最大有功功率傳輸條件及其應用。 目標4：掌握有功功率的測量方法。 難點：無功功率的含義、功率因數校正計算。 |
11 三相正弦穩態電路 | 目標1：掌握對稱三相電路線電量與相電量的關係。 目標2：掌握對稱三相電路分相計算法。 目標3：掌握對稱三相電路功率計算。 目標4：掌握不對稱三相電路的特點、簡單不對稱三相電路計算。 目標5：掌握三相電路功率測量方法。 難點：理解對稱三相電路分相計算原理，不對稱三相電路計算。 |
12 含磁耦合的電路 | 目標1：掌握耦合電感的特性方程、同名端、耦合係數、電壓-電流關係。 目標2：掌握含耦合電感電路的分析方法。 目標3：理解理想變壓器的電壓關係、電流關係，掌握含理想變壓器電路的分析方法。 難點：確定互感電壓的極性，理解變壓器理想化條件。 |
13 正弦穩態電路的頻率響應 | 目標1：理解分析頻率響應的意義，學會用傳遞函數分析電路的頻率響應。 目標2：理解諧振現象及其特點。 目標3：理解濾波的含義。 難點：理解什麼是頻率響應，如何描述電路的頻率響應。 |
14 週期性非正弦穩態電路 | 目標1：利用傅里葉級數和疊加定理計算週期性非正弦穩態響應。 目標2：計算週期性非正弦電量的有效值和電路的平均功率。 |
15 二端口網絡 | 目標1：掌握二端口網絡的端口特性方程。 目標2：掌握二端口網絡各參數的計算與測量方法、及相互轉換。 目標3：掌握含二端口網絡電路的分析。 目標4：掌握二端口網絡的電路模型。 目標5：掌握二端口網絡的連接及其應用。 難點：二端口網絡的學習方法、含二端口網絡電路的分析思路。 |
16 電路仿真分析（彙總） | 目標1：理解電路仿真的意義。 目標2：瞭解Multisim軟件的基本功能。 目標3：掌握用Multisim軟件進行直流電路、暫態過程、正弦穩態電路分析。 |
電路理論課程特色
1、教學理念：電路理論課程注重基本概念理解，注重邏輯思維引導，注重理論與工程應用結合。注重建構完善的知識體系，注重提升抽象思維能力、分析能力和綜合應用能力。
2、教學方法：電路理論課程採用提出問題、展開分析、要點歸納的教學思路。教學視頻通常由實例提出問題，用邏輯推理展開分析，用小結進行要點歸納。一個視頻就是一個完整的教學單元，力求基礎理論、思維方法與工程應用三者結合。
3、教學資源：電路理論課程教學資源包含內容講授視頻及課件、教材、測驗與考試題庫、導學與課堂討論題、例題分析視頻及課件、電路仿真分析視頻及課件。
（1）內容講授視頻精煉。825分鐘的內容講授視頻，注重思維引導，突出重點與難點，注重知識的關聯。
（2）配套教材力求全面。配套教材為《電路理論——基礎篇》和《電路理論——高級篇》，顏秋容編著，高等教育出版社出版。全書貫徹“提出問題、展開分析、歸納總結、例題應用、目標檢測、綜合檢測、工程應用”的教學思路。分析了大量工程應用實例，多處展現了數學知識與電路理論的結合。
（3）測驗與考試覆蓋面廣，突出對基本概念理解、知識運用能力檢測。每章一個測驗（分為15章，另加1個仿真測驗）。每單元一次單元考試（共3個單元考試）。課程最後有一次期末考試。測驗與考試題庫共有450多題。
（4）例題分析題型多樣、綜合性強。每章有一講例題分析，582分鐘例題分析視頻，講解100多道綜合例題。
（5）電路仿真分析與教學內容相結合。通過視頻，手把手教會Multisim的使用、電路仿真分析基本方法。視頻分佈在與課程內容相關的章中，為了便於集中學習，在課程最後又將視頻進行了彙總。
電路理論課程考核
電路理論課程的課程總分為100分，包含以下3部分：
（1）15個單元測驗佔45%。每章1個單元測驗，不包含電路仿真的單元測驗。
（2）期末考試佔50%。期末考試在考試版塊內，同在該板塊內的3個單元考試不計入總成績，作為自測與模擬考試。
（3）課堂討論佔5%。只統計在課堂交流區回答的問題，回答問題8個及以上得本部分滿分。
電路理論所獲榮譽
電路理論教師簡介
電路理論課程授課教師均來自華中科技大學，其中顏秋容、任麗、楊勇為華中科技大學電氣與電子工程學院教授，譚丹、石晶、李妍、袁芳、曹磊為華中科技大學電氣與電子工程學院副教授，曹娟、胡桐寧、楊紅權為華中科技大學電氣與電子工程學院講師，鄧天平為華中科技大學電子信息與通信學院副教授。
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- 參考資料
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- 1. 電路理論（第1次開課） ．中國大學MOOC[引用日期2021-03-30]
- 2. 電路理論（第6次開課） ．中國大學MOOC[引用日期2021-03-30]
- 3. 教育部 財政部關於批准2009年度國家精品課程建設項目的通知 ．中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2021-03-30]
- 4. 2019年認定課程 ．國家精品在線開放課程工作網[引用日期2021-03-30]
- 5. 教育部關於公佈首批國家級一流本科課程認定結果的通知 ．中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2021-03-30]
- 6. 教育部辦公廳關於公佈第一批“國家級精品資源共享課”名單的通知 ．中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2021-03-30]
- 7. 電路理論——基礎篇 ．高等教育出版社門户網站[引用日期2021-03-30]
- 8. 電路理論——高級篇 ．高等教育出版社門户網站[引用日期2021-03-30]
- 9. 電路（第5版） ．高等教育出版社門户網站[引用日期2021-03-30]
