电路理论

马小三 教授 |安徽工业大学
课程编号: 06074001 课程名称: 电路理论/Electric Circuit Theory 学分: 5.5 学时: 88(64课堂教学+24线上教学) 适用专业: 通信工程、电子信息专业、自动化、光源与照明、电气工程、仪表专业、光源 与照明、光信息科学与工程。 建议修读学期: 3 开课单位:电气与信息工程学院 电工电子教研室 课程负责人:马小三 先修课程: 高等数学、大学物理 后续课程: 模拟电子技术、高频线路、电力系统稳态分析。 一、课程性质、目的和任务 电路理论是电子与通信、电气、自动化、光信息等专业的一门重要的技术基础课。通过本课程的学习,使学生能里利用电路的基本理论知识、电路的分析和计算方法去解决电路问题,并为后续课程的学习准备奠定必要的基础;电路理论课程是一门理论严密、逻辑性强、并与工程实际密切结合的课程,它在培养学生正确的科学思维方法、严谨的科学作风、分析实际问题和概括归纳能力、爱国主义和职业素养的提升等方面都起到十分重要的作用。 二、1.课程目标 序号 课程目标 1. 能利用电路的基本概念和基本定理分析简单电路,能应用基本电路定律解决工程问题。 2. 能利用电路分析方法和电路定理分析直流电路。 3. 能利用微分方程建立动态电路的方程,并能利用三要素法分析一阶动态电路响应。了解阶跃响应和冲激响应以及拉普拉斯变换和运算法。 4. 能用相量法分析正弦交流电路。 5. 能分析耦合电感电路,理解变压器性质和阻抗变换。 6. 能分析串联谐振、并联谐振,设计功能电路。 7. 能分析三相电路。 8. 能理解电路的矩阵方程和二端口网络。 9. 基于课程思政教学,了解我国电力事业发展及成就,增强社会责任感,树立社会注意核心价值观。 2.课程目标及对毕业要求指标点的支撑 课程目标 毕业要求 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 1、工程知识 √ √ √ √ √ √ √ 2、问题分析 三、教学基本内容和进度安排 课程内容(学时) 支撑课程目标 教学要求 重点() 难点(※) 1、电路概念和电路定律 6 理想电路元件和电路模型 1 B 电流和电压的参考方向 1 A 功率 1 B 电阻、电容、电感元件 1 A 电压源、电流源、受控源 1 A 基尔霍夫定律 1 A 我国葛洲坝水电站输电问题分析 9 B 2、电阻电路的等效变换 6 电阻的串并联、Y形和◁联接的等效变换 1 A ※ 电源的串联和并联,电源的等效变换 1 A 新能源汽车的电池集成等效问题 9 A 输入电阻和等效电阻 1 A ※ 3、电路的一般分析 8 电路的图 1 C KCL和KVL独立方程 1 B 支路法 2 B 结点法 2 A 回路法 2 A 4、电路定理 8 叠加定理 2 A 替代定理 2 B 戴维南定理和诺顿定理 2 A 科学家的故事:杨振宁定理 9 B 最大功率传输定理 2 A 5、一阶电路 10 动态电路及其方程 1 B 电路初始条件 1 A 一阶电路的零输入响应 3 A 零状态响应 3 A 我国新能源汽车战略问题和机遇 9 A 一阶电路的零状态响应 3 A 一阶电路全响应 3 A 一阶电路的阶跃响应、冲击响应 3 B 6、正弦稳态分析12 正弦量 1 A 相量法的基本概念 1 A 电路定律的相量形式 4 A 阻抗和导纳 1 A 科学前沿:石墨烯基超级电容 9 B 阻抗(导纳)的串联和并联,相量图 3 A ※ 正弦电流电路的功率 1 B 正弦电流电路的稳态分析 4 A 正弦电流电路的串联谐振 6 A ※ 针对逃课现象->中美学生学费比较 9 A 正弦电流电路的并联谐振 6 B 最大功率传输 4 B 7、耦合电感电路 6 互感概念 1 B ※ 具有耦合电感的电路的计算 5 A 变压器原理 5 B 理想变压器 5 A 我国的特高压技术和世界能源互联网建设8 A 8、三相电路 8 三相电路概念 1 B 对称三相电路的计算 7 A 不对称三相电路的概念 1 B ※ 三相电路的功率 7 B ※ 我国的新能源发展:太阳能和风能 9 A 9. 拉普拉斯变换(线上8学时) 拉普拉斯变换的定义和性质 1 B 部分分时展开法 3 B 运算电路分析 3 B 网络函数 3 B 10. 电路的矩阵方程(线上学时8学时) 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵 1, B 电路的回路方程、结点电压方程、割集电压方程 8, B 11. 二端口网络(线上学时8学时) 二端口网络的方程和参数 8, B、 二端口网络的等效电路 8, B 二端口网络的连接 8, B 四、实习、实验项目及学时分配 实验课程单独另开。 五、教学方法与手段 本课程教学分为理论教学和实验教学两部分,其中实验教学由电气信息学院实验中心单开课程《电路实验》;理论教学以课堂教学为主,辅以线上学习部分、书面作业、部分习题课和每周辅导答疑。教学手段采用黑板板书和多媒体教学相结合的形式。 六、课程考核 课程考核说明: 成绩= 期末成绩(60%)+ 平时成绩(40%) 平时成绩(满分100)包括: 学生出勤表现(10%)、线上平时作业(20%)、线上互动(10%),视频资源观看(20%)、阶段性随堂测验和期中考试(20%)、线下平时作业(20%)。根据本科程的特点,为鼓励学生的示范带动作用,对每次示范给予一定的平时成绩附加鼓励,不超5分,严格控制。 序号    课程目标        评价依据以及成绩比例      考核方法     比例范围(%) 1 能利用电路的基本概念和基本定理分析简单电路,能应用基本电路定律解决工程问题。 线上考核、线下作业、考试、 30-35 2 能利用电路分析方法和电路定理分析直流电路。 线上考核、线下作业、考试 8-10 3 能利用微分方程建立动态电路的方程,并能利用三要素法分析一阶动态电路响应。了解阶跃响应和冲击响应。 线上考核、线下作业、考试 8-10 4 能用相量法分析正弦交流电路。 线上考核、线下作业、考试 8-10 5 能分串、并联谐振电路;能根据要求设计功能电路。 线上考核、线下作业、考试 8-10 6 能分析耦合电感电路、理解变压器性质和阻抗变换。 线上考核、线下作业、考试 8-10 7 能分析三相电路。 线上考核、线下作业、考试 8-10 8 增强社会责任感,树立社会主义核心价值观。 线上考核、调查问卷、视频观看。 2-5 合计 100 七、参考书目 1.《电路原理》(上,下册), 汪建编著。 清华大学出版社,2016。 2.《电路理论》,颜秋容、谭丹主编. 电子工业出版社,2009。 八、达成课程目标的途径和措施 1、把握主线,引导学生掌握相关概念、方法的物理意义,利用熟悉的现象、案例帮助学生建立数学描述与电路问题的关系。教学过程中突出把握电路的基本概念和电路分析方法,帮助学生掌握直流分析、正弦稳态交流电路分析、动态电路分析等分析方法。 2、精讲多练,课堂讲授以问题提出、思想方法、内容归纳、例题应用为主,辅以习题课介绍计算方法及其应用技巧。 3、多环节训练、督促检查,巩固学习成果: ① 线下作业:根据课程教学进程,布置课后作业。 ② 线上作业:根据课程教学,适时布置线上作业(客观题)。 ③ 阶段测验:根据课程教学进程,安排2次阶段考试。 ④ 在线讨论:讨论与电路内容有关的生活现象、我国电力发展成就等课程思政内容。 ⑤ 在线调查问卷:通过调查问卷,对学生学习的情况和对课程思政的学习效果进行问卷 调查,得到学生的反馈。根据反馈,理解学生学习效果。 ⑥ 期末考试:通过期末考试,全面理解学生学习的目标达成情况。 4、成绩评定 平时成绩 40 期末考试 60 总分100 线下作业 线上作业 阶段测试 讨论问卷 笔记检查和考勤 合计  10  10   10     5    5      40 九、大纲编写的依据与说明 依据《电气类教学质量国家标准》,借鉴其它高校《电路理论》教学大纲,根据电气工程、 自动化、仪器仪表、电子、通信等专业培养目标和毕业要求,结合本课程的特点、技术发展和实际学时,按照工程教育专业认证理念和工科发展的新要求,制定了本课程的教学大纲,并经学院教学委员会审定。 大纲起草人:马小三 审核人:从宏寿 日期:2020 年 12 月 10 日
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