电工学

《电工学》课程教学大纲

课程英文名称：Electrical Engineering

课程编号：0312072002

课程计划学时：32

学分：2

课程简介：

电工学课程是材料物理专业的一门重要的技术基础课，是在学生具备了必要的高等数学、线性代数、普通物理等基础知识之后必修的专业基础课。它的任务是通过本课程的学习，使学生掌握电工技术的基本理论、分析电路的基本方法，为学习后续课程与专业知识以及将来从事技术工作及科学研究工作奠定初步基础。

一、课程教学内容及教学基本要求

第一章电路的基本概念与基本定律

本章重点是电流和电压参考方向的概念、基尔霍夫定律、电源的工作状态、电位以及功率的概念和计算，难点是参考方向的概念及应用、基尔霍夫定律的应用。全章课堂讲授4学时。

第一节电路的作用与组成部分

要求了解电路的作用（考核概率1%），掌握电路的组成及各组成部分的作用（考核概率80%）。

1．电路的组成：电源、负载和中间环节。

2．电路的作用：实现电能的传输和变换，实现信号的传递和处理。

第二节电路模型

要求了解理解实际电路的电路图和电路模型（考核概率1%）。

第三节电压和电流的参考方向

电路基本物理量的概念（考核概率1%），理解电流、电压参考方向的含义（考核概率50%）。

1．电流、电位、电压、的概念。

2．电流、电压实际方向和参考方向的含义。

第四节欧姆定律

要求掌握不同参考方向条件下欧姆定律的公式及应用方法（考核概率100%）。

第五节电源有载工作、开路与短路

要求掌握电源与负载的判别（考核概率100%），理解电源有载工作、开路与短路的含义（考核概率50%）。

1．电源有载工作

2．电源的开路

3．电源的短路

第六节基尔霍夫定律

要求理解电路中名词术语的概念，掌握基尔霍夫定律的条件及应用方法（考核概率100%）。

1．名词解释：节点，支路，回路，网孔。

2．基尔霍夫电流定律(节点电流定律) 。

3．基尔霍夫电压定律(回路电压定律)。

第七节电路中电位概念及计算

掌握电位的计算方法（考核概率80%）。

本章作业为练习题1.4.2，1.4.4，1.5.1，1.5.7，1.6.3，1.7.4。第二章电路的分析方法本章重点是电阻的串并联、电压源与电流源、网孔分析法、节点分析法、叠加原理和戴维宁及诺顿定理，难点是运用节点分析法和戴维宁定理分析计算直流电阻电路。全章课堂讲授6学时。

第一节电阻的串并联连接的等效变换

要求理解电阻串联、并联概念，掌握电阻串并联的化简方法和分压公式与分流公式（考核概率100%）。

1．电阻串联的分压公式。

2．电阻并联的分流公式。

第三节电源的两种模型及其等效变换

要求理解电压源与电流源的特点和作用（考核概率100%），掌握两种实际电源模型的等效变换方法（考核概率50%）。

1．电压源模型（实际电压源与理想电压源）。

2．电流源模型（实际电流源与理想电流源）。

3．两种实际电源模型的等效变换。

第四节支路电流法

要求理解支路电流的概念和支路电流法的实质（考核概率10%），掌握运用支路电流法分析计算电路问题的方法（考核概率100%）。

第五节结点电压法

要求理解结点电压的概念和结点电压法的实质（考核概率10%），掌握运用结点电压法分析计算电路问题的方法（考核概率100%）。

第六节叠加原理

要求了解线性电路的概念（考核概率1%），理解线性电路的比例性和叠加性（考核概率10%），掌握叠加原理的适用条件和运用其分析计算电路问题的方法（考核概率80%）。1．线性电路。

2．线性电路的比例性和叠加性。

3．叠加原理。

第七节戴维宁定理及诺顿定理

要求了解线性含源二端口网络的概念（考核概率1%），理解戴维宁定理和诺顿定理的含义（考核概率80%），掌握运用戴维宁定理分析计算电路的方法（考核概率80%）。1．线性含源二端口网络。

2．戴维宁定理。

3．诺顿定理。

本章作业为练习题2.1.2，2.1.3，2.3.1，2.3.2，2.4.1，2.5.3，2.6.2，2.7.1，2.7.2，2.7.10。

第三章电路的暂态分析

本章重点是电阻元件、电感元件、电容元件的特征、引起暂态过程的原因、暂态过程中电压和电流随时间而变化的规律以及影响暂态过程的电路时间常数，难点是暂态过程产生的原因和换路定则以及RC电路响应的分析计算。全章课堂讲授4学时。

第一节电阻元件、电感元件与电容元件

要求了解电阻元件、电感元件与电容元件的定义和属性（考核概率1%），理解电阻元件时耗能元件、电感元件和电容元件是储能元件（考核概率10%）。

1、电阻元件。

2、电感元件。

3、电容元件。

第二节储能元件和换路定则

要求理解电路暂态过程产生的原因和换路定则的理论依据（考核概率10%），会用换路定则确定RC和RL电路响应的初始值（考核概率50%）。

第三节RC电路响应

要求会分析计算RC电路响应（考核概率80%）。

1、RC电路的零输入响应。

2、RC电路的零状态响应。

3、RC电路的全响应。

本章作业为练习题3.2.3，3.3.2，3.3.3，3.3.4，3.3.5，3.3.6。第四章正弦交流电路本章重点是正弦量及其相量表示法、电路元件的交流电路、复阻抗的串联与并联、正弦交流电路的分析与计算，难点是正弦量的相量表示法和运用相量法分析计算正弦交流电路。全章课堂讲授8学时。

第一节正弦电压与电流

要求了解正弦交流电的产生和特点（考核概率1%），理解有效值的含义（考核概率80%），掌握正弦量的三要素及其表示法（考核概率100%）。

1．正弦量的三要素：周期，频率，角频率；幅值，有效值；相位，初相位。