电气工程及其自动化专业理论课程教学大纲汇编.docx

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电气工程及其自动化专业理论课程教学大纲汇编

电气工程及其自动化专业

理论课程教学大纲汇编

防灾科技学院

二〇一一年十一月

前言

为了更好的执行2010版电气工程及其自动化专业人才培养方案，电气工程及其自动化教研室全体教师对2010版理论课程教学大纲进行了修订。

本大纲明确规定了每门课程在教学计划中的地位和作用，确定了每门课程教学的基本任务和目的要求，依据电气工程与控制科学的知识系统确定先修课、后续课之间的联系，确定各章、节的基本内容、重点和难点；同时提出了每门课程教学组织实施的原则和学时分配方案。

修订后的2010版电气工程及其自动化专业理论课程教学大纲体现了学时精简后每门课程内容上的变动情况，同时也体现了本专业强化理论基础课程、实践教学环节，优化专业课的特色。

本次大纲的修订工作得到了学院、教务处和本专业全体教师的高度重视，凝聚了防灾仪器系全体教师的智慧，是全系教师辛勤劳动的成果。

大纲中如有不完善之处，我们会在未来的教学过程中不断加以修正。

电气工程及其自动化专业理论课程教学大纲

编审委员会

主任：

郭纯生

副主任：

王新刚

成员：

（按姓氏笔画排列）

于江于瑞红王全胜李立新李艳琴杨敬松

姚振静姜运芳蔡建羡

编写组：

（按姓氏笔画排列）

王薇马洪蕊刘淑聪宋燕星高琴彭宏伟

审稿人：

高盛义

学科（专业）基础课

专业必修课

专业限选课

专业任选课

电路

（一）教学大纲

课程代码：

2008185

课程名称：

电路/Circuit

课程类型：

专业基础课

学时学分：

64学时/4学分

适用专业：

电气工程及其自动化、测控技术与仪器

开课部门：

防灾仪器系

一、课程的地位、目的和任务

课程的地位：

本课程是专业基础课程。

课程的目的与任务：

主要讲授线性、集总参数、非时变电路的基本理论与一般分析方法，使学生掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高计算能力、思维能力和分析解决电路一般问题的基本能力，为学习后续课程奠定良好的和必要的基础。

二、课程与相关课程的联系与分工

本课程先修课程为高等数学、线性代数、大学物理，主要应具备数学和普通物理学的基本理论和分析方法，并将其熟练应用到电路分析中。

本课程的后续课程有电路

（二）、模拟电子技术、数字电子技术等，其与上述课程中的基本理论有较紧密的联系。

通过电路

（一）的学习，掌握电路的各种分析方法，为后续课程分析各种复杂的功能性电路打下必要的基础。

三、教学内容与基本要求

第一章电路模型和电路定律

1.教学内容

1.1电路和电路模型

1.2电流和电压的参考方向

（1）电压、电流参考方向的概念

（2）关联参考方向和非关联参考方向

1.3电功率和能量

（1）能量的概念

（2）电功率的定义及计算方法

1.4电路元件

1.5电阻元件

（1）线性电阻元件的伏安关系

（2）电阻元件的功率和能量

1.6电压源和电流源

（1）电压源的模型及伏安特性

（2）电流源的模型及伏安特性

1.7受控电源

1.8基尔霍夫定律

（1）支路、结点、回路、网孔及结构约束的基本概念

（2）KCL、KVL的简单应用

2.重点难点

重点：

基尔霍夫定律和电路元件的伏安关系（VCR）

难点：

基尔霍夫定律和电路元件的伏安关系（VCR）

3.基本要求

（1）深刻理解电路模型，电压、电流参考方向的概念

（2）掌握电路元件的伏安关系（VCR）和基尔霍夫定律

第二章电阻电路的等效变换

1.教学内容

2.1引言

2.2电路的等效变换

2.3电阻的串联和并联

2.4电阻的Y形连接和△形连接的等效变换

2.5电压源、电流源的串联和并联

2.6实际电源的两种模型及其等效变换

2.7输入电阻

实验一：

串并联电阻电路的等效电阻

（1）巩固测量电阻的方法

（2）用测量的方法确定无源线性电阻网络的等效电阻

（3）学习电流表、电压表的使用

2.重点难点

重点：

电阻、电源的等效变换

难点：

输入电阻的求法

3.基本要求

（1）深刻理解等效变换的概念

（2）掌握电阻、电源的等效变换

（3）掌握输入电阻的求法

第三章电阻电路的一般分析

1.教学内容

3.1电路的图

3.2KCL和KVL的独立方程数

独立方程组的特点、KCL的独立方程数、KVL的独立方程数

3.3支路电流法

2b法和支路电流法及标准形式

3.4网孔电流法

（1）网孔电流的概念、网孔电流法的推导、网孔电流方程的标准形式、含有受控源、无伴电流源时方程的处理

（2）熟练应用网孔电流法分析和求解电路

3.5回路电流法

（1）回路电流的概念、回路电流法的推导、回路电流方程的标准形式、含有受控源、无伴电流源时方程的处理

（2）应用回路电流法分析和求解电路

3.6结点电压法

（1）结点电压的概念、结点电压法的推导、结点电压方程的标准形式、含有受控源、无伴电压源时方程的处理、独立结点电路的弥尔曼定理

（2）应用结点电压法分析和求解电路

实验二：

网孔电流法

验证网孔电流法，加深对网孔电流法的理解和应用

2.重点难点

重点：

用观察电路的方法，熟练应用网孔电流法和结点电压法分析求解电路

难点：

网孔电流方程和结点电压方程的列写

3.基本要求

（1）深刻理解电路图论的概念，熟悉独立结点、独立回路数目的确立与选取

（2）掌握支路电流法、网孔和回路电流法、节点电压法

第四章电路定理

1.教学内容

4.1叠加定理

（1）叠加定理的适用范围、叠加定理的内容

（2）应用叠加定理分析求解电路

（3）齐性定理

4.2替代定理

4.3戴维南定理和诺顿定理

（1）含源一端口网络的概念

（2）戴维南等效电路的求法，应用戴维南定理分析求解电路

（3）诺顿等效电路的求法，应用诺顿定理分析求解电路

（4）戴维南定理和诺顿定理的适用范围及二者关系、最大功率传输定理

实验三：

戴维南定理和诺顿定理的验证

（1）验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解

（2）掌握测量线性有源一端口网络等效参数的一般方法

2.重点难点

重点：

叠加定理、戴维南定理的应用

难点：

叠加定理、戴维南定理的应用

3.基本要求

（1）掌握运用电路定理分析电路的方法

（2）掌握叠加定理（包括齐次性定理），理解替代定理

（3）熟练掌握戴维南定理、诺顿定理和最大功率传输定理

第五章储能元件

1.教学内容

5.1电容元件

（1）电容元件的数学定义及符号

（2）线性电容元件的伏安关系

（3）电容元件的功率和储能

5.2电感元件

（1）电感元件的数学定义及符号

（2）线性电感元件的伏安关系

（3）电感元件的功率和储能

5.3电容、电感元件的串联与并联

串联与并联的推导过程、结论及简单应用

2.重点难点

重点：

线性电容、电感元件在电路中的VCR

难点：

线性电容、电感元件在电路中的VCR

3.基本要求

（1）深刻理解动态储能元件电容、电感的特性及其在电路中的VCR

（2）掌握电容、电感元件的串联与并联

第六章一阶电路和二阶电路的时域分析

1.教学内容

6.1动态电路的方程及其初始条件

（1）动态电路的概念、基本形式及描述方程

（2）换路定则

（3）三个等效电路（0-，0+，+∞）

6.2一阶电路的零输入响应

（1）一阶电路的基本形式

（2）RC一阶电路的零输入响应

（3）RL一阶电路的零输入响应

（4）零输入响应的两个要素（初值uC（0+）、iL（0+）；时间常数τ）

6.3一阶电路的零状态响应

（1）RC一阶电路的零状态响应

（2）RL一阶电路的零状态响应

（3）零状态响应的两个要素（稳态值uC（∞）、iL（∞），时间常数τ）

（4）零状态响应的两个分量（自由分量和强制分量）

6.4一阶电路的全响应

（1）RC、RL一阶电路的全响应

（2）全响应的两种分析方法

（3）求解直流一阶电路的三要素法（三要素：

初值uC（0+）、iL（0+），时间常数τ，稳态值uC（∞）、iL（∞））

6.5一阶电路的阶跃响应

阶跃函数的定义及性质；一阶电路的阶跃响应

6.6一阶电路的冲激响应

（1）冲激函数的定义、性质及与阶跃函数的关系

（2）一阶电路的冲激响应

（3）冲激响应与阶跃响应的关系

实验四：

RC一阶电路的动态过程研究

测定RC一阶电路的零输入、零状态和全响应；学习电路时间常数的测量

2.重点难点

重点：

用三要素法分析一阶电路的零输入、零状态和全响应

难点：

用三要素法分析一阶电路的零输入、零状态和全响应；典型电路分析

3.基本要求

（1）了解求解一阶电路阶跃响应、冲激响应的方法

（2）理解动态电路的概念

（3）深刻理解初始值、稳态解、时间常数的概念并掌握其求法

（4）掌握求解一阶电路的零输入、零状态和全响应的方法

第七章相量法

1.教学内容

7.1复数

复数的几种表示形式及其转换关系、复数的四则运算

7.2正弦量

（1）正弦量的三要素（振幅、角频率、初相位）

（2）有效值、相位差的概念及求解

7.3相量法的基础

相量法的概念及表示方法；相量图

7.4电路定律的相量形式

（1）KCL、KVL的相量形式

（2）相量形式的VCR（电阻、电感、电容元件）

（3）线性受控源的相量表示

2.重点难点

重点：

相量法、电路定律的相量形式

难点：

相量法、电路定律的相量形式

3.基本要求

（1）深刻理解相量法的概念

（2）掌握电路定律的相量形式

第八章正弦稳态电路的分析

1.教学内容

8.1阻抗和导纳

（1）阻抗和导纳的定义

（2）元件（电阻、电容、电感）的阻抗和导纳

（3）阻抗和导纳的转换及一般形式

（4）电路的阻抗及性质（感性、容性、阻性）

（5）电路的导纳及性质

8.2电路的相量图

电路的相量图的概念以及作相量图的一般原则

8.3正弦稳态电路的分析

应用线性电阻电路的各种分析方法和电路定理分析求解正弦稳态电路

8.4正弦稳态电路的功率

（1）平均功率（有功功率）、无功功率、视在功率的概念、表达式及相互关系

（2）功率因数及提高功率因数的意义、方法及求解

8.5复功率

复功率的定义及表示方法

8.6最大功率传输

2.重点难点

重点：

相量法分析线性电路的正弦稳态响应

难点：

相量法分析线性电路的正弦稳态响应

3.基本要求

（1）理解阻抗概念

（2）掌握有功功率及最大传输功率的求法

（3）掌握电路相量图的一般原则

（4）掌握正弦稳态电路的分析方法

四、课程学时分配（以章节为单位）

教学内容

学时分配

合计

讲课

实验

上机

讨论习题

第一章电路模型和电路定律

第二章电阻电路的等效变换

第三章电阻电路的一般分析

第四章电路定理

第五章储能元件

第六章一阶电路和二阶电路的时域分析

第七章相量法

第八章正弦稳态电路的分析

合计

五、推荐教材和教学参考书

1．推荐教材：

《电路》，丘关源、罗先觉，高等教育出版社，2006，第五版。

2.参考教材：

《电路原理》，江缉光，刘秀成，清华大学出版社，2007，第二版。

《电路分析》，胡翔骏，高等教育出版社，2007。

《电路（第五版）学习指导书》，刘崇新，高等教育出版社,2006。

六、教学方法与考核方式

教学方法：

采用讲、练结合及实验辅助的教学方法。

（1）课堂讲授：

通过多媒体、板书结合，主要采用黑板教学的教学方法。

（2）作业：

通过课后作业使学生进一步巩固所学知识，掌握分析方法。

（3）实验教学：

通过实验教学加深及提升课堂教学内容。

考核方式：

考试课，闭卷笔试

期末总成绩包括两部分，即平时成绩（包括考勤、作业、期中成绩、读书笔记）和期末考试卷面成绩。

其中，平时成绩占50%，考试卷面成绩占总成绩的50%，并按学校“双及格线”要求执行。

修订人：

修订日期：

2011.10.31

审核人：

审核日期：

2011.10.31

电路

（二）教学大纲

课程代码：

2008169

课程名称：

电路/Circuit

课程类型：

专业基础课

学时学分：

48学时/3学分

适用专业：

电气工程及其自动化

开课部门：

防灾仪器系

一、课程的地位、目的和任务

课程的地位：

本课程是专业基础课程。

课程的目的与任务：

二、课程与相关课程的联系与分工

本课程先修课程为高等数学、线性代数、大学物理、电路

（一），主要应具备数学和普通物理学的基本理论和分析方法，并将其熟练应用到电路中。

本课程的后续课程有数字电子技术、自动控制原理等，其与上述课程中的基本理论有较紧密的联系。

通过电路

（二）的学习，掌握电路的各种分析方法，为后续课程分析各种复杂的功能性电路打下必要的基础。

三、教学内容与基本要求

第一章含有耦合电感的电路

1.教学内容

1.1互感

（1）互感定义及符号

（2）同名端

（3）耦合互感的VCR

（4）耦合因数k

1.2含有耦合电感电路的计算

（1）耦合电感的串接

（2）同侧与异侧并接计算

1.3耦合电感最大功率

1.4变压器原理

1.5理想变压器

（1）理想变压器的概念、VCR和电路模型

（2）理想变压器的阻抗变换功能

2.重点难点

重点：

互感电路的分析以及理想变压器的阻抗变换特性

难点：

互感电路的分析以及理想变压器的阻抗变换特性

3.基本要求

（1）理解互感的概念及VCR

（2）掌握互感电路的分析方法

（3）掌握理想变压器的概念及电路分析

第二章电路的频率响应

1.教学内容

2.1RLC串联电路的谐振

（1）电路谐振的概念

（2）串联电路谐振的条件及特点

2.2RLC并联电路谐振

并联电路谐振的条件及特点

实验一：

RLC元件在正弦电路中的特性实验

学习用实验方法验证电阻、感抗、容抗与频率的关系；加深理解RLC元

件电压与电流间的相位关系

实验二：

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；加深理解电路发生谐振的条件、特点

2.重点难点

重点：

阻抗和导纳的性质；电路的相量图；正弦稳态电路的分析计算及功率

难点：

电路的谐振

3.基本要求

（1）了解谐振电路的频率特性

（2）掌握电路串并联谐振的谐振条件、谐振电路的特点及简单计算

第三章三相电路

1.教学内容

3.1三相电路

（1）对称三相电源的表示方法、相序及连接方式

（2）三相负载的表示方法及连接方式

（3）三相电路的概念及连接方式

3.2线电压（电流）与相电压（电流）的关系

Y形连接时的线相关系；Δ形连接时的线相关系

3.3对称三相电路的计算

3.4不对称三相电路的概念

不对称三相电路的概念、特点、中性点位移；不对称三相电路的计算

3.5三相电路的功率

（1）三相电路的平均功率计算

（2）三相电路功率的测量（二表法）

2.重点难点

重点：

对称三相电路中相电压（流）和线电压（流）的关系及计算

难点：

对称三相电路中相电压（流）和线电压（流）的关系及计算

3.基本要求

（1）了解不对称三相电路的概念

（2）掌握对称三相电路的概念及计算方法

（3）线电压（电流）与相电压（电流）的关系

第四章非正弦周期电流电路和信号的频谱

1.教学内容

4.1非正弦周期信号

非正弦周期信号的概念；非正弦周期电流电路的概念

4.2非正弦周期函数分解为傅里叶级数

（1）周期函数的傅里叶级数的三角形式

（2）傅里叶级数中各分量的物理意义（谐波）

（3）周期函数的对称性与傅氏系数的关系

4.3有效值、平均值和平均功率

（1）周期函数的有效值的定义和计算公式

（2）平均值的概念及计算

（3）非正弦周期电流电路平均功率的计算

4.4非正弦周期电流电路的计算

非正弦周期电流电路的分析方法（谐波分析法）及计算步骤

2.重点难点

重点：

非正弦周期信号的平均值、有效值、平均功率的概念及计算

难点：

非正弦周期信号的平均值、有效值、平均功率的概念及计算

3.基本要求

（1）理解非正弦周期信号

（2）掌握平均值、有效值、平均功率的概念及计算

第五章线性动态电路的复频域分析

1.教学内容

5.1拉普拉斯变换的定义

（1）拉普拉斯变换的定义

（2）常见函数的拉氏变换与反变换

5.2拉普拉斯变换的基本性质

5.3拉普拉斯反变换的部分分式展开

5.4运算电路

（1）KCL、KVL的运算形式

（2）线性元件（电阻、电容、电感、耦合电感等）的运算电路

（3）欧姆定律的运算形式

5.5应用拉普拉斯变换法分析线性电路

运算法的基本思想和特点；运算法的解题步骤

5.6网络函数的定义

5.7网络函数的极点和零点

5.8极点、零点与冲激响应

5.9极点、零点与频率响应

2.重点难点

重点：

应用运算法分析线性电路；极点、零点与冲激响应、频率响应的关系

难点：

应用运算法分析线性电路；极点、零点与冲激响应、频率响应的关系

3.基本要求

（1）理解网络函数、极点和零点的定义，掌握极点、零点与冲激响应、频率响应的关系

（2）掌握拉普拉斯变换的定义、性质及反变换

（3）熟练掌握应用运算法分析线性电路的方法

第六章电路方程的矩阵形式

1.教学内容

6.1割集

割集的概念；基本割集组

6.2关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵

6.3回路电流方程的矩阵形式

6.4结点电压方程的矩阵形式

2.重点难点

重点：

电路方程的系统列写方法及方程的矩阵形式

难点：

电路方程的系统列写方法及方程的矩阵形式

3.基本要求

（1）理解关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵的概念

（2）掌握电路方程的系统列写方法及方程的矩阵形

第七章二端口网络

1.教学内容

7.1二端口网络

7.2二端口的方程和参数

二端口参数方程形式；参数的含义及求法

7.3二端口的等效电路

7.4二端口的转移函数

7.5二端口的连接

实验三：

双口网络测试

加深理解双口网络的基本理论；掌握直流双口网络传输参数的测量技术

实验四：

负阻抗变换器

加深负阻抗概念的认识，掌握对含有负阻的电路分析研究方法；学习掌握负

阻器的测试方法

2.重点难点

重点：

参数方程形式、参数的含义及求法，转移函数和特性阻抗的求法，二端口的等效电路及连接

难点：

参数方程形式、参数的含义及求法，转移函数和特性阻抗的求法，二端口的等效电路及连接

3.基本要求

（1）理解一端口、二端口、多端口元件的概念

（2）掌握参数方程形式、参数的含义及求法

（3）掌握转移函数和特性阻抗的求法，二端口的等效电路及连接

四、课程学时分配（以章节为单位）

教学内容

学时分配

合计

讲课

实验

上机

讨论习题

第一章含有耦合电感的电路

第二章电路的频率响应

第三章三相电路

第四章非正弦周期电流电路和信号的频谱

第五章线性动态电路的复频域分析

第六章电路方程的矩阵形式

第七章二端口网络

合计

五、推荐教材和教学参考书

1．推荐教材：

《电路》，丘关源罗先觉，高等教育出版社，2006，第五版。

2.参考教材：

《电路原理》，江缉光、刘秀成，清华大学出版社,2007，第二版。

《电路分析》，胡翔骏，高等教育出版,2007。

《电路（第五版）学习指导书》，刘崇新，高等教育出版社2006。

六、教学方法与考核方式

教学方法：

采用讲、练结合及实验辅助的教学方法。

（1）课堂讲授：

通过多媒体、板书结合，主要采用黑板教学的教学方法。

（2）作业：

通过课后作业使学生进一步巩固所学知识，掌握分析方法。

（3）实验教学：

通过实验教学加深及提升课堂教学内容。

考核方式：

考试课，闭卷笔试

期末总成绩包括两部分，即平时成绩（包括考勤、作业、期中成绩、读书笔记）和期末考试卷面成绩。

其中，平时成绩占50%，考试卷面成绩占总成绩的50%，并按学校“双及格线”要求执行。

修订人：

修订日期：

2011.10.31

审核人：

审核日期：

2011.10.31

模拟电子技术教学大纲

课程代码：

2008499

课程名称：

模拟电子技术/AnalogElectronicTechnology

课程类型：

专业基础课

学时学分：

64学时/4学分

适用专业：

电气工程及其自动化、测控技术与仪器

开课部门：

防灾仪器系

一、课程的地位、目的和任务

课程的地位：

本课程是专业基础课程。

课程的目的与任务：

本课程具有很强的应用性和实践性。

其内容主要是研究半导体器件及其组成的基本单元电路，对电子器件重点介绍其外部特性、功能和使用，对基本电路侧重定性分析，突出性能、特点及应用。

通过本课程的学习，使学生掌握电子器件及电子电路的基本概念、基本原理和基本分析方法；使学生掌握半导体基本器件的原理、特性及其选用；掌握常用模拟集成器件的外特性及其应用；掌握基本单元电路的组成、工作原理及其重要性能指标的估算；掌握模拟信号与数字信号的区别、常用模拟电子电路的分析和设计方法；具有一定的读图能力和初步设计电路的能力，为后续课程的学习打下良好的基础。

二、课程与相关课程的联系与分工

本课程先修课程为大学物理、电路等，后续课程为数字电子技术、电力电子技术等。

模拟电子技术旨在使学生通过学习，为相关后续课程应用模拟电子技术基本理论和基本分析方法打下良好的基础。

三、教学内容与基本要求

第一章导言

1.教学内容

1．1电信号

1．2电子信息系统

1．3仿真软件介绍

2.重点难点

重点：

信号、模拟信号的概念

难点：

电子系统的应用

3.基本要求

（1）了解电子系统的组成及各部分的应用

（2）了解软件Multisim的应用

（3）掌握模拟信号与数字信号的区别

第二章集成运放及其应用

1.教学内容

2.1放大电路的概念和性能指标

2.2集成运算放大电路

2.3理想运放组成的基本运算电路

2.4理想运放组成的电压比较器

实验一比例求和运算电路

（1）掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能

（2）掌握比例求和运算电路的测试和分析方法

2.重点难点

重点：

集成运算放大电路的分析、计算

难点：

（1）放大电路的概念和性能指标

（2）微分电路和积分电路的应用

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