《电路分析基础A》教学大纲

《电路分析基础A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06131191课程性质：学科基础必修课学分：4.5学分学时：72学时（理论64学时，实验8学时）先修课程：大学物理、高等数学等后续课程：模拟电子技术、数字电子技术等适用专业：医学信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《电路分析基础A》是医学信息工程专业本科学生的学科基础必修课程。本课程以分析电路中的电磁现象，研究电路的基本规律、基本原理和电路的分析方法为主要内容，注重基本理论知识的深入学习，着重培养学生的逻辑推理能力、分析计算能力、实验研究能力、总结归纳能力及自学新知识的能力，为学习后续课程及以后从事技术工作打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：熟悉并掌握线性、集总参数、非时变电路的基本概念、基本原理与基本分析方法；课程目标2：掌握基本电路功能模块的组成、工作原理、分析方法和应用范围，能对电路功能模块进行分析，并对一般复杂电路进行优化设计；课程目标3：具备使用电子电路仪器测量、调试电子电路的能力，具有查阅电子器件手册和合理选择器件的能力；培养学生团队合作精神、工匠精神，增强爱国热情和民族自豪感；培养学生的基本业务素质，不断强化学生的职业意识和责任意识；接受劳动观念熏陶，培养基本操作规范、安全意识，树立正确的劳动观。三、课程目标与毕业要求《电路分析基础A》课程教学目标对医学信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.2掌握医学信息工程所需工程科学技术基础知识，可对复杂医学信息工程问题建立数学模型并进行求解。课程目标1：熟悉并掌握线性、集总参数、非时变电路的基本概念、基本原理与基本分析方法；H2.问题分析2.3能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，并通过文献研究，证实问题分析的合理性。课程目标2：掌握基本电路功能模块的组成、工作原理、分析方法和应用范围，能对电路功能模块进行分析，并对一般复杂电路进行优化设计；M5.使用现代工具5.1能够了解和合理选择现代医学信息工程的技术资源和现代工程工具、信息技术工具，解决复杂医学信息工程问题并理解其局限性。课程目标3：具备使用电子电路仪器测量、调试电子电路的能力，具有查阅电子器件手册和合理选择器件的能力；培养学生团队合作精神，培养学生的工匠精神，增强爱国热情和民族自豪感；培养学生的基本业务素质，不断强化学生的职业意识和责任意识；接受劳动观念熏陶，培养基本操作规范、安全意识，树立正确的劳动观。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标电路模型和电路定律1.1电路模型、基本物理量、参考方向及关联和非关联参考方向；1.2电路元件，独立电源和受控源；1.3基尔霍夫定律。教学要求：熟悉理想元件与电路模型概念，线性与非线性的概念，集总参数电路和分布参数电路的概念；掌握电压、电流参考方向及关联和非关联参考方向的概念；掌握电阻元件、电压源、电流源和受控源的伏安关系，欧姆定律，功率的计算及实际功率的判别方法；掌握基尔霍夫定律。重点：参考方向及关联和非关联参考方向、基尔霍夫定律。难点：受控源。421、3电阻电路的等效变换2.1等效变换的概念，电阻元件的联接及等效变换；2.2实际电源的两种模型及其等效变换；2.3输入电阻的概念及计算方法。教学要求：熟悉等效与等效变换的概念、Y-Δ之间的等效变换；掌握实际电源的两种模型及其等效变换；掌握输入电阻的概念及计算。重点：等效变换及电路的化简；实际电压源、电流源的等效互换。难点：输入电阻的计算。41、3电阻电路的一般分析3.1KCL和KVL的独立方程数，支路电流法；3.2网孔电流法；3.3回路电流法；3.4结点电压法。教学要求：掌握支路电流法、网孔电流法、回路电流法和结点分析法。重点：KCL和KVL的独立方程数、网孔分析法和结点分析法。难点：无伴电源的处理方法。81、34.电路定理4.1叠加定理；4.2替代定理；4.3戴维宁定理和诺顿定理；4.4最大功率传输定理。教学要求：掌握叠加定理、替代定理、最大功率传输定理；掌握戴维宁定理和诺顿定理及其应用。重点：戴维宁定理和最大功率传输定理。难点:戴维宁定理和最大功率传输定理。821、35.含有运算放大器的电阻电路5.1运算放大器的特点、应用、两个典型特性；5.2比例电路的分析及含有运算放大器的电路分析。教学要求：了解理想运算放大器的特点、应用；掌握并能够应用两个典型特性分析比例电路和含有运算放大器的电路。重点：两个典型特性：虚短、虚断。难点：比例电路的分析及含有运算放大器的电路分析。41、2、36.储能元件6.1电容、电感动态储能元件的特性；6.2含储能元件电路的串并联等效方法。教学要求：了解电容、电感动态储能元件的特性并能够分析含有该类元件电路。重点：电容、电感动态储能元件的特性。难点：含电容、电感动态储能元件电路的串并联等效方法。21、3一阶电路的时域分析7.1动态电路的初始条件，换路定理；7.2一阶电路的零输入响应和零状态响应；7.3一阶电路全响应、时间常数和三要素法；7.4单位阶跃函数和单位冲激函数及其关系；阶跃响应和冲激响应的关系。教学要求：掌握电路的初始条件，换路定理；掌握RC、RL电路的零输入响应、零状态响应、一阶动态电路全响应和三要素法；了解单位阶跃函数，单位冲激函数，阶跃响应及冲激响应二者的关系。重点：换路定理；RC、RL电路的零输入响应、零状态响应、全响应；时间常数；三要素法。难点:一阶动态电路全响应。621、2、38.相量法8.1复数和复变量的表示方法，正弦量的三要素，有效值和相位差的概念；8.2电路定律的相量表示法。教学要求：了解复数的概念和复变量的表示方法；熟悉相量的含义；掌握电路定律的相量表示法。重点：正弦量的概念；电路定律的相量形式。难点:电路定律的相量形式。41、39.正弦电路的稳态分析9.1阻抗、导纳、相量图；9.2稳态电路分析；9.3功率、功率因数、复功率；9.4最大功率传输条件。教学要求：掌握阻抗、导纳、相量图、最大功率传输条件；掌握稳态电路分析方法及功率因数的计算。重点：阻抗、导纳、功率因数的计算。难点：复功率。61、310.含有耦合电感的电路10.1互感，含有耦合电感电路的计算；10.2变压器原理及理想变压器。教学要求：掌握互感、同名端的概念；掌握互感电压正方向的确定；了解含有空心变压器和理想变压器的电路分析。重点：理想变压器的电路分析。难点：同名端的含义；含有耦合电感电路的计算。41、2、311.电路的频率响应11.1网络函数；11.2RLC串联谐振电路；11.3RLC并联谐振电路。教学要求：掌握电路的网络函数；掌握RLC串、并联谐振电路的特点。重点：网络函数，RLC串、并联谐振电路的特点。难点：RLC串、并联谐振电路的特点。41、2、312.三相电路12.1三相电路及其联结方式、对称三相电路；12.2线电压（电流）与相电压（电流）的关系，不对称三相电路及其计算方法；12.3对称三相电路的功率及其瞬时、相量表示方式。教学要求：掌握三相电源、三相电路的联结方式、对称三相电路概念；掌握线电压（电流）与相电压（电流）的关系，对称三相电路的功率；了解不对称三相电路及其计算方法。重点：线电压（电流）与相电压（电流）的关系；对称三相电路的功率。难点：对称三相电路的功率。421、2、3、13.非正弦周期电流电路和信号的频谱13.1非正弦周期信号及其分解；13.2有效值、平均值和平均功率。教学要求：了解非正弦周期信号的傅里叶分解；了解叠加定理在非正弦周期电流电路中的应用；熟悉非正弦周期电流电路功率的计算。重点：非正弦周期电源的傅里叶分解；非正弦周期电流电路的有效值、平均值和功率的计算。难点：叠加定理在非正弦周期电流电路中的应用。21、314.线性动态电路的复频域分析14.1拉普拉斯变换的定义、基本性质；14.2拉普拉斯反变换的部分分式展开；14.3KCL和KVL的运算形式、运算电路；14.4网络函数。教学要求：熟悉拉普拉斯变换的定义及基本性质；熟悉KCL和KVL的运算形式、运算阻抗、运算导纳及运算电路；了解网络函数的基本概念及其在电路分析中的应用。重点：拉普拉斯变换与反变换、运算电路。难点：应用拉普拉斯变换法分析线性电路；网络函数在电路分析中的应用。41、3合计6482.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标基尔霍夫定理和叠加定理实验内容：验证基尔霍夫定理和叠加原理。实验要求：掌握基尔霍夫定理和叠加原理的应用场合，掌握基尔霍夫定理和叠加原理的分析方法和应用。21、2、3戴维宁定理实验内容：用实验方法验证戴维宁定理。实验要求：掌握戴维宁定理，掌握戴维宁定理的分析方法和应用。21、2、3一阶电路实验内容：RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。实验要求：了解一阶电路的响应，能对一阶电路的结果进行分析和判断。21、2、3三相电路实验内容：测定三相交流电路电压、电流。实验要求：了解三相对称电路的特点，掌握三相电路线电压（电流）和相电压（电流）之间的关系。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、视频资源共享和实验等教学手段完成课程教学任务。学生比较全面掌握电路的基本概念、基本原理、基本分析方法，具有分析电路、设计一般电路的能力，具有查阅电路器件手册和合理选择器件的能力。实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；如何组织实验、处理数据和分析实验现象；介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）邱关源.电路.北京:高等教育出版社,2006.2.参考书：（1）[美]\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"查尔斯.K.\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"亚历山大(\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"CharlesK.\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"Alexander)\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"马修.N.O.\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"萨迪库(\o"[美]查尔斯·K.亚历山大(CharlesK.Alexander)马修·N.O.萨迪库(MatthewN.O.Sadiku）"MatthewN.O.Sadiku）.电路原理.北京:机械工业出版社,2018.（2）汪建,刘大伟.电路原理（上册）（第3版）.北京：清华大学出版社,2020.（3）[美]\o"（美）尼尔森，（美）里德尔著，周玉坤等译"尼尔森，[美]\o"（美）尼尔森，（美）里德尔著，周玉坤等译"里德尔著，\o"（美）尼尔森，（美）里德尔著，周玉坤等译"周玉坤等译.电路（第9版）北京：电子工业出版社,2012.（4）王源.电路分析基础.西安：西安电子科技大学出版社,2019.3.期刊：（1）电子学报，中国电子学会.（2）电路与系统学报，中国科学院广州电子技术研究所.（3）系统工程与电子技术，中国航天科工防御技术研究院.（4）电源技术，电子科技集团公司第十八研究所.（5）中国集成电路，中国半导体协会.（6）IEEEIndustrialElectronicsMagazine，IEEE-INSTELECTRICALELECTRONICSENGINEERSINC.4.网络资源：（1）网易公开课，/newview/movie/free?pid=IHGTKGS7L&mid=DHGTKGS86中国大学MOOC，/course/XDU-1002525019?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_bilibili，/video/BV1as411H7Ya/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂考勤4（1）根据学生出勤率进行考核，满分100分。（2）以考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√4实验12（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√633作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√534阶段测试12（1）主要考核学生对阶段知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次阶段测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以阶段测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√534期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核电路的基本概念、基本原理及一般分析方法；运算放大电路的基本组成与分析；一阶动态电路的时域分析；三相电路及含有电感电路的分析；线性电路的频域分析及复频域分析等。（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题和分析计算题等。√√√30255合计：100分463420八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂考勤、实验、作业、阶段测试和期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题