《电路原理》教学大纲

《电路原理》课程（含实验）教学大纲
课程编号：08063034
课程英文名：Circuit Fundamentals
课程性质：学科基础课
课程类别：必修课
先修课程：《高等数学》、《大学物理》
学分：4
总学时数：90
周学时数：5
适用专业：电气工程及其自动化
适用学生类别：内、外招生
开课单位：电气自动化研究所
一、教学目标及教学要求
《电路原理》是电类各专业一门重要的专业基础课程。

本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、实验研究能力、总结归纳能力等方面起重要作用。

本课程的教学目标是：通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论知识，学会分析计算电路的基本方法，具备必要的实验技能，并为后续有关课程（如信号与系统，电子电路基础等）的学习准备必要的电路基本知识，为今后从事电类各专业的学习和工作打下必备的基础。

本课程的基本要求具体如下：
1．掌握电路的基本概念和基本定律，包括：电路与电路模型；电流、电压及参考方向；电功率的计算；电路元件的伏安特性；基尔霍夫定律等。

2．掌握电阻电路的一般分析方法和常用定律的应用，包括：等效变换法；
节点电压法；网孔与回路法；叠加定理、等效电源定理、替代定理等内
容和应用。

3．掌握正弦电流电路的分析方法，三相电路的特点及分析计算，含耦合电感的电路的分析计算，以及RLC串联电路和并联电路的谐振等。

重点掌
握正弦稳态电路的向量分析法及各种功率计算。

4．掌握一阶电路的暂态分析，包括：初始值的确定；三要素分析法；了解二阶电路的暂态过程。

5．掌握非正弦周期电流电路的基本概念，非正弦周期量的平均值、有效值和平均功率，非正弦周期电流电路的一般计算。

6．了解二端口网络的基本概念，包括二端口的方程、参数和等效电路等。

二、本课程的重点和难点
1. 电路模型和电路定律
重点：元件的伏安特性、电路定律
难点：含受控源电路分析
2. 电阻电路的等效变换
重点：串、并联电阻电路的性质、用等效的概念分析电阻电路
难点：输入电阻的计算，用电源等效变换的方法分析电路
3. 电阻电路的一般分析
重点：网孔法、结点法
难点：回路法
4. 电路定律
重点：学会用定理分析电路、最大功率传输问题
难点：用定理分析含受控源电路
5. 含有运算放大器的电阻电路
重点：含有理想运算放大器的电路的分析
难点：理想运算放大器电路中虚短和虚断的概念及其应用
6. 储能元件和一阶电路
重点：三要素法
难点：初始值和时间常数的计算
7. 相量法
重点：正弦量的三要素、正弦量的相量、电路定律的相量形式
难点：相量不同表示形式间的互换，相量运算
8. 正弦稳态电路分析
重点：正弦交流电路分析、正弦交流电路的功率、电路的谐振
难点：用相量法分析稳态正弦交流电路
9. 含有耦合电感的电路
重点：T型去耦等效电路、含空心变压器、理想变压器电路分析
难点：用T型去耦法分析含有互感的电路
10.三相电路
重点：三相四线制电路、三相三线不对称电路分析
难点：不对称电路分析
11.二端口网络
重点：二端口的方程和参数
难点：二端口的等效电路
三、主要实践性教学环节及要求
请参阅后面的《电路原理实验教学大纲》
四、教材与主要参考文献
教材：
邱关源，罗先觉，电路（第5版），高等教育出版社，2006年5月
主要教学参考书：
1. 周长源主编，电路理论基础（第二版），高等教育出版社，2003年。

2．谭永霞主编，电路分析，西南交通大学出版社，2004年。

3．燕庆明主编，电路分析教程（第一版），高等教育出版社，2003年。

五、考核形式与成绩计算
1．期末闭卷笔试，占总成绩的65～70％
2．平时成绩(考勤、实验、作业、课堂讨论等)，占总成绩的30～35％
六、基本教学内容（64学时）
1. 电路模型和电路定律（5学时）
（1）教学目的和要求
了解电路概念、电路模型、电路的组成和作用。

理解电流、电压参考方向的含义。

掌握应用电路定律和元件伏安特性分析简单的稳态直流电路。

（2）主要内容
电路和电路模型；电流和电压的参考方向；电功率和能量；电路元件；电阻元件；电容元件；电感元件；电压源和电流源；受控源；基尔霍夫定律。

（3）重点、难点
重点：元件的伏安特性、电路定律
难点：含受控源电路分析
2.电阻电路的等效变换（4学时）
（1）教学目的和要求
了解等效的概念、等效条件。

理解等效的含义和范围。

掌握用等效的方法分析直流电阻电路。

（2）主要内容
引言；电路的等效变换；电阻的串联和并联；电阻的Y形和Δ等效变换；电源的串、并联；实际电源的两种模型及其等效变换；输入电阻。

（3）重点、难点
重点：串、并联电阻电路的性质、用等效的概念分析电阻电路
难点：输入电阻的计算，用电源等效变换的方法分析电路
3.电阻电路的一般分析（8学时）
（1）教学目的和要求
了解图、树、基本回路概念。

理解电路一般分析方法的含义。

掌握用支路法、网孔法、结点法和回路法分析直流电阻电路。

（2）主要内容
电路的图；LCL和KVL独立方程数；支路电流法；网孔电流法；回路电流法；结点电压法。

（3）重点、难点
重点：网孔法、结点法
难点：回路法
4.电路定律（5学时）
（1）教学目的和要求
了解线性电路中定理的应用范围。

理解定理内容中关键词的含义。

掌握用电路定理分析线性直流电阻电路。

（2）主要内容
叠加定理；替代定理；戴维南定理和诺顿定理。

（3）重点、难点
重点：学会用定理分析电路、最大功率传输问题
难点：用定理分析含受控源电路
5．含有运算放大器的电路（3学时）
（1）教学目的和要求
了解运算放大器电路模型，掌握理想条件下运放的外特性，掌握含运算放大
器的电阻电路的分析。

（2）主要内容
运算放大器的电路模型，比例电路的分析，含有理想运算放大器的电路的分
析。

（3）重点、难点
重点：含理想运算放大器电路的分析方法。

难点：理想运算放大器电路中虚短和虚断的概念及其应用。

6. 储能元件与一阶电路（10学时）
（1）教学目的和要求
了解电路的过渡过程、暂态、换路概念。

理解响应的初始值、稳态值、时间常数概念；理解电路的零输入响应、零状态响应和全响应概念。

掌握用电路暂态响应的分析方法。

（2）主要内容
动态电路方程及其初始值；一阶电路零输入响应；一阶电路零状态响应；一阶电路全响应。

（3）重点、难点
重点：三要素法
难点：初始值和时间常数的计算
7.相量法（4学时）
（1）教学目的和要求
了解引进相量的作用。

理解正弦量和相量的关系。

掌握相量的表示、相量的运算、元件伏安特性和电路定律的相量形式。

（2）主要内容
复数；正弦量；相量法基础；电路定律的相量形式。

（3）重点、难点
重点：正弦量的三要素、正弦量的相量、电路定律的相量形式
难点：相量不同表示形式间的互换，相量运算
8.正弦稳态电路分析（9学时）
（1）教学目的和要求
了解稳态交流电路概念，谐振现象，了解有功功率的测量方法。

理解交流电相量模型与直流电路分析方法的类比，功率因数提高的意义以及方法。

掌握用相量法分析稳态正弦交流电路。

掌握功率的计算方法、提高功率因数的方法，谐振电路的分析。

（2）主要内容
阻抗和导纳；阻抗的串联和并联；电路的相量图；正弦稳态电路分析；正弦稳态电路的功率；复功率；最大功率传输；串联电路的谐振；并联电路的谐振。

（3）重点、难点
重点：正弦交流电路分析、正弦交流电路的功率、电路的谐振
难点：用相量法分析稳态正弦交流电路
9.含有耦合电感的电路（5学时）
（1）教学目的和要求
了解耦合电感的工作原理、同名端的作用，空心变压器和理想变压器的差别。

理解互感元件的伏安特性及其相量形式。

掌握用相量法分析含耦合电感电路的一般方法。

（2）主要内容
互感；含有耦合电感电路的计算；空心变压器；理想变压器。

（3）重点、难点
重点：T型去耦等效电路、含空心变压器、理想变压器电路分析
难点：用T型去耦法分析含有互感的电路
10.三相电路（6学时）
（1）教学目的和要求
了解三相电源和三相负载的特点，了解三相功率的计算和测量方法。

理解中线的作用。

掌握对称和不对称三相交流电路的分析方法。

（2）主要内容
三相电路；线电压和相电压的关系；对称三相交流电路计算；不对称三相电路的概念；三相电路的功率。

（3）重点、难点
重点：三相四线制电路、三相三线不对称电路分析
难点：不对称电路分析
11.二端口网络（5学时）
（1）教学目的和要求
掌握二端口不含独立电源时的方程及其参数，以及各种参数之间的换算关系和互易条件；了解二端口的等效电路。

（2）主要内容
二端口网络的基本概念、二端口的方程和参数、二端口的等效电路。

（3）重点、难点
重点：二端口的方程和参数
难点：二端口的等效电路
附：《电路原理》实验教学大纲
课程名称：电路原理实验/Experiment on Circuit Fundamentals
实验总学时数：16
一、实验教学的目的和任务
1.巩固和加深所学理论知识；培养独立运用基本理论来处理实际问题的能力；
加强基本实践技能的训练，培养独立工作的能力与勇于创新的精神；培养实事求是、严肃认真、细致踏实的科学作风和良好的实验习惯。

2.学会一般电工仪表及电子仪器（示波器、信号源）的正确使用，仪器仪表电
子设备和元件的各种额定值的了解；正确连接各实验电路，电路的连接布局合理；能初步分析问题、排除故障；培养良好的实验习惯和实事求是的科学作风；客观正确地运用实验手段验证一些定理和结论，熟练运用实验技巧开拓新的实验内容。

二、实验项目及学时分配
三、每项实验的内容和要求（含实验所用的主要仪器设备及耗材）1．电路元件伏安特性的测绘
要求学会识别常用电路元件的方法，掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法，掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。

需要使用稳压电源、各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容等。

2．基尔霍夫定律和叠加原理的验证
要求验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的理解。

学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、开关等。

3．戴维宁定理和诺顿定理的研究
要求验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性，加深对定理的理解和运用。

掌握测量含源一端口网络等效参数的一般方法，并绘制含源一端口网络及其戴维宁、诺顿等效特性曲线。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、开关等。

4．典型电信号的观测及RC一阶电路的研究
要求熟悉低频信号发生器、脉冲信号发生器各旋钮、开关的作用及其使用方法。

掌握用示波器观察电信号波形的方法，能定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。

测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

学习电路时间常数的测量方法。

掌握有关微分电路和积分电路的概念。

需要使用各种电表、示波器、信号发生器等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

5．用三表法测量交流电路等效参数
要求熟练运用三表法测量交流电路参数，根据测量值计算电路等效参数，并作出其向量图，论述向量图与阻抗三角形的关系。

学会功率表的接法和使用。

需要使用交流电压表、电流表等，耗材包括电阻、电感、开关等。

6．RLC串联谐振电路的研究
学习用实验方法绘制RLC串联电路的幅频特性曲线。

要求观察谐振现象，加深理解谐振电路特点，学会电路谐振时的测试方法。

说明通频带与回路品质因素及选择性之间的关系，画出不同Q值下谐振曲线。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

7．互感电路的测量
学会两个耦合线圈的同名端判断、互感系数及耦合系数的测定方法。

理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。

根据测定参数计算交流电路参数，了解增大互感所能采用的方法。

需要使用各种交流电表等，耗材包括电阻、电感、开关等。

8．三相交流电路的电压电流测量
掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。

了解三相供电方式中三线制和四线制的特点，负载不同连接的形式（△Y），充分理解三相四线供电系统中中线的作用。

需要使用三相电源、各种交流电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

9．电工测量仪表的构造及其使用方法，电子仪器的基本使用方法要求基本学会仪器仪表的使用，掌握不同的电量须不同的正确方法测量，正确读取仪表读数和仪器图形。

需要使用电压表、电流表、功率表等，耗材包括导线等。

10．运算放大器
要求加深对运算放大器电路模型的理解，掌握理想条件下运放的外特性，掌握含运算放大器的电阻电路的分析。

11．功率因数的提高
了解日光灯的工作原理，掌握提高功率因数的方法。

根据实验数据计算电路中并联电容C的大小，并与测量值进行比较，深刻认识电路中提高功率因数的必要性。

需要使用各种电表等，耗材包括日光灯、启辉器、电感、开关等。

12．三相功率的测量
学会两表法（单相功率表）测量三相电路有功功率和电路无功功率，通过两个功率表的指示，正确判断三相负载的性质。

需要使用三相电源、功率表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

13．非正弦周期电流电路
深刻理解非正弦电压（流）有效值与各次谐波有效值之间的关系。

用示波器观测它们之间的波形关系，了解非正弦周期电流电路中电容和电感对电流波形的影响，并进行分析讨论。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

14．二端口网络参数的测定
掌握无源线形二端口网络参数的测定方法，研究二端口网络及其等效电路在有载情况下的性能，计算A参数和Z参数输出电阻，并与测量值进行比较。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

15．回转器
加深对回转器特性的理解，了解回转器的实际应用，学会回转器的测试方法。

根据测试数据计算回转电阻和不同频率下的等效电感，并绘出Le=F(f)的曲线。

实验内容：①回转电阻的测定；②模拟电感器的测试。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

16．负阻抗变换器
加深负阻抗变换器的特性和应用的理解，培养独立设计实验的能力。

根据实验内容和要求自设测试电路和表格，并作出相应的特性曲线，记录观察波形。

实验内容：①用电压表、电流表测量负阻阻值及其伏安特性；②用示波器观察正弦情况下负阻元件的u、i波形；③用示波器观察输入阻抗逆变器的u、i波形。

判断电压、电流超前滞后的关系，并与原负载阻抗的性质进行比较。

④用示波器观察具有负阻抗变换器的RLC串联电路的阶越响应Uc的波形。

需要使用各种电表等，耗材包括电阻、电感、电容、开关等。

四、实验指导书
已另行编写《电路分析实验指导书（实验报告）》。

撰写人：黄慧汇审核人：
撰写日期：2007.5.1 审核日期：。