1 教学内容组织
电路分析基础作为电子科技大学“国家电工电子教学基地”和“3+6”重点建设课程的中的一门核心课程,采取“课堂理论教学+习题课+课程设计+实验教学”相结合的组织模式。
课堂理论教学:讲授以基本概念、基本定理、基本分析方法为重点,辅以大量的例题,使得同学对基本概念和分析方法又深入、透彻的理解;
习题课:主要复习、巩固、总结、归纳所学,提高学生分析求解电路的能力;
课程设计:主要以设计仿真简单的实用电路为主,主要是培养学生应用知识能力和创新意识;
实验教学:由“国家级实验教学示范中心”承担,由教师提出问题、指标,学生自己设计、仿真、搭建、测试、调试完成,目的是提高培养学生的动手能力、工程实践技能以及分析解决问题的能力。
2 教学内容安排
2.1 理论课程安排
章节 | 主要内容与知识点 | 要求 | 教学时数 |
第一章 电路的基本概念和分析方法 |
主要内容:电路模型、电路的基本物理量、基尔霍夫定律、电阻、独立源、两类约束和电路方程、支路电压和支路电流法 知识点:电路的基本物理量、基尔霍夫定律、电阻、独立源、两类约束和电路方程支路电流法 |
熟练掌握 | 6 |
第二章 用网络等效简化电路分析 |
主要内容:电阻分压电路和分流电路、电阻单口网络、电阻的星形联结和三角形连接、简单非线性电阻分析 知识点:分压电路和分流电路、电阻单口网络等效 |
掌握 | 4 |
第三章 网孔分析法和节点分析法 |
主要内容:网孔分析法、节点分析法、含受控源的电路分析、回路分析法、割集分析法 知识点:网孔分析法、节点分析法、受控源 |
熟练掌握 | 6 |
第四章 网络定理 |
主要内容:叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、最大功率传输定理、替代定理 知识点:叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、最大功率传输定理、替代定理 |
熟练掌握 | 8 |
第五章 理想变压器和运算放大器 |
主要内容:理想变压器、运放放大器 知识点:理想变压器、运放放大器 |
一般掌握 | 2 |
第六章 双口网络 |
主要内容:双口网络的电压电流关系、双口网络参数的计算、互易双口和互易定理、含双口网络的分析 知识点:双口网络的VCR、互易双口和互易定理 |
了解 | 2 |
第七章 电容元件和电感元件 |
主要内容:电容元件、电感元件、动态电路的电路方程 知识点:电容元件、电感元件 |
掌握 | 2 |
第八章 一阶电路分析 |
主要内容:零输入响应、零状态响应、完全响应、三要素法、阶跃函数和阶跃响应 知识点:零输入响应、零状态响应、全响应、三要素法 |
掌握 | 6 |
第九章 二阶电路分析 |
主要内容:RLC串联电路的零输入响应、RLC并联电路的响应、一般二阶电路分析 知识点:RLC串联电路的零输入响应、RLC并联电路的响应 |
了解 | 2 |
第十章 正弦稳态分析 |
主要内容:正弦电压和电流、正弦稳态响应、基尔霍夫定律的相量形式、元件特性的电压电流关系、单口网络的相量模型、一般正弦稳态电路分析、正弦稳态响应的叠加 知识点:正弦电压和电流、正弦稳态响应、基尔霍夫定律的相量形式、元件特性的电压电流关系、单口网络的相量模型、一般正弦稳态电路分析、正弦稳态响应的叠加 |
掌握 | 12 |
第十一章 正弦稳态的功率和三相电路 |
主要内容:瞬时功率、平均功率、复功率、最大功率传输定理、平均功率的叠加、三相电 知识点:瞬时功率、平均功率、复功率、最大功率传输定理、平均功率的叠加 |
熟练掌握 | 4 |
第十二章 网络函数和频率特性 |
主要内容:RLC串联电路的零输入响应、RLC并联电路的响应、一般二阶电路分析 知识点:RLC串联电路的零输入响应、RLC并联电路的响应 |
了解 | 4 |
第十三章 含耦合电感的电路分析 |
主要内容:耦合电感的电压电流关系、耦合电感的串联与串联、耦合电感的去藕等效电路、空心变压器电路分析、耦合电感和理想变压器的关系 知识点:耦合电感的电压电流关系、耦合电感的串联与串联、耦合电感的去藕等效电路 |
熟练掌握 | 6 |
习题课 | 由教师根据学生掌握情况自行掌握 | 4 | |
课程设计 | 电阻衰减网络的设计、简易变压器的设计、RC微积分电路的设计、滤波器的设计、功率匹配网络的设计 | 4 | |
合计 | 72 |
2.2 实验课程的组织形式与教师指导方法
实验教学由“国家级实验教学示范中心”中承担,其中含电路分析实验20个学时,分5次课完成。具体实验内容和要求如下表所示。其中后2个选作。
实验名称 | 实验目的 | 实验内容 |
元件VCR的测试 | 掌握万用表的基本使用方法,掌握元件VCR的点测法和图测法,了解晶体管图示仪的使用方法 | 自己搭建设计搭建测试电路,测量电阻、普通二极管、稳压二极管、实际电源的特性曲线 |
网络定理 | 加深理解叠加定理、戴文宁等效定理;进一步掌握万用表、直流稳压电源的使用方法 | 自己搭建设计搭建测试电路,验证叠加定理及其适用性,验证戴文宁、诺顿等效定理 |
常用电子测量仪器的使用 | 掌握常用电子测量仪器的使用方法,了解常用电子测量仪器的工作原理及其性能指标,掌握周期信号的定量绘制 | 示波器校准信号的测量,信号源输出信号的测量 |
动态电路的暂态响应 | 掌握一阶电路的三种状态响应,了解二阶电路的三种暂态响应过程及其状态轨迹 | 自己搭建设计搭建测试电路,测量一阶电路的零输入、零状态以及全响应波形,测量二阶RLC串联电路的过阻尼、欠阻尼响应波形及其状态轨迹 |
RC滤波电路的测试 | 了解RC电路的滤波特性,掌握滤波电路频率特性的测试方法 | 自己搭建设计搭建测试电路,测量RC低通、高通、带通滤波器的幅频和相频特性曲线 |
谐振电路的测试 | 了解谐振电路的谐振特点,掌握点测法测量串联谐振电路的频率特性,了解电路参数对谐振特性的影响 | 自己搭建设计搭建测试电路,测量谐振电路的频率特性曲线,测量谐振时电路的等效阻抗 |
互感的研究 | 掌握变压器同名端的判别方法,掌握变压器自感和互感以及耦合系数的测试方法 | 自己设计搭建测试电路实现:同名端的判定,自感、互感的测量,耦合系数的测量 |
上课的形式:实验课采取小班(30人左右)上课,单人单组独立操作,承担实验课的教师由理论授课教师和实验指导教师共同组成。
实验室准备:实验课之前,由教师负责建立好实验用的软硬件环境,准备好实验课用的资料,检查学生的预习情况,对于没有预习或没有达到预习要求的学生,禁止其进入实验室。
学生实验课预习:每名学生发放一套常用工具,及实验用元件,学生在上课之前,安装好实验电路,到实验课上调试、测试。
实验课一般程序:教师讲解实验仪器的操作、测试方法以及注意事项;接下来学生进行相应的测试与调试,教师在现场随时进行个别指导,遇到一些共性的问题时再统一进行讲解;实验结束前,由教师给出下次课对电路的要求和性能指标;课后学生查资料进行设计、仿真和电路搭建。
开放实验:对于部分对实验和实际电路感兴趣的同学,可直接到开放实验室完成作品的实现,开放实验室配有完整的软、硬件条件,有教师轮流值班答疑辅导。
实验考核:由于实验部分独立设课,实验考核单独记录,与理论课分离,不通过者,单独补考或重修。实验成绩由“平时+操作考试”组成。其中,平时占50%,包含预习、课堂操作、实验报告三个部分;操作考试占50%,以考核学生的应知应会为目的,包含常用电子测量仪器的使用、测试方法、以及电路的搭建与实现三部分。对于开放实验教学环节,采用选修方式,学生可以选择教师给定题目,也可自主设计题目,交与教师审核,考核方式采用“作品测试+答辩”,通过后给一个创新学分。