一、课程简介

电路课程是我院生物医学工程专业及生物医学工程专业（医疗器械方向）的专业基础课，也是电力电子技术、自动控制技术、计算机技术、微电子技术、通讯技术、信息工程技术等电气信息类专业的一门最重要的基础课。学习本课程要求学生具备必要的电磁学和数学基础知识。电路原理以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容。电路原理课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。通过本课程的学习，对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用，通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能，为进一步学习电路理论打下初步的基础，为学习后续课程准备必要的电路知识。

本课程于第二学期开设，为考试课。总学时数为72学时，其中理论48学时，实验24学时，理论与实验课比例为2:1,学分3.0分。

二、课程目标

（一）基本理论知识

1、理解电路模型的概念，牢固掌握基尔霍夫定律和电阻、电容、电感、耦合电感、理想变压器、电压源、电流源、受控源等电路元件的伏安关系，充分理解两类约束是分析电路的基本依据。充分理解各种电路元件的功率与能量关系。

3、掌握独立变量分析方法，能熟练运用网孔电流法和节点电压法来分析、计算线性电阻电路。理解两个单口网络等效概念，能正确运用戴维南定理、诺顿定理来分析电路。掌握含运算放大器电阻电路分析方法。

4、能熟练地分析、计算一阶动态电路的零输入响应，零状态响应以及全响应。掌握二阶动态电路的计算、分析方法。牢固掌握时间常数、固有频率的概念。充分理解零状态和零输入响应的概念，理解暂态和稳态的概念、了解记忆、以及状态的概念。

5、充分理解相量法的原理及其使用条件。能熟练地运用相量法计算、分析正弦稳态响应及用相量图求解正弦稳态电路。掌握平均功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念并能进行计算。会分析对称三相电路。

6、理解电路的频率响应概念，深入理解谐振现象。掌握非正弦周期电流电路的计算方法。

7、能熟练分析含有耦合电感和理想变压器的电路；掌握双口网络的基本分析方法和各种参数意义及相互转化方法。

（二）基本技能

1、会使用常用的仪器、仪表（如电压表、电流表、万用表、稳压电源、信号发生器、示波器等）。

2、会应用常规的测试方法测量电压、电流、电功率等物理量和电阻、电感、电容等器件的参数，测定特性曲线。

3、培养学生独立从事实验和初步设计实验的能力，能分析并排除一些简单的故障，正确地读取和记录实验数据，绘制曲线。

4、培养学生良好的实验习惯，树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实验报告，具有对实验结果进行分析和解释的能力。

5、注意启发学生的创新思维，培养创新能力，安排综合性、设计性实验。

6、了解一种电路分析软件，能用以求解电路理论基础课程的习题。

（三）基本素质

培养拥护党的路线、方针、政策，有理想、有道德、有文化、有纪律的一代新人；培养学生具有严谨的、实事求是的科学作风。培养学生独力获取知识；培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力。

三、学时分配

四、理论教学目标与内容

第一单元 电路模型和电路定律

目标

1.掌握：①电路模型及电路符号；②电压源和电流源以及受控源的概念；③基尔霍夫定律。

2.熟悉功率的计算、功率的吸收和释放。

3.了解：①端口的概念；②线形元件和非线性元件的概念。

内容

1.重点阐述：①实际电路和电路模型；②电路的基本物理量；③电压源、电流源及受控源等。

2.详细讲解：①电路功率计算；②基尔霍夫定律得应用。

3.一般介绍线性元件和非线性元件以及端口的概念。

第二单元 电阻电路的等效变换

目标

1.掌握：①电阻的星形联接和三角形联接的等效变换方法；②电阻的串联和并联、电压源和电流源的串联和并联方法；实际电源的两种模型及其等效变换。

2.熟悉电路等效的概念。

3.了解输入电阻概念。

内容

1.重点阐述：①电路等效的概念；②实际电源的两种电路模型及其等效互换，分析电路的几种方法。

2.详细讲解：①对外等效的理解；②含受控源的电路变换。

3.一般介绍输入电阻概念。

第三单元 电阻电路的一般分析

目标

1.掌握：①结点电压法、网孔电流法、支路电流和回路电流法；

2.熟悉：KCL和KVL的独立方程数；

3.了解：电路的图的概念；无伴电源的概念。

内容

1.重点阐述电路的图；KCL和KVL的独立方程数；支路电流法；网孔电流法；回路电流法；节点电压法。用结点电压法和网孔电流法分析、计算线性电阻电路。

2.详细讲解电路的图及KCL和KVL的独立方程数的概念；用节点电压法分析含有电流源串联电阻支路。。

3.一般介绍：①电路的图的概念；②无伴电源的概念。

第四单元 电路定理

目标

1.掌握：①叠加定理、戴维宁定理②最大功率传输定理的基本内容和使用条件，能熟练运用这些定理解决实际问题；

2.熟悉：诺顿定理、替代定理、互易定理；

3.了解：特勒根定理、对偶原理。

内容

1.重点阐述：①叠加定理；戴维宁定理；②最大功率传递定理。

2.详细讲解：①用叠加定理分析含受控源电路；②用戴维宁定理分析含受控源电路；置换与等效概念的异同。

3.一般介绍：特勒根定理、对偶原理。

第五单元 含有运算放大器的电阻电路

目标

1.掌握:①理想运算放大器电路模型的特点；②含有理想运算放大器电路的分析计算。2.熟悉虚短与虚断；用结点法分析含理想运放电路。

内容

1.重点阐述：①运算放大器的电路模型；比例电路的分析；②含有理想运放的电路的分析。③理想运放的特点：虚短与虚断；用结点法分析含理想运放电路。

2.详细讲解独立结点的确定；级联运放电路的分析。

3.一般介绍：一些运放电路。

第六单元 储能元件

目标

1.掌握：①电容元件、电感元件的定义、性质和特点；②电容、电感元件的串联与并联

2.熟悉: 电容元件；电感元件；电容、电感元件的串联与并联。

3.了解：动态元件的概念；

内容

1.重点阐述：①电容和电感的伏安关系；②电容电压、电感电流的连续性和记忆性。

2.详细介绍电容、电感的特性、能量关系。

3.一般介绍：动态元件的概念；

第七单元 一阶电路和二阶电路的时域分析

目标

1.掌握：①动态电路的描述方程和求解方法；②一阶电路的分析计算（分离变量法、三要素法、叠加定理）；二阶电路的分析计算；③一阶和二阶动态电路的阶跃响应和冲激响应计算方法。

2.了解：固有频率、暂态和稳态、强制响应和固有响应、过渡过程等概念。

内容

1.重点阐述：①一阶电路的分析计算；②动态元件初始值的计算。2.详细介绍：①由微分方程求解完全响应；②三要素法中0＋与0－及时间常数的求法。

第八单元 相量法

目标

1.掌握：①正弦量的相量表示方法；②KCL、KVL、电路元件VCR的相量形式。

2.理解：相量的概念。

内容

1.重点阐述：①正弦量的相量表示法；②KCL、KVL、VCR的相量形式。

2.详细讲解：复数；正弦量；相量法基础；电路定律的相量形式。

第九单元 正弦稳态电路的分析

目标

1.掌握：①动态电路阻抗、导纳和功率的计算；②用相量法分析正弦稳态电路；③最大功率传输定理；用相量图分析正弦稳态电路。

2.理解：①动态电路阻抗和导纳的物理意义；②平均功率、无功功率和复功率的物理意义。

内容

1.重点阐述：①阻抗和导纳；正弦稳态功率；②用相量法分析正弦稳态电路；③最大功率传输。

2.详细介绍：①电路的阻抗和导纳模型相互转换；②正弦稳态功率的意义和计算；提高功率因数的方法；③用相量图分析正弦稳态电路；相量模型与时域模型的相互转化。

第十单元 含有耦合电感的电路

目标

1.掌握：①含有耦合电感电路的计算；②含有理想变压器电路的计算。

2.理解：互感的概念。

内容

1.重点阐述：①互感的伏安关系；理想变压器伏安关系；②用回路法、原边等效电路、副边等效电路法计算变压器电路。

2.详细介绍：①引入阻抗；理想变压器的实现。

第十一单元 电路的频率响应

目标

1.掌握：①网络函数和频率响应概念；②RLC串联电路的频率响应和谐振；③RLC并联电路的谐振。2.了解：波特图和滤波器。

内容

1.重点阐述：①网络函数概念；频率响应概念；②RLC串联谐振。

2.详细介绍：①谐振的物理意义。

第十二单元 三相电路

目标

1.掌握：①三相电路的结构形式及线电压与相电压、线电流与线电流的关系；②用“分离一相”法计算对称三相电路；③三相电路的功率计算；用节点法计算不对称三相电路。

2.了解：三相电路概念；对称三相电路计算；不对称三相电路概念。

内容

1.重点阐述：①对称三相电路的电压、电流、功率计算。

2.详细介绍：①不对称三相电路的计算。

五、实验教学目标与内容

实验一 电路元件伏安特性的测绘

目标

掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试方法；掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。

内容

测定线性电阻器的伏安特性及半导体二极管的伏安特性。

实验二 叠加原理的验证

目标

掌握线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

内容

测定实验数据来验证电路的叠加性和齐次性。

实验三 戴维南定理

目标

验证戴维南定理的正确性；掌握有源二端网络等效参数的测量方法。

内容

设计电路来验证戴维南定理的正确性；采用开路电压、短路电流法，伏安法，半电压法及零示法测量有源二端网络的等效参数。

实验四 一阶电路的暂态过程

目标

掌握测定一阶电路零状态响应和零输入响应的一般方法。

内容

选取符合要求的电路参数组成电路网络，完成一阶电路响应的测量 。用示波器定性观察和用秒表定量测量。

实验五 二阶动态电路响应的研究

目标

学习用实验方法研究二阶动态电路的响应，了解电路元件参数对相应的影响；观察分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点。

内容

利用GLC并联电路来验证二阶动态电路响应的三种状态，分别是欠阻尼，临界阻尼和过阻尼。

实验六 RC选频网络的测试

目标

1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。

2.学会用交流毫伏表和示波器测定文氏电桥电路的幅频特性和相频特性。

内容

对文氏电桥电路输入交流信号，当输出信号和输入信号同相位时，测量输出与输入的比例。

实验七 R、L、C串联谐振电路的研究

目标

掌握：①用实验方法测试R、L、C串联谐振电路的幅频特性曲线；②理解电路发生谐振的条件、特点、掌握电路品质因数的物理意义及其测定方法。

内容

对R、L、C串联谐振电路输入交流信号，测定输入信号和输出信号同相位时，其比例关系；定电路的上限频率f_H和下限频率f_L。

实验八 最大功率传输条件测定

目标

掌握负载获得最大传输功率的条件；了解电源输出功率与效率的关系。

内容

按照电路图连线，当负载发生变化时，输出功率的变化情况，并且绘出P_L-R_L的关系曲线图。

六、 措施和评价

（一）措施

1.以教学目标的要求和教学大纲来指导教学的各个环节（包括备课、授课、实验、考试等），教师应根据教学目标的要求进行教学活动。

2.适当组织课堂讨论，逐步开展专题讲座，充分应用投影仪、幻灯机、计算机辅助教学(CAI)等电化教学手段，以利于开拓学生的视野，激发学生的学习兴趣。

3.加强课外辅导，指定参考资料，注意培养同学的自学能力、独立思考和独立解决问题的能力及科学思维能力。

4.定期召开学生座谈会，师生交流教学信息，根据反馈情况，进一步改进教学工作，努力提高教学质量。

（二）评价

1.授课质量评价按“教师教学质量评价表”，由督导组、同行、学生和教研室予以评定。

2.学生成绩评价依据教学大纲和理论课考试权值分配进行期末理论考试；期末实验考核以操作为主，结合问卷，并参考平时实验操作和实验报告，进行综合评价。学科满分100分，理论成绩和实验成绩分别占70％、30％。

【注】

1.本课程的先修课程《大学物理》、《高等数学》。

2.课程使用的教材和主要参考书

 教材： 《电路》 邱关源主编 高等教育出版社

主要参考书：《电路分析》 胡翔骏主编 高等教育出版社

《简明电路分析》 李瀚荪主编 高等教育出版社

《电路原理》 周守昌主编 高等教育出版社

编写 李中伟、申杰奋

审校 任武