一、课程基本信息
| 课程代码 | JB39004 | 课程名称 | 电路与电子技术 |
| 课程类别 | 专业基础类课程 | 课程性质 | 必修 |
| 课程学时 | 72 | 课程学分 | 4 |
| 适用专业 | 智能科学与技术、物联网工程 | ||
| 授课学院 | 互联网学院 | ||
| 先修课程 | 大学物理、高等数学 | ||
| 课程教材 | 吴建强,张继红. 电路与电子技术(第二版),高等教育出版社,2018 | ||
| 课程主要 参考书目 | [1] 李燕民. 电路与电子技术(上、下二册):北京理工大学出版社, 2004 | ||
| [2] 康华光. 电子技术原理(第六版),高等教育出版社,2013 | |||
| [3] 吴延荣. 电工学(第二版), 中国电力出版社, 2018 | |||
| [4] 秦曾煌. 电工学简明教程(第三版), 高等教育出版社, 2015 | |||
电路与电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课和必修课。通过本课程的教学,使学生掌握电路分析与电子技术方面的基础理论和基本分析方法,了解电子技术的应用和发展概况,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,为后续专业课程、实验环节的学习和将来应用电子学的知识和技能解决自动化技术问题奠定基础,培养进一步自学电路电子技术的能力,为以后的学习和工作奠定重要基础。
三、课程教学目标
教学目标1:理解直流电路模型的概念;掌握基尔霍夫定律和电阻、电压源、电流源等元件的伏安关系,理解各种电路元件的功率与能量关系;掌握支路电流法、叠加原理、戴维宁定理来分析、计算线性电阻电路,能正确运用常用电路定理来分析电路。 (支撑毕业要求1-2)
教学目标2:掌握储能元件电感和电容的特性,分析瞬态过程产生的原因、条件,掌握一阶RC电路、RL电路瞬态过程中电压和电流的变化规律及影响瞬态过程快慢的电路时间常数;掌握一阶RC电路瞬态过程、RL电路瞬态过程(包括输入响应、零状态响应和全响应)中电压和电流的变化规律以及分析方法,一阶电路瞬态分析的三要素法。(支撑毕业要求1-2)
教学目标3:理解相量法的原理及其使用条件,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;熟练掌握三相交流电路的分析方法以及基本参数的计算。(支撑毕业要求1-2)
教学目标4:掌握半导体的导电特性和PN结的基本特点,熟悉半导体二极管、晶体管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数;(支撑毕业要求1-2)
教学目标5:掌握放大电路的基本概念和工作原理,掌握放大电路的静态分析法和动态分析法,掌握共集放大电路特性;掌握多级放大电路的计算方法;理解功率放大电路,理解差动放大电路的工作原理,了解集成运放的组成和主要参数,掌握理想运放的特点。(支撑毕业要求1-2)
四、课程目标对应的毕业要求指标点 (这部分先不写)
毕业要求1-2:掌握基本的工程基础知识,包括工程图学、机械工程材料及热加工工艺、理论力学、材料力学、机械原理、电工学、电子学等,能够掌握并灵活应用基本理论和基本方法分析机械领域复杂工程问题;
五、课程内容及基本要求
第1章 直流电路分析理论 (9学时)
教学内容:
1.1 电路的组成部分
1.2 电路的基本物理量
1.3 电源及其模型
1.4 电路的基本定律
1.5 电位的概念及其计算
1.6 电路的基本连接及其等效变换
1.7 直流电路的基本分析方法
1.8 非线性电阻电路
教学要求:
本章的重点:电路模型;电压、电流及其参考方向与关联参考方向;功率和能量的定义和计算;元件的伏安特性;欧姆定律及电阻元件的一般定义;欧姆定律的应用、电源有载工作、开路与短路的三种状态、基尔霍夫定律的应用以及电路中电位的概念及计算。
本章的难点:电压、电流的真实方向与参考方向、以及它们在计算时的关系;基于基尔霍夫定律的电路分析与计算的具体应用。
本章基本要求:要求学生理解电路中电流、电压等物理量的参考方向的概念;熟练掌握欧姆定律的应用计算;熟练掌握基尔霍夫定律;能熟练运用电路中电位的概念及计算。
第2章 电路的瞬态过程 (6学时)
教学内容:
2.1 储能元件
2.2 换路定则及电压、电流
2.3 RG电路的瞬态过程
2.4 RL电路的瞬态过程
2.5 一阶电路瞬态分析的三要素法
教学要求:
本章的重点:储能元件电感和电容的特性,一阶RC电路、RL电路瞬态过程中电压和电流的变化规律及影响瞬态过程快慢的电路时间常数,一阶电路瞬态分析的三要素法。
本章的难点:一阶RC电路瞬态过程、RL电路瞬态过程(包括输入响应、零状态响应和全响应)中电压和电流的变化规律以及分析方法,一阶电路瞬态分析的三要素法。
本章基本要求:要求学生掌握储能元件电感和电容的特性,一阶RC电路瞬态过程、RL电路瞬态过程中电压和电流的变化规律以及分析方法,一阶电路瞬态分析的三要素法。
第3章 正弦交流电路 (9学时)
教学内容:
3.1 正弦量的基本概念
3.2 正弦量的相量表示法
3.3 电阻、电感和电容元件的正弦交流电路
3.4 电阻、电感和电容元件串联的正弦交流电路
3.5 复数阻抗及复杂交流电路的分析
3.6 正弦交流电路的功率因属于及功率因数的提高
3.7 正弦交流电路中的谐振现象
教学要求:
本章的重点:掌握正弦交流电的基本概念、正弦量的相量表示以及单一交流电在电阻电路、电感电路和电容电路的具体应用。重点掌握正弦交流电在电路中的电压和电流的计算,掌握交流电路中的瞬时功率、平均功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的基本概念和计算方法,对功率因数的提高方法有一定的理解。对电路谐振有基本的掌握,对于串联谐振和并联谐振的计算有较深的理解和计算能力。
本章的难点:主要是用相量分析法分析正弦交流电路的计算步骤和计算方法;对于功率因数的计算和提高方法也是比较困难的部分。
本章基本要求:要求学生掌握相量法对含电感或电容电路进行电路系统的稳态响应分析和求解;掌握单相交流电路的有功功率、无功功率、功率因数等指标的求取方法和计算。
第4章 三相电路 (6学时)
教学内容:
4.1 三相电源
4.2 三相负载的星形连结
4.3 三相负载的三角形联结
4.4 三相功率
教学要求:
本章的重点:掌握三相电源的特点、数学表达;掌握相电压和线电压、相电流和线电流的概念以及相互关系;掌握三相负载的连接方式以及对应相电压和线电压、相电流和线电流的关系式;掌握三相电路的计算以及三相电路的功率。
本章的难点:三相电路的计算以及功率的计算。
本章基本要求:要求学生掌握三相交流电路特点以及三相电路的计算方法。
第A章 电路基础部分 (9学时)
教学内容:
A.1 受控源电路
A.2 正弦电路的滤波电路
A.3 非正弦周期电流电路
A.4 安全用电
教学要求:
本章的重点:掌握受控源的类型及电路的分析方法,掌握正弦电路的滤波电路,包括RC低通滤波电路、RC高通滤波电路和RC带通滤波电路;掌握非正弦周期电流电路的计算方法,了解安全用电的一些常识。
本章的难点:掌握正弦电路的滤波电路,包括RC低通滤波电路、RC高通滤波电路和RC带通滤波电路。
本章基本要求:要求学生掌握正弦电路的滤波电路,包括RC低通滤波电路、RC高通滤波电路和RC带通滤波电路。
第5章 常用电子元器件 (6学时)
教学内容:
5.1 半导体的导电特性及PN结
5.2 半导体二极管
5.3 晶体管
5.4 其他半导体器件
教学要求:
本章的重点:重点掌握半导体的导电特性及PN结;二极管的基本结构及伏安特性;集体管的基本结构及特性曲线;
本章的难点:半导体二极管、集体管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
本章基本要求:掌握半导体的导电特性和PN结的基本特点。
第6章 基本放大电路 (9学时)
教学内容:
6.1 基本放大电路的性能指标
6.2 共射极接法基本放大电路
6.3 基本放大电路的动态分析
6.4 温度对放大电路的影响及其应对措施
6.5 多级放大电路
6.6 差分放大电路
教学要求:
本章的重点: 掌握放大电路的基本概念和工作原理,掌握放大电路的静态分析法和动态分析法,掌握共集放大电路特性;掌握多级放大电路的计算方法;理解功率放大电路,理解温度对放大电路的影响及其应对措施,理解差动放大电路的工作原理、三种输入信号形式以及两种信号输出形式。
本章的难点:掌握共射极放大电路的基本指标、工作原理、静态分析及温度对放大电路的影响,基本放大电路的动态分析方法,掌握差分放大电路工作原理、三种输入信号形式以及两种信号输出形式。
本章基本要求:要求学生熟练掌握基本放大电路的性能指标,基本放大电路的动态分析方法,掌握共集放大电路特性。
第7章 集成运算放大器 (9学时)
教学内容:
7.1 集成运算放大器简介
7.2 负反馈的概念及其作用
7.3 集成运算放大器信号运算电路
7.4 集成运算放大器在信号处理方面的应用
7.5 波形发生电路
教学要求:
本章的重点: 掌握集成运算放大器的组成和特性,掌握集成运算放大器的运算电路及其应用。
本章的难点:掌握集成运算放大器的运算电路及其应用。
本章基本要求:要求学生熟练掌握集成运算放大器的运算电路及其应用。
第B章 电路基础部分 (9学时)
教学内容:
B.1 场效应管
B.2 放大电路的微变等效电路
B.3 功率放大电路
B.4 直流电源电路
教学要求:
本章的重点:掌握场效晶体管的特性曲线以及主要参数;放大电路的微变等效电路的静态分析和动态分析;功率放大电路的功能和特点;对常见的单相半波、全波整流电路;电容、电感滤波电路及稳压电路的原理和工作过程的分析和计算。
本章的难点:放大电路的微变等效电路的静态分析和动态分析;电容、电感滤波电路及稳压电路的原理和工作过程的分析和计算。
本章基本要求:要求学生掌握场效晶体管的特性曲线以及主要参数;放大电路的微变等效电路的静态分析和动态分析;电容、电感滤波电路及稳压电路的原理和工作过程的分析和计算。
六、教学内容学时分配与对应的课程目标
| 教学主要章节 | 学时数 | 对应的课程目标 | 作业布置 |
| 第1章 直流电路分析理论 | 9 | 教学目标1 | |
| 第2章 电路的瞬态过程 | 6 | 教学目标1 | |
| 第3章 正弦交流电路 | 9 | 教学目标1 | |
| 第4章 三相电路 | 6 | 教学目标2 | |
| 扩展内容A-电路基础部分 | 9 | 教学目标2 | |
| 第5章 常用电子元器件 | 6 | 教学目标2 | |
| 第6章 基本放大电路 | 9 | 教学目标3 | |
| 第7章 集成运算放大电路 | 9 | 教学目标3 | |
| 扩展内容B-模拟电路部分 | 9 | 教学目标3 | |
| 合计 | 72 | ||
| 周次 | 学时数 | 教 学 主 要 内 容 | 教学形式 |
| 1 | 3 | 第1章 直流电路分析理论 1.1 电路的组成部分 1.2 电路的基本物理量 1.3 电源及其模型 | 讲授 |
| 2 | 3 | 1.4 电路的基本定律 1.5 电位的概念及其计算 1.6 电路的基本连接及其等效变换 | 讲授 |
| 3 | 3 | 1.7 直流电路的基本分析方法 1.8 非线性电阻电路 | 讲授、练习 |
| 4 | 3 | 第2章 电路的瞬态过程 2.1 储能元件 2.2 换路定则及电压、电流 | 讲授 |
| 5 | 3 | 2.3 RG电路的瞬态过程 2.4 RL电路的瞬态过程 2.5 一阶电路瞬态分析的三要素法 | 讲授、练习 |
| 6 | 3 | 第3章 正弦交流电路 3.1 正弦量的基本概念 3.2 正弦量的相量表示法 3.3 电阻、电感和电容元件的正弦交流电路 | 讲授 |
| 7 | 3 | 3.4 电阻、电感和电容元件串联的正弦交流电路 3.5 复数阻抗及复杂交流电路的分析 | 讲授 |
| 8 | 3 | 3.6 正弦交流电路的功率因属于及功率因数的提高 3.7 正弦交流电路中的谐振现象 | 讲授、练习 |
| 9 | 3 | 第4章 三相电路 4.1 三相电源 4.2 三相负载的星形连结 | 讲授 |
| 10 | 3 | 4.3 三相负载的三角形联结 4.4 三相功率 | 讲授、练习 |
| 11 | 3 | 扩展内容A-电路基础部分 A.1 受控源电路 | 讲授 |
| 12 | 3 | A.2 正弦电路的滤波电路 A.3 非正弦周期电流电路 | 讲授 |
| 13 | 3 | A.4 安全用电 | 讲授、练习 |
| 14 | 3 | 第5章 常用电子元器件 5.1 半导体的导电特性及PN结 5.2 半导体二极管 | 讲授 |
| 15 | 3 | 5.3 晶体管 5.4 其他半导体器件 | 讲授、练习 |
| 16 | 3 | 第6章 基本放大电路 6.1 基本放大电路的性能指标 6.2 共射极接法基本放大电路 | 讲授 |
| 17 | 3 | 6.3 基本放大电路的动态分析 6.4 温度对放大电路的影响及其应对措施 | 讲授 |
| 18 | 3 | 6.5 多级放大电路 6.6 差分放大电路 | 讲授、练习 |
| 19 | 3 | 第7章 集成运算放大器 7.1 集成运算放大器简介 7.2 负反馈的概念及其作用 | 讲授 |
| 20 | 3 | 7.3 集成运算放大器信号运算电路 7.4 集成运算放大器在信号处理方面的应用 | 讲授 |
| 21 | 3 | 7.5 波形发生电路 | 讲授、练习 |
| 22 | 3 | 扩展内容B-模拟电路部分 B.1 场效晶体管 | 讲授 |
| 23 | 3 | B.2 放大电路的微变等效电路 B.3 功率放大电路 | 讲授 |
| 24 | 3 | B.4 直流电源电路 | 讲授、练习 |
考核方式为闭卷笔试。成绩由平时成绩(30%)以及期末考试(70%)二部分组成。平时成绩由作业和考勤构成。
具体考核要求见下表。
| 成绩组成 | 分值比重 | 考核/评价内容及环节 | 考核/评价细则 | 对应的课程目标 |
| 平时成绩 | 30% | 作业(20分) | 课程进行过程交5次作业,每次作业满分4分; | 教学目标1~3 |
| 期中考试(50分) | 期中考试 | |||
| 考勤(30分) | 课中每次点名,缺一次扣5分。 | |||
| 期末考试成绩 | 70% | 闭卷考试(100) | 按照试卷的评分标准进行评分。 | 教学目标1-3 |
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