电路分析理论（精选3篇）
电路分析理论 篇1
1 引言
目前，不论是三相电路还是多相电路，其功率计算都是基于“相电压”的，这使得在三相三线系统等类似情况下的相电压的定义和测量出现困难。在正弦对称情况下，相电压可以根据其与线电压的关系计算得到;但是随着电力电子器件的不断使用，以及大量非线性不对称负载接入供电系统，使得电压电流畸变不对称[1,2]，这时正弦对称情况下相电压和线电压之间的关系不复存在，所以因正弦电路而定义的“相”的概念已不适合含有混合补偿设备的电路系统，而多端电路较多相电路而言具有更大的概念外延，因此将多相电路功率理论推广并改进到多端电路应是一项很有意义的工作。
顾名思义，多端电路即为含有多个引出端的电路，其可以作如下定义:如图1所示，在任意一个电路网络中，不论它多么复杂都可以将其主体看成一个黑盒子，黑盒子外的输入端和输出端统称为这个网络的引出端。若引出端的数目为n则称这个电路为n端电路，因为在交流电路的所有形式中，相数最少的单相电路实际上也是由两个引出端构成，所以在n端电路系统中n是大于等于2的，在n大于等于3时则称这个电路为多端电路。
在本文中将三相三线制电路系统看作三端电路进行处理，选择三端中的任意一端作为参考端，在实际应用中可以通过并联电压表方便地测出其他两端到参考端的电压，本文中称之为端电压，也可以通过串联电流表测量得出每个端子上的电流，本文称为端电流。在下文中，分别在电压电流均正弦对称、电压正弦对称电流畸变不对称、电压电流均不对称三种情形下，推导通过瞬时端电压和瞬时端电流定义瞬时有功功率、瞬时无功功率的表达式。结果表明，利用瞬时端电压和瞬时端电流定义瞬时功率是可行的，并且端电压和端电流的定义物理意义更加明确，在实际应用中测量更加简洁、方便。
2 电压电流均正弦对称情况下瞬时功率定义
文献[3]中提出瞬时有功功率等于瞬时电压和瞬时电流的乘积(点积)，见式(1);瞬时无功功率等于瞬时电压和瞬时电流的叉积，见式(2):
瞬时电流向量i可以分解为两个正交的分量之和，该分量分别为瞬时有功向量ip和瞬时无功向量iq，见式(3):
由于瞬时电压向量和瞬时无功电流向量正交，所以u·iq=0，而瞬时电压向量和瞬时有功电流向量在一条直线上，所以u×ip=0。因此，瞬时有功功率就可以等于瞬时电压和瞬时有功电流的点积，见式(4);瞬时无功功率等于瞬时电压和瞬时无功电流的叉积，见式(5)。
三相三线制电路对应多端电路示意图如图2所示，图中将负载端看成一个黑盒子，三相三线电路有三个出线端，可看作三端电路。由于在三相三线系统中负载是由三相发电机供电或者由发电机发出经由变压器变压后供电，而三相发电机或者变压器是存在中性点的，如图2中N点，假设三个端子间也存在一点N1，如图中N1点，该电位点的电位UN1与电源中性点的电位UN的电位差满足UNN1=UN-UN1=0，那么称该点为虚拟中心点，相电压即定义为各个端子到虚拟中性点之间的电压。
在三相正弦对称系统中，假设线电压的瞬时表达式为:
将线电压的瞬时表达式写成相量形式为:
如图2所示，在三相正弦对称系统中，相电压可以直接根据其与线电压的关系得到[1]:
将相电压的相量形式转化为瞬时表达式:
假设端电流的瞬时表达式为:
式中，φ为电压和电流的相位差。
端电流可以分解为有功端电流和无功端电流，其瞬时表达式分别为:
在多端电路系统中，可以利用选择任意端作为参考端后的端电压和端电流来定义其功率，例如选择3端作为参考端，电路示意图如图3所示。其端电压的瞬时表达式为:
根据式(4)，图3所示三端电路的瞬时有功功率可由各个端子上的瞬时端电压和瞬时有功端电流取点积后求和得到，将式(13)和式(11)代入式(14)中可得:
根据式(5)，图3所示三端电路的瞬时无功功率可由各个端子上的瞬时端电压和瞬时无功端电流取叉积后求和得到，将式(13)和式(12)代入式(15)中可得:
将瞬时无功端电流旋转90°即可将式(15)中的叉积转变为点积:
推导得出利用瞬时端电压和瞬时端电流定义的瞬时有功功率和无功功率表达式与文献[4]中用相电压和相电流定义的瞬时有功功率和无功功率表达式相同，但是端电压的物理意义更加明确且在实际应用中更好测量。
3 非正弦不对称系统
3.1 电压为正弦对称电流为畸变不对称时
在电力系统中，通常存在电源电压正弦对称，而电流由于非线性负载以及电力电子器件的使用造成的畸变或不对称现象[5]，下面推导电压为正弦对称、电流为畸变不对称情况下的三端电路的瞬时功率的表达式。
由于电压为正弦对称，所以其瞬时表达式可以表示为:
对于电力系统中的非线性问题，由于电压和电流具有周期性畸变的特点，可以将周期性畸变的电压和电流转化为非正弦周期电流电路处理(在后面的问题研究中都是根据此特性确定瞬时量的表达式)[4]，并且在三相三线制系统中只存在正序、负序，不存在零序电流，所以端电流瞬时表达式可以表示为:
设1、2、3三个端子上的第ki次谐波电流i1ki、i2ki、i3ki的瞬时表达式为:
将端电流分解为有功端电流和无功端电流后，其瞬时表达式分别为:
如图2所示，当选择3端作为参考端时，各个端子上的端电压的瞬时表达式为:
根据式(4)，该三端电路第ki次谐波电流的瞬时有功功率可以利用各个端子上瞬时端电压和瞬时有功端电流取点积后求和确定，将式(22)和式(20)代入式(23)中得:
根据式(5)，该三端电路第ki次谐波电流的瞬时无功功率则可利用各个端子上瞬时端电压和瞬时端无功电流取叉积后求和确定，采用与式(16)相同的方法，把瞬时无功电流旋转90°将叉积运算转化为点积运算，将式(22)和式(21)代入式(24)中得:
根据上述推导可以得出，在电压正弦对称电流畸变不对称时，该三端电路系统的瞬时有功功率为:
瞬时无功功率为:
3.2 电压电流都为畸变不对称时
在电压正弦对称情况下，电源电压是正弦对称的，三相电源电压e'1+e'2+e'3=0;由于虚拟中性点电位UN1与电源中性点电位UN之间的电位差为0，所以三端相电压之和也为0，且可以通过线电压和相电压之间的关系来确定相电压。而在非正弦不对称情况下，不但不满足正弦对称情况下线电压和相电压之间的关系，而且三相电源电压之和也不为0。这就表明由不同的三相电动势可得到相同的线电压，但是由线电压则无法唯一确定相电压，也就是说在非正弦不对称情况下，对负载起决定作用的是线电压而不再是三相电动势本身。文献[6]中指出在任意的三相三线电路中总可找到一组三相电动势e1、e2、e3满足三相之和为0，用其去替代原三相之和不为0的e'1、e'2、e'3，并利用对称分量法将某特定m次谐波分解为正序、负序、零序。由于三相正序、负序相加为0，而三相零序相加为3em0，所以采用一组去除了零序分量的电动势去代替原电动势，见式(27):
式中，e1+e2+e3=0。
由第2节中提到的相电压的定义可知，因为虚拟中性点的电位与电源中性点电位的电位差为零，而且在选择任意端作为参考端时定义的端电压中同样也不反映零序向量，所以三端的相电压也可以采用u1N=e1、u2N=e2、u3N=e3来代替原来的三端上的电压u'1N、u'2N、u'3N。也正因为有此特点，所以三端上的相电压可以利用式(28)来确定:
根据上述原理采用一组去除了零序分量的电动势代替原电动势，三端上的电压只剩下正序和负序分量，因此其瞬时表达式可以表示为:
设1、2、3三个端子上的第ku次谐波电压u1ku、u2ku、u3ku的瞬时表达式为:
各个端子上的端电流的瞬时表达式与式(18)相同，而1、2、3三个端子上的第ki次谐波电流i1ki、i2ki、i3ki的表达式与式(19)相同。因此将第ki次谐波端电流i1ki、i2ki、i3ki分解为有功端电流i1kip、i2kip、i3kip和无功端电流i1kiq、i2kiq、i3kiq，其瞬时表达式分别为:
当选择3端作为参考端时，其各个端子上第ku次谐波的端电压的瞬时表达式可以表示为:
根据式(4)，该三端电路第ki次谐波电流和第ku次谐波电压的瞬时有功功率可以利用瞬时端电压和瞬时有功端电流取点积后求和得到，将式(33)和式(31)代入式(34)中得:
根据式(5)，该三端电路第ki次谐波电流和第ku次谐波电压的瞬时无功功率可以利用瞬时端电压和瞬时端无功电流取叉积后求和得到，采用与式(16)相同的方法，把瞬时无功电流旋转90°将叉积运算转化为点积运算，将式(33)和式(32)代入式(35)中得:
根据上述推导可以得出，在电压和电流均畸变不对称时，该三端电路系统的瞬时有功功率为:
该三端电路系统的瞬时无功功率为:
通过以上推导可以得出，利用瞬时端电压和瞬时端电流推导得出的瞬时有功功率和瞬时无功功率的表达式与文献[7]中基于瞬时功率理论推导得到的表达式相同。但是在电压电流畸变的情况下，由于相电压的定义和测量都十分困难，而端电压和端电流的物理意义明确且测量简便。因此在三端电路中可以给出以下定义。
(1)定义1:瞬时有功功率等于选择任意一端作为参考端时，各个端子上相对于参考端的瞬时端电压与瞬时端电流取点积后求和。
(2)定义2:瞬时无功功率等于选择任意一端作为参考端时，各个端子上相对于参考端的瞬时端电压与瞬时端电流取叉积后求和。
本文在电压电流均正弦对称、电压正弦对称电流畸变不对称以及电压电流均畸变不对称三种情况下，都是选择3端作为参考端对端电压和端电流进行定义，进而推导得出瞬时有功功率和瞬时无功功率的表达式，同理，选择其他任意一端作为参考端可以得出同样的结果。
4 结论
(1)本文分析了现有功率理论在电压电流畸变不对称情况下的缺陷，并提出利用多端电路的理念将三相三线制电路看成一个三端电路处理的观点。
(2)文中给出了端电压和端电流的定义，并将瞬时端电流分解为两个正交的瞬时有功端电流和瞬时无功端电流。在电压电流均正弦对称、电压正弦对称电流畸变不对称以及电压电流均畸变不对称三种情况下，利用瞬时端电压和瞬时端电流推导瞬时有功功率和瞬时无功功率的表达式。推导结果与文献[7]中基于瞬时无功功率理论推导出的结果一致。
(3)最后根据推导结果给出了在三端电路中瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义，在此定义中所用到的端电压的概念较相电压具有更大的概念外延，且物理意义更加明确，测量无需中间计算环节，更加简便。
参考文献
[1]邱关源(Qiu Guanyuan).电路(Circuit)[M].北京:高等教育出版社(Beijing:Higher Education Press),2007.303-305.
[2]赤木泰文(Hirofumi Akagi).瞬时功率理论及其在电力调节中的应用(Instantaneous power theory and application to power conditioning)[M].徐政(Xu Zheng)译.北京:机械工业出版社(Beijing:China Machine Press),2009.17-30.
[3]戴先中,唐统一,孙树勤(Dai Xianzhong,Tang Tongyi,Sun Shuqin).非正弦三相电路中瞬时无功量的普遍化定义(A generalized definition of instantaneous reactive quantity in nonsinusoidal three-phase systems)[J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE),1998,18(6):388-394.
[4]熊元新,陈允平(Xiong Yuanxin,Chen Yunping).正弦电路瞬时功率理论研究(Study on theory ofinstantaneous power of sinusoidal circuit)[J].电网技术(Power System Technology),2001,20(6):18-20.
[5]Xianzhong Dai,Guohai Liu,Ralf Gretsch.Generalized theory of instantaneous reactive quantity for multiphase power system[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2004,19(3):965-972.
[6]王勤,戴先中(Wang Qin,Dai Xianzhong).非正弦不对称三相三线电路负载侧相电压的定义与测量(The definition and measurement load’s phase voltages in nonsinusoidal unsymmetrical 3-phase 3-wire system)[J].电工技术学报(Transactions of China Electrotechnical Society),1997,12(6):55-58.
[7]刘进军,王兆安(Liu Jinjun,Wang Zhao’an).瞬时无功功率与传统功率理论的统一数学描述及物理意义(Uniform mathematic description of instantaneous reactive power theory and conventional power theory and its physical meaning)[J].电工技术学报(Transactions of China Electrotechnical Society),1998,13(6):6-12.
电路分析理论 篇2
（一）目的与要求
1．了解电路概念、电路模型、电路的组成和作用。2．理解电流、电压参考方向的含义。
3．掌握应用电路定律和元件伏安特性分析简单的稳态直流电路。
（二）教学内容
第一节 电路和电路模型
1．主要内容: 电路、电路模型
2．基本概念和知识点：集总参数电路、分布参数电路、实际电路、电原理图、电路模型、拓扑结构图、电路模型 3．问题与应用（能力要求）：了解电路概念、电路模型、电路的组成和作用。
第二节 电路的基本物理量
1．主要内容:电流和电流的参考方向、电压和电压的参考极性、电功率
2．基本概念和知识点：直流、时变电流、交流、电流参考方向、电压、电压的参考极性、电功率。3．问题与应用（能力要求）：了解电路中基本物理量的概念，掌握电流参考方向与电压参考极性的意义。第三节 基尔霍夫定律
1．主要内容：基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律。
2．基本概念和知识点：支路、节点、回路、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律。
3．问题与应用（能力要求）：了解电路描述的基本属于，掌握基尔霍夫电流定律及电压定律。
第四节 电阻元件
1．主要内容：二端电阻
2．基本概念和知识点：线性时不变电阻、线性时变电阻、非线性时不变电阻、非线性时变电阻、电阻器的电路模型。
3．问题与应用(能力要求)：了解电阻的分类、二端特性，掌握电阻器的电路模型。
第五节 独立电压源和独立电流源
1．主要内容：独立电压源、独立电流源、实际电源的电路模型。2．基本概念和知识点：独立电压源、恒定电压源、时变电压源、交流电压源、独立电流源、电压源与电阻串联模型、电流源与电阻并联模型。
3．问题与应用（能力要求）：了解独立电压源与独立电流源的特性。掌握电源的两种电路模型。第六节 两类约束和电路方程
1．主要内容： KCL约束、KVL约束和VCR方程。
2．基本概念和知识点：基尔霍夫电流约束、基尔霍夫电压约速、电路方程。
3．问题与应用（能力要求）：掌握两类约束和电路方程。
第七节 支路电流法和支路电压法 1．主要内容： 支路电流法、支路电压法。
2．基本概念和知识点：支路电流方程、支路电压方程。3．问题与应用（能力要求）：掌握支路电流法和支路电压法的应用。
第八节 分压电路和分流电路
1．主要内容：电路对偶性概念、分压公式和分流公式。
2．基本概念和知识点：拓扑对偶、元件对偶、对偶电路、分压公式、分流公式。
3．问题与应用（能力要求）：了解对偶的概念，掌握分压力公式与分流公式的应用。
（三）实践环节与课后练习
1．对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。2．安排试验课4学时。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第二章 线性电阻电路分析
（一）目的与要求
使学生掌握电路的基本分析方法:网孔法.节点法,以及电路的等效法等等.（二）教学内容
第一节 电阻单口网络
1．主要内容：单口网络及其等效电路
2．基本概念和知识点：线性电阻的串、并联；独立电源的串、并联；含独立电源的电阻单口网络的等效变换。3．问题与应用（能力要求）：理解线性电阻的串并联、独立电源的串并联的效果，掌握有源线性电阻单口网络的等效变换。
第二节 电阻的星形联接与三角形联接
1．主要内容：电阻的星形联接与三角形联接时的分析方法。
2．基本概念和知识点：电阻三角形联接等效变换为电阻星形联接的公式。
3．问题与应用（能力要求）：掌握电阻的星形联接与三角形联接时的分析方法。
第三节 网孔分析法与回路分析法
1．主要内容：网孔分析法、回路分析法。2．基本概念和知识点：网孔电流、网孔方程、网孔分析法计算步骤、回路分析法的要点与步骤。3．问题与应用（能力要求）：掌握网孔分析法与回路分析法的应用。第四节 结点分析法与割集分析法
1．主要内容：结点分析法、割集分析法 2．基本概念和知识点：结点电压、结点方程、结点分析法计算步骤、割集分析法。
3．问题与应用（能力要求）：掌握结点分析法与割集分析法的应用。第五节 含受控源的电路分析 1．主要内容：受控源的概念、含受控源的电路分析方法。
2．基本概念和知识点：受控源、含受控源的单口网络的等效变换方法、受控源电路的网孔方程与结点方程。3．问题与应用（能力要求）：了解受控源的概念；掌握含源单口网络的等效方法；掌握含受控源电路的分析方法。
（三）实践环节与课后练习
1．对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。2．安排实验学时4个。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第三章 网络定理
（一）目的与要求
1．掌握适用于有唯一解的任何线性电阻电路的叠加定理。
2．掌握戴维宁定理和诺顿定理,以及单口网络的等效原理。
（二）教学内容
第一节 叠加定理
1．主要内容：叠加定理
2．基本概念和知识点：叠加性，叠加定理的基本内容。3．问题与应用（能力要求）：掌握叠加定理的应用。
第二节 戴维宁定理
1．主要内容: 戴维宁定理的基本内容及意义。
2．基本概念和知识点：含源单口网络的等效、戴维宁定理。
3．问题与应用（能力要求）：掌握戴维宁定理的应用。第三节 诺顿定理与含源单口等效电路
1．主要内容：诺顿定理的基本内容及意义，含源线性电阻单口网络的等效电路。
2．基本概念和知识点：含源单口网络的等效、诺顿定理，戴维宁－诺顿定理在电路调试中的应用。3．问题与应用（能力要求）：掌握戴诺顿定理在的应用，掌握戴维宁－诺顿定理在电路调试中的应用。第四节 最大功率传输定理
1．主要内容：用戴维宁等效电路求单口网络的最大输出功率。2．基本概念和知识点：戴维宁定理、最大输出功率。3．问题与应用（能力要求）：掌握用戴维宁定理求单口网络的最大输出功率。第五节 替代定理
1．主要内容：替代定理的基本内容及应用 2．基本概念和知识点：替代定理、独立源 3．问题与应用（能力要求）：掌握用替代定理分析电路。
（三）实践环节与课后练习
1．对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。2．安排实验12学时。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第四章 多端元件和双口网络
（一）目的与要求
1．掌握理想变压器和运算放大器的基本原理。2．掌握双口网络参数计算。
3．掌握互易网络定理和分析。
（二）教学内容
第一节 理想变压器
1．主要内容：理想变压器及其基本性质
2．基本概念和知识点:双口网络、理想变压器。
3．问题与应用（能力要求）:掌握理想变压器的基本性质。
第二节 运算放大器的电路模型
1．主要内容：运算放大器及其电路模型。
2．基本概念和知识点：差模输入、有限增益运放模型、理想运算放大器模型。
3．问题与应用（能力要求）：掌握运算放大器的电路模型。第三节 含运放的电阻电路分析
1．主要内容：常用的含运算的电阻电路分析。
2．基本概念和知识点：电压跟随器、反相放大器、同相放大器、负阻变换器。
3．问题与应用（能力要求）：掌握常用含运放电阻电路的分析方法。第四节 双口网络的电压电流关系
1．主要内容：不含独立源的线性电阻双口网络的电压电流关系。2．基本概念和知识点:线性电阻双口网络的流控表达式、线性电阻双口网络的压控表达式、线性电阻双口网络的混合表达式、线性电阻双口网络的传输表达式、参数矩阵。3．问题与应用（能力要求）：掌握不含独立源的线性电阻双口网络的六种表达式。
第五节 双口网络的参数计算
1．主要内容：双口网络参数的计算方法。
2．基本概念和知识点：R，G,H,T四种矩阵的关系及计算方法。3．问题与应用（能力要求）：掌握已知双口网络，求双口网络参数的方法；掌握已经知道双口网络的某一参数求其余参数的方法。第六节 互易双口和互易定理
1．主要内容：互易双口的概念与互易定理基本内容及应用。
2．基本概念和知识点：互易双口、互易定理、互易双口等效电路。3．问题与应用（能力要求）：了解互易双口网络的特点；理解互易定理的基本内容；掌握互易双口网络等效电路的求法。第七节 含双口网络的电路分析
1．主要内容：双口网络接负载及接信号源时电路分析。2．基本概念和知识点：双口网络接负载时的输入电阻；双口网络接信号源时的戴维宁等效电路。3．问题与应用（能力要求）：掌握双口网络电路的基本分析方法，会求双口网络接负载时的输入电阻及接信号源时的戴维宁等效电路。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第五章 简单非线性电阻电路分析
（一）目的与要求
1．了解非线性电阻元件及串并联。
2．了解非线性电阻电路的基本分析方法。
（二）教学内容
第一节 非线性电阻元件
1．主要内容：非线性电阻元件的性质及分类。
2．基本概念和知识点：流控电阻、压控电阻、单向电阻、双向电阻。3．问题与应用（能力要求）：了解非线性电阻的性质及基本术语。
第二节 非线性电阻的串联与并联
1．主要内容：非线性电阻的串联与并联的VCR特性。
2．基本概念和知识点:非线性电阻的串联及其图解法求VCR特性；非线性电阻的并联及其图解法求VCR特性。3．问题与应用（能力要求）：了解非线性电阻串联及并联时的VCR特性曲线求法。
第三节 简单非线性电阻电路分析
1．主要内容：基本的非线性电阻电路分析。
2．基本概念和知识点：含一个非线性电阻电路的分析方法。3．问题与应用（能力要求）：掌握含一个非线性电阻电路的分析方法。
第四节 小信号分析
1．主要内容：小信号电路的分析方法
2．基本概念和知识点：小信号电路模型，小信号电路分析方法 3．问题与应用（能力要求）：掌握小信号电路的分析方法会求解简单的小信号电路模型。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第六章 动态电路中电压电流的约束关系
（一）目的与要求 1．掌握集总参数电路的电压电流关系和电容、电感。2．了解动态电路方程及开关电路初始条件。
（二）教学内容
第一节 集总参数电路中电压电流的约束关系
1．主要内容：基尔霍夫定律及电阻元件中电压电流的约束关系。2．基本概念和知识点：拓扑约束、元件约束、基尔霍夫定律、线性电阻、独立电压源、独立电流源、受控源和理想变压器。3．问题与应用（能力要求）：理解集总参数电路模型中的两类电压、电流约束关系。
第二节 电容元件
1．主要内容：电容元件、电容元件的电压电流关系及电容储能。2．基本概念和知识点：线性电容、非线性电容、时不变电容、时变电容、电容器的电路模型、电容元件的压电关系、3．问题与应用（能力要求）:了解电容元件的分类，电容器的电路模型；理解电容元件中电压、电荷、电流、电荷之间关系。第三节 电感元件
1．主要内容：电感元件、电感元件的电压电流关系及电感储能。2．基本概念和知识点：电感元件、线性电感、非线性电感、时变电感、非时变电感、电感器的电路模型、电感的电流电压关系、电感电流的记忆性、电感电流的连续性、电感的储能。3．问题与应用（能力要求）：了解电感元件的的分类，电感元件的电路模型；理解电感元件中电压、电荷、电流、磁通量之间的关系。
第四节 动态电路的电路方程
1．主要内容：动态电路方程的建立方法。
2．基本概念和知识点:一阶电路、二阶电路、n阶电路、电路微分方程。
3．问题与应用（能力要求）：掌握动态电路微分方程建立的方法。第五节 开关电路的初始条件
1．主要内容：开关电路的初始条件
2．基本概念和知识点：开关电路、初始条件、电感电流的连续性、电容电压的连续性。3．问题与应用（能力要求）：掌握开关电路初始条件的求法。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第七章 一阶电路分析
（一）目的与要求
1．掌握一阶电路的零输入响应、零状态响应和三要素分析法。2．了解阶跃函数、阶跃响应和一阶正弦信号电路。
（二）教学内容
第一节 零输入响应
1．主要内容：RC电路零输入响应、RL电路零输入响应。2．基本概念和知识点：RC、RL电路零输入响应的求法。3．问题与应用（能力要求）：掌握一阶电路的零输入响应问题的求解方法。
第二节 零状态响应
1．主要内容：主要内容：RC电路零状态响应、RL电路零状态响应。2．基本概念和知识点：RC、RL电路零状态响应的求法。3．问题与应用（能力要求）：掌握一阶电路的零状态响应问题的求解方法。
第三节 完全响应
1．主要内容：完全响应的求解与分解。
2．基本概念和知识点：全响应、固有响应、强制响应、瞬态响应、稳态响应。
3．问题与应用（能力要求）：了解完全响应的分解；掌握完全响应的求解的一般方法。
第四节 三要素法
1．主要内容：由直流电源激励的只含一个动态元件的一阶电路全响应的一般表达式；三要素法。
2．基本概念和知识点：三要素；三要素法。3．问题与应用（能力要求）：掌握用三要素法分析只含有一个动态元件的一阶电路全响应的一般表达式。
第五节 阶跃函数和阶跃响应
1．主要内容：阶跃函数的定义；动态电路的阶跃响应。
2．基本概念和知识点：阶跃函数；阶跃响应；完全补偿；欠补偿；过补偿。
3．问题与应用（能力要求）：了解阶跃函数；理解阶跃函数与开关电路的关系；掌握一阶电路阶跃函数响应的求法。
第六节 正弦信号激励的一阶电路
1．主要内容：正弦信号激励下的一阶电路的响应。
2．基本概念和知识点：正弦激励下电路的瞬态响应、正弦稳态响应和全响应。
3．问题与应用（能力要求）：掌握正弦激励下一阶电路的全响应求解方法；理解全响应信号的组成。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第八章 二阶电路分析
（一）目的与要求
掌握二阶RLC电路的零输入响应、零状态响应。
（二）教学内容
第一节 RLC串联电路的零输入响应
1．主要内容：RLC串联电路的微分方程及其分析。2．基本概念和知识点：过阻尼；临介阻尼；欠阻尼。3．问题与应用（能力要求）：掌握RLC串联二阶电路的零输入响应求解方法；并能分析其结果。
第二节 直流激励下的RLC串联电路的响应
1．主要内容：直流激励下的RLC串联电路的响应。
2．基本概念和知识点：直流激励下的RLC串联电路的全响应求解；衰减系数。
3．问题与应用（能力要求）：了解RLC串联电路的直流激励响应的衰减系数与电容电压和电感电流波形的关系；掌握流激励下的RLC串联电路的全响应求解。第三节 RLC并联电路的响应
1．主要内容：RLC并联电路的零状态响应。
2．基本概念和知识点：过阻尼；临介阻尼；欠阻尼。3．问题与应用（能力要求）：了解RLC并联电路的直流激励响应的衰减系数与电容电压和电感电流波形的关系；掌握直流激励下的RLC并联电路的全响应求解。第四节 一般二阶电路分析
1．主要内容：一般二阶电路分析的基本方法。
2．基本概念和知识点：一般二阶电路分析方法的基本步骤。3．问题与应用（能力要求）：掌握求解一般二阶电路的基本方法。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第九章 正弦稳态分析
（一）目的与要求
1．掌握正弦电路的相量形式。
2．掌握单、双口网络的相量模型。
（二）教学内容
第一节 正弦电压和电流
1．主要内容: 正弦电压和电流的描述
2．基本概念和知识点：振幅、频率、相位、超前、滞后、相量、有效值。
3．问题与应用（能力要求）：理解描述正弦电压和电流的相关术语的意义。
第二节 正弦稳态响应
1．主要内容: 一般电路的正弦稳态响应的求法。2．基本概念和知识点：正弦稳态响应、相量法。3．问题与应用（能力要求）：掌握相量法分析一般电路的正弦稳态响应的方法。
第三节 基尔霍夫定律的相量形式
1．主要内容：基尔霍夫电流、电压定律的相量形式
2．基本概念和知识点：基尔霍夫电流定律的相量形式；基尔霍夫电压定律的相量形式。3．问题与应用（能力要求）：掌握基尔霍夫电流、电压定律的相量表达形式。
第四节 RLC元件电压电流关系的相量形式
1．主要内容：二端元件电压电流关系的相量形式。
2．基本概念和知识点:电阻元件的电压电流关系的相量形式；电感元件的电压电流关系的相量形式；电容元件电压电流关系的相量形式；阻抗；导纳；欧姆定律的相量形式。
3．问题与应用（能力要求）:掌握RLC元件电压电流关系的相量形式。
第五节 正弦稳态的相量分析
1．主要内容:相量法分析正弦稳态的主要步骤、阻抗串联和并联的电路分析。
2．基本概念和知识点：相量法分析正弦稳态的主要步骤、阻抗串联、阻抗并联。
3．问题与应用（能力要求）：掌握相量法分析正弦稳态电路的主要步骤；能够用相量分析法分析一般的阻抗串联和并联电路。
第六节 一般正弦稳态电路分析
1．主要内容：支路分析、网孔分析、结点分析、叠加定理和戴维宁－诺顿定理在正弦稳态分析中的应用。
2．基本概念和知识点：支路分析、结点分析、网孔分析、叠加定理、戴维宁定理、结点方程。3．问题与应用（能力要求）：掌握应用相量分析法及基本电路定律分析电路。
第七节 单口网络相量模型的等效
1．主要内容：阻抗和导纳；阻抗和导纳的等效变换；含源单口网络相量模型的等效电路。
2．基本概念和知识点：等效阻抗、等效导纳、等效电路、等效变换。3．问题与应用（能力要求）：掌握含源单口网络的戴维宁等效电路及诺顿等效电路。
第八节 双口网络的相量模型
1．主要内容:不含独立源的双口网络的六种参数和互易双口网络的等效电路。
2．基本概念和知识点：Z参数、Y参数、H参数、H’参数、T参数、T’参数、相量模型的等效电路。3．问题与应用（能力要求）：掌握双口网络的六种参数矩阵的求法。掌握互易双口网络相量模型的等效电路。第九节 正弦稳态响应的叠加
1．主要内容：利用叠加定理分析多正弦激励电路。2．基本概念和知识点：非正弦稳态响应；叠加定理。3．问题与应用（能力要求）：掌握用叠加定理计算几种不同频率的正弦激励的非正弦稳态响应。
（三）实践环节与课后练习
1．对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。2．安排实验学时4个。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第十章 正弦稳态的功率 三相电路
（一）目的与要求
1．掌握正弦稳态电路的瞬时功率、平均功率和复功率。2．最大功率传输定理和三相电路。
（二）教学内容
第一节 瞬时功率和平均功率
1．主要内容：瞬时功率及平均功率。
2．基本概念和知识点：瞬时功率、平均功率、功率因数。
3．问题与应用（能力要求）掌握瞬时功率、平均功率等概念。
第二节 复功率
1．主要内容：复功率的概念及性质。
2．基本概念和知识点：复功率、复功率守恒、3．问题与应用（能力要求）：理解复功率的定义，掌握复功率守恒定理。
第三节 最大功率传输定理
1．主要内容：最大功率传输定理的应用。
2．基本概念和知识点：最大功率传输定理；共轭匹配。3．问题与应用（能力要求）：掌握最大功率传输定理的应用。第四节平均功率的叠加 1．主要内容：平均功率叠加
2．基本概念和知识点：平均功率叠加的基本理论。3．问题与应用（能力要求）：掌握平均功率叠加理论的应用。第五节 三相电路
1．主要内容：三相电源及三相电路。
2．基本概念和知识点：三相电源、三相电路的联结方式、对称三相电路、对称三相电路的功率、瞬时表达、相量表达。3．问题与应用（能力要求）：了解三相电源、三相电路的概念；理解不同联结方式下三相电路中的线电流和相电流的关系；掌握三相负载吸收的瞬时功率和平均功率的求法。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
理论讲授为主，课堂组织采用启发式教学方法，保证学生参与性与师生互动性。对于要求掌握的知识点，布置一定量的作业，以获得学生掌握情况的反馈信息。对学生掌握比较薄弱的知识点再作巩固。第十一章 网络函数和频率特性
（一）目的与要求
掌握谐振电路的频率特性和RC电路的频率特性。
（二）教学内容
第一节 网络函数
1．主要内容：网络函数的定义和分类、计算方法、网络函数与正弦波、网络函数的频率特性。
2．基本概念和知识点：网络函数、转移函数、驱动点阻抗、驱动点导纳、转移函数、转移阻抗、转移导纳、转移电压比、转移电流比、网络函数的计算，网络函数与正弦波、王咯函数的频率特性、幅频特性、相频特性。3．问题与应用（能力要求）：了解网络函数相关概念。掌握网络函数的计算方法。理解网络函数的频率特性。
第二节 RC电路的频率特性
1．主要内容：常用RC滤波电路的频率特性。2．基本概念和知识点：波特图。3．问题与应用（能力要求）：掌握RC一阶低通、一阶高通、二阶低通、二阶高通滤波电路的频率响应特性。第三节 谐振电路
1．主要内容：RLC串联谐振、RLC并联谐振电路。
2．基本概念和知识点:谐振条件、电流谐振、电压谐振。3．问题与应用（能力要求）：了解谐振电路的基本条件和谐振电路中的基本现象。
第四节 谐振电路的频率和特性
1．主要内容：串联谐振、并联谐振电路的频率特性
2．基本概念和知识点: 带通虑波、通频带宽度、品质因数。3．问题与应用（能力要求）：了解选频电路的基本属性，理解品质因数的物理意义。
（三）实践环节与课后练习
对要求掌握的每个知识点，至少布置一道作业题以上。
（四）教学方法与手段
电路分析理论 篇3
本文主要从教育心理学理论出发，再结合教学经验，探讨电路基础的改革途径，提出应尊重学生基础、从实践应用启发学生学习的一系列方法。
一、引言
电路基础是电类、信息类和计算机类大一新生必修课程，作为专业基础课并且是第一门专业基础课，电路基础课程在所有课程体系中的地位是非常重要的。根据高等教育心理学理论，教师主导教学过程，学生作为学习的主体，教师和学生共同完成教学过程。本人从参与电路基础教学的经验再结合高等教育心理学理论来探讨电路基础教学中存在的问题，并提出一些改革方法。
二、存在的问题
1.根据高等教育学的建构主义理论，学生并不是空着脑袋走进教师的，而是已形成了丰富的经验，教学不能无视学生的这些经验，而是要把学生现有的知识经验作为新知识的生长点。
大一的新生，现有的知识经验主要源自高中的知识积累和学习方法，西南林业大学作为二本学校，招生分数处于二本分数线下端，学生的知识经验存在某些方面的不足，比如：高中物理、数学基础薄弱;学习的积极性、自觉性不足;学习方法上有所欠缺等。但教师往往在教学中没有充分考虑学生的原有水平，制定的`教学计划，教授的教学内容和使用的教学手段均应有所改变。
2.电路基础作为一门工程性较强的课程，应注意理论性知识和实践操作性的结合。
电路基础教学中往往会出现理论教学与实验教学不同步情况，理论教学课时与实验教学课时比例分配不合理问题还有重视理论而忽视实验的问题。
3.认知—结构理论，重新安排教学内容。完全按照课本章节来讲课，不利于学生对整个学科结构的一般理解。传统的电路基础讲课过程是这样的：
这种教学过程，容易使得学生无法从全局的眼光来学习课程，也就是说无法将具体所学到的知识转化为学科结构。应该联系学生的理论储备(电磁方面的基础)，然后从整个专业课的结构来设置课程内容。
4.学习动机和学习迁移。学习动机作为引起学习活动的动力机制，是学习活动得以发动、维持、完成的重要条件，并由此影响学习效果。学习动机会直接制约学习积极性。现在大学教师在教学中，容易忽视学生的积极性的问题，课堂教学结束后，往往对学生的关注也不多，此外现在网络普及程度高，课后试题均能找到答案。作业抄袭情况严重，而这一情况往往给教师错误的认识，以为学生都比较好的掌握了学习内容，导致错误评估学生的学习情况。
三、提出的改革
目前，很多关于电路基础的教学改革，主要是针对以下几点：
一是教学方法上的改革;二是通过比较分析，从几大名校的电路基础安排来指出自身的改革方向;三是针对电路基础的实验教学来改革。任何课程都是针对学生的，且由教师来主导的，所有的教学过程中离不开教育心理学理论的指导，要充分地分析教师和学生以及知识掌握的特点，因此提出以下改革建议。
1.理论教学改革。
(1)从学习动机激发出发，合理设置作业的难度，建立一个能够反映电路基础重难点的试题库，此试题库为教师自出，以便防止抄袭答案的现象。
(2)优化课程结构，调整教学顺序，增加电路基础所需要的物理知识章节。
(3)理论教学中适当引入生活中的电路实例，向学生展示电路的作用及魅力，激发学生的兴趣。如最简单的手电筒，电磁式万用表，电容开关等。
2.实践教学改革。
(1)对于电路基础这门课程，实践教学是非常重要的，实验中提供了实物直观，有利于学生理解电路的理论问题，并能够主动地去探索和了解。电路基础的以往的实验主要是验证性实验，验证性实验能强化学生的理论理解，但是对于学生应用理论知识的能力和创新能力促进不大。
(2)电路仿真与实际实验相结合，教师教授学生使用电路仿真软件，要求学生在每次实际实验前，先用仿真软件进行电路设计与及参数的调节，通过增加这一环节，加强学生对电路原理的理解。
四、结语