上交电路重点难点.docx
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上交电路重点难点
基本电路理论教学基本要求重点难点和进度（72学时）
第一部分基本概念
一、基本要求
1、建立实际电路与电路模型、集总参数电路的概念。
2、牢固掌握基尔霍夫定律，能正确和熟练地应用KCL和KVL列写电路方程。
3、初步建立网络图论的基本概念：
图、连通图和子图的概念，树、回路与割集的拓扑概念，关联矩阵，基本回路，基本割集的概念，选取树和独立回路的方法。
4、了解特勒根定理以及它和KCL、KVL的关系。
5、熟练掌握电路变量（电压、电流）及其参考方向；电压源、电流源及其基本波形（直流、正弦、阶跃、冲激、斜波等）。
6、熟练掌握电阻器、电容器、电感器的定义、分类、基本性质及其电压电流关系。
7、掌握双口元件（受控电源、耦合电感器、回转器、理想变压器和理想运算放大器）的特性及其电压电流关系。
8、掌握线性和非线性、非时变和时变的概念，等效的概念，端口的概念。
9、了解电功率与电能量的计算，有源与无源的概念。
二、重点和难点
重点
1、电路模型的概念，用集中参数电路模型模拟实际电路的条件。
2、支路电流、电压的参考方向与其真是方向的关系。
3、KCL和KVL，电路独立的KCL方程和独立的KVL方程的列写方法。
4、图和子图的概念，选取树和独立回路的方法。
5、关联矩阵，用降阶关联矩阵表示的KCL和KVL的矩阵形式。
6、特勒根定理及其和KCL、KVL的关系。
7、线性与非线性、非时变与时变的概念。
8、R、L、C元件的特性及其v-i关系。
9、线性非时变电容器端电压的连续性原理，线性非时变电感器端电流的连续性原理。
10、二端元件瞬时功率的定义以及吸收功率与放出功率的规定。
11、二端元件吸收能量的公式及有源元件与无源元件的规定。
12、耦合电感器的特性及其电压电流关系，用“同名端”表示互感“正”、“负”的方法。
13、理想变压器的特性、电压电流关系及其阻抗变换性质。
14、理想运算放大器的特性及含理想运算放大器电路的分析方法。
15、回转器的特性、电压电流关系及其感容回转性质。
16、四类线性非时变受控源的特性及含受控源电路的分析方法，用受控源表示的双口元件的等效电路。
难点
1、分布参数与集中参数的概念，电路的集中化判据。
2、器件建模的概念。
3、支路电流、电压的参考方向与其真是方向的关系。
4、独立回路的确定与割集的概念。
5、冲激函数（t及其性质。
6、用阶跃函数u（t、斜坡函数r（t及冲激函数（t来表示波形的方法。
7、动态元件的储能及其有源与无源的判别。
三、学习中易产生的问题
1、KCL和KVL不适用于分布参数电路。
2、给定连通图，列割集时出错，出现重复切割支路，或切割支路后连通图出现三个独立部分。
3、对KCL和KVL，学生在学习本课程前已不感陌生，因此往往认为已经掌握。
事实上要正确列写KCL和KVL方程，特别是要能熟练、正确地确定方程中的各项符号，仍需有一定训练。
4、应用特勒根定理时，应注意支路电流、电压的参考方向的一致性，若参考方向不一致，则应冠以相应的负号。
5、在电路中，独立电源是放出功率还是吸收功率容易搞错。
6、计算电容器的电压应按
，当iC（t不能用一个函数表示时，应分段计算。
前一段结束时的电压即为下一段的初始电压。
所以若在某一区间内，iC（t=0，vC（t并不一定等于零。
但有的学生则按iC（t=0时，vC（t=0来处理。
计算电感器的电流时，也会出现vL（t=0，iL（t=0的错误。
7、计算电容器储存的能量应按
，当v（t或i（t不能用一个函数表示时，必须分段计算。
前一段结束时的能量就是下一段的初始能量。
有的学生往往会产生这样的错误，即认为当v（t或i（t中有一个为零时，WE（t=0。
对电容感储存的能量，也会出现上述类似的错误。
8、对理想运算放大器的“虚断”与“虚地”的处理方法不易掌握，遇到含理想运放的电路不会分析或分析出错。
9、对耦合电感器互感正负的判断易出错，不善于根据电流的参考方向与“对应端”的位置确定互感的正负。
四、进度、学时与习题
主要内容
习题
学时
课程介绍，集中参数电路
1.1
2
KCL、KVL
1.2、1.4
从网络到图
1.9、1.10
2
关联矩阵、KCL、KVL矩阵形式
1.12、1.13
2
特勒根定理
1.15
独立电源
2.1、2.2
2
二端电阻器
2.4/b,d,f,I,l,m、2.5
二端电容器
2.14
二端电感器
2.9/c、2.13
2
二端元件吸收的功率和能量
2.10、2.11
多端元件
2.15、2.16、2.18、2.19、2.20、2.21、2.22
2
第二部分线性电阻网络的分析
一、基本要求
1、充分理解网络的分类及定义。
2、牢固掌握简单电阻电路的计算（含支路分析法），无源和含源（包括含受控源）电阻电路的等效变换。
3、熟练掌握用视察方法列写网孔方程和节点方程，回路方程和割集方程（包括含矩阵形式）。
4、掌握替代定理，叠加定理，戴维南定理和诺顿定理，互易定理的适用条件、蕴含的内容以及实际应用。
5、掌握最大功率传递定律。
二、重点和难点
重点
1、支路电流法。
2、等效与等效网络的概念。
3、几种常用的等效变换：
电阻的串并联、混联；等效电阻的求取；独立点源的串并联，分裂与转移；含源支路的等效变换；含受控源网络的等效变换；Y-等效变换。
4、节点分析法和网孔分析法的基本概念，对节点方程和网孔方程的正确理解。
5、视察法列节点方程和网孔方程。
6、回路与割集的拓扑概念，单连支回路，单树枝割集。
7、用于回路分析和割集分析的基尔霍夫定律的矩阵形式。
8、任选一树应用视察法写出网络的回路方程。
9、叠加定理及其应用。
10、戴维南和诺顿等效网络定理及其应用。
11、电路解的唯一性。
难点
1、关于等效概念的讲述。
2、具有对称性质（翻转对称与旋转对称）网络的识别、化简方法及其证明。
3、割集的概念。
4、用视察法列割集方程时，割集电导矩阵的建立和割集电流源向量的正负问题。
5、各定理的证明。
6、替代定理应用中网络的撕裂过程。
7、戴维南和诺顿定理中如何正确求出开路电压voc与入端等效电阻Rin，尤其是含有受控源的网络。
8、网络的互易性质以及它的适用范围。
三、学习中易产生的问题
1、等效概念中的自反性不易理解。
2、利用等电位法求等效电阻时不易寻找等电位点。
3、计算含有虚支路的电路时，不能正确处理虚支路。
4、戴维南和诺顿电路等效变换时电源的参考方向弄错。
5、对独立电源的转移不易掌握。
6、对含受控源网络进行化简时，易把控制支路变换掉，未保留控制支路而出错。
7、用视察法列节点方程时，节点导纳矩阵中的元素用R而不用G；忘记互导为负值；节点电流源向量中的电流源前的正负号。
8、一条支路中有两个电阻R1与R2串联，而在列节点导纳矩阵中写成G1+G2。
9、视察法列网孔方程中电压源在方程中的负号搞错。
10、回路分析法与网孔分析法的比较，网孔分析法是否是回路分析法的特殊情况？
11、任意取单连支回路的参考方向，而没有按规定取回路电流为连支电流的参考方向。
12、各矩阵Yn、Zm、Zl及A、M、B、Q之间的联系与区别。
13、对替代定理的重要性与应用理解不深。
14、应用叠加定理求解电路时没有注意最后叠加应考虑参考方向的影响。
15、互易定理中为何电流源的接入要用烙铁式，电压源的接入要用钳子式？
四、进度、学时与习题
主要内容
习题
学时
网络的分类
2
直接分析法
3.1、3.4
等效网络
3.5、3.7、3.8
电阻的串并联及等效简化
3.22
2
含独立电源网络的等效变换
3.15
星形与角形等效变换
3.14、3.19
具有对称性质的网络简化
3.22、3.23、3.24、3.27
2
含有受控电源的网络简化
3.32、3.34
节点分析法
4.4、4.7、4.9
2
改进的节点分析法（视察法）
4.11、4.12
网孔分析法
4.16、4.17、4.18
2
对偶性
4.19
回路分析法
4.24、4.26
2
割集分析法
4.29、4.31
替代定理
4.34
2
迭加定理
4.36、4.38、4.39
戴维南定理与诺顿定理
4.42、4.43、4.46、4.47
2
互易定理
4.51
2
第三部分线性动态电路的分析
一、基本要求
1、深刻理解下列概念：
动态电路，过渡过程，状态、初始状态，换路定则，固有频率，时间常数，零输入响应，零状态响应，全响应，阶跃响应，冲激响应，非时变特性，自由分量，强制分量，暂态分量，稳态分量，三要素法。
2、熟练掌握一阶电路微分方程的建立，初始条件的求取与微分方程的求解。
3、熟练掌握利用戴维南等效网络定理结合三要素法直接求出一阶电路的全响应。
4、掌握非时变特性和线性函数的概念在一阶电路中的应用。
5、掌握阶跃响应、冲激响应的求法。
6、深刻理解RLC电路有可能产生过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、自由振荡的四种工作状态的概念及产生的条件。
7、掌握二阶RLC串联与RLC并联电路微分方程的建立与各类响应的求解。
8、会用卷积积分法求任意输入的零状态响应。
9、会用运算方法求解一阶电路、二阶电路的响应。
二、重点和难点
重点
1、动态电路及其分析中的各种基本概念。
2、换路定则及用换路定则求初始条件。
3、微分方程的建立与求解。
4、戴维南定理结合三要素法在一阶电路分析中的应用。
5、固有频率在S平面中的位置与振荡、非振荡以及稳定性的概念。
6、电路的复频域分析法—运算法的原理与计算方法。
复频域等效网络，初始条件形成的附加电源，复频域阻抗与负频域导纳。
难点
1、具有正弦输入的一阶电路的零状态响应。
2、利用线性特性与非时变特性求一阶电路的零状态响应。
3、冲激响应的概念及各种求解方法。
4、求解微分方程时决定积分常数所需初始条件的确定。
5、含有受控源或运算放大器任意二阶电路全响应的求解。
6、卷积积分的概念以及积分计算中积分区间的划分。
7、多重极点及共轭复极点的部分分式展开。
三、学习中易产生的问题
1、电路中几个开关前后动作或一个开关多次动作是时间变量和初值的确定。
2、三要素法中yp（0与y（概念上的区分。
3、电路中有串联电容时，电容器上电压的求法。
4、有阶跃响应求冲激响应时，求导时漏掉对后面的u（t的求导，或对u（t求导得（t时，未对（t前的式子用t=0代入。
5、不善于利用KCL、KVL与VCR建立电路的微分方程。
6、含LC元件的二阶电路与只含L元件或只含C元件的二阶电路的比较。
7、解二阶微分方程时，所需响应微分量的初值不会求取。
8、二阶电路响应曲线波形不易理解。
9、含动态元件的戴维南和诺顿电路的变换不理解。
10、用运算方法时，附加电源的参考方向出错，特别是互感支路附加电源的方向。
四、进度、学时与习题
主要内容
习题
学时
线性非时变一阶电路的零输入响应
5.2、5.3、5.4、5.5
2
线性非时变一阶电路的零状态响应
5.8、5.9
2
线性非时变一阶电路的完全响应
5.13、5.16、5.26
戴维南定理在一阶电路中的应用
5.20、5.25
2
线性电路的非时变特性
5.27
阶跃响应
5.31、5.32
2
冲激响应
5.28
对任意输入的响应
5.17、5.18、5.22
2
线性非时变RLC串联电路的零输入响应
6.1、6.2
2
线性非时变RLC串联电路的零状态响应
6.3、6.12
线性非时变RLC串联电路的全响应
6.8、6.11
2
线性非时变RLC并联电路响应
6.13
一般二阶电路的响应
10.8、10.23、10.24、10.27
2
第四部分正弦稳态电路的分析
一、基本要求
1、深刻理解正弦稳态响应的概念。
2、深刻理解相量法变化的基本概念及其在正弦稳态分析中的作用（基尔霍夫定律的相量形式，电路元件的电压电流关系的相量形式，电路的相量模型等）。
3、能熟练运用相量法计算正弦稳态电路（包括含耦合电感电路及其去耦方法）的电压、电流及功率
4、理解相量图与复数运算在正弦稳态分析中的特殊作用。
5、掌握最大功率传递定律
6、掌握电路谐振的基本概念。
7、了解三相制供电的基本概念，三相电路的连接方式，对称三相制的概念，相序、相电压、相电流、线电压、线电流的概念，掌握对称三相电路的分析与计算，掌握三相电路功率的计算与测量。
二、重点和难点
重点
1、正弦量与相量之间的相互变换。
2、KCL、KVL的相量形式。
3、R、L、C元件电流-电压之间的数值关系与相位关系。
4、R、L、C串、并联电路的电流-电压之间的相量关系，相量图，电压三角形、电流三角形、超前、落后，感性、容性、电抗、电纳的概念。
5、无源二端网络的二种等效电路：
电阻与电抗的串联、阻抗、阻抗三角形、阻抗角；电导与电纳的并联、导纳、导纳三角形、导纳角。
阻抗与导纳之间的转换。
6、含有互感电路的计算：
参考方向、同名端及电感矩阵中M符号的关系，有互感电路的串、并联等效及互感消去法。
7、网络定理：
叠加定理和戴维南和诺顿定理的应用。
8、有功功率与电路损耗的关系及其计算，无功功率与能量交换的关系及其计算，功率因数的意义，复功率守恒的应用。
9、谐振的基本概念。
10、三相电路的连接方式，对称三相制的概念，相序、相电压、相电流、线电压、线电流的概念。
11、对称三相电路电压、电流和功率的计算。
12、三相电路功率的测量，两瓦计法。
难点
1、Phj[]的变换。
2、正弦稳态电路分析中如何画相量图，及如何利用相量图来分析电路。
3、含有耦合电感器网络的计算。
4、正弦稳态电路中无功功率的概念。
5、对称三相电路画出一相等效电路。
6、两瓦计法测功率时，瓦特表标的连接方式。
三、学习中易产生的问题
1、应用相量法变换后，时间函数与相量之间概念上混淆。
例如学生常易写成i（t=I或ImSin（t+等。
2、计算正弦稳态电路不会画相量图或不会利用相量图来辅助分析计算。
3、功率因数Cos中角的正负概念不清楚，误认为相量图中角在第四象限为负，第一象限为正。
4、阻抗与导纳的互换中，若已知Z=R+jX，则认为等效的
。
5、正弦稳态电路中计算有功功率P时，常易套用电阻电路中的公式
，而v用阻抗两端电压的有效值而造成错误。
6、复功率守恒被当作视在功率守恒，得出错误结论：
S总=S1+S2+…
7、认为L、C不是耗能元件，因此电路中加进了L、C元件后不会改变电路的有功功率。
8、画三相相量图中相序画错。
9、双下标概念不清，如
与
的区别。
10、Y形连接中线电压与相电压的30˚相位关系，△形连接中线电流与相电流的30˚相位关系超前与滞后常搞错。
11、计算两瓦计读数时用公式
时漏掉共轭*，变成
。
四、进度、学时与习题
主要内容
习题
学时
线性非时变电路的正弦稳态
2
正弦量
相量法
7.1、7.2、7.3
KCL、KVL的相量形式
7.5、7.6、7.7
2
阻抗和导纳
7.4、7.8
正弦稳态下网络的等效变换
7.11、7.13、7.15
2
正弦稳态分析的一般方法
7.31
网络定理的应用
7.25、7.26、7.27、7.29
2
正弦稳态下电路的功率
7.34、7.36、7.38
2
电路中的谐振现象
7.42、7.45、7.47
2
特勒根定理与复功率守恒
三相电路的基本概念
2
三相电路的连接方式
8.1、8.3
对称三相电路的计算
8.5、8.7
2
三相电路的功率
8.17、8.18、8.21
第五部分双口网络
一、基本要求
1、了解多端网络和多口网络的概念。
2、牢固掌握双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。
3、掌握双口的相互连接的计算。
4、了解双口的等效电路，具有端接双口的分析方法。
二、重点和难点
重点
1、Z（S、Y（S、H（S、T（S四种参数矩阵以及互易其对称双口其参数的特殊关系。
2、双口网络的并联连接，串联连接及级联连接，及有效性试验。
3、双口网络的等效电路。
难点
1、双口网络各参数之间的换算。
2、有效性试验的解释。
3、含独立电源双口的方程及其等效电路。
三、学习中易产生的问题
1、H矩阵参数方程与
矩阵参数方程常易搞错。
2、T矩阵参数方程中I2前的负号易漏掉。
3、有效性试验不易理解。
4、具有端接双口网络中的公式记不住。
四、进度、学时与习题
主要内容
习题
学时
多口网络和双口网络
Z参数：
11.1
Y：
11.8
H：
11.3、11.7、11.16、11.17
T：
11.4、11.5、11.18
参数转换：
11.10、11.11、11.19
2
不含独立电源的双口网络方程及参数
双口各参数间换算、互易性判据
2
双口网络的相互连接
具有端接的双口网络
2
含独立电源的双口网络方程
1
双口网络的等效电路
1
注：
进度表中计划总学时数为70学时，另有2学时的机动，总共72学时。
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