電路(廣東工業大學建設的慕課)

電路是廣東工業大學建設的慕課、廣東省課程思政示範課程、廣東省線上線下混合式一流課程、廣東省線上開放課程，於2020年12月30日在中國大學MOOC首次開課，授課教師為楊健、夏益民、蔡述庭。據2022年1月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課3次。

電路基礎課程共14章，包括電路模型和電路定律、電路的等效變換、電阻電路的一般分析方法、電路定理、運算放大器、二連線埠網路、非線性電阻電路等內容。

基本介紹

• 中文名：電路
• 授課平台：中國大學MOOC
• 類別：慕課、廣東省課程思政示範課程、廣東省線上線下混合式一流課程、廣東省線上開放課程
• 首開時間：2020年12月30日
• 建設院校：廣東工業大學
• 授課教師：楊健、夏益民、蔡述庭

課程性質

課程背景

大到載人航天，小到電燈電話，電路已經融入到人們生活的方方面面當中，通過MOOC學習也是因為電路為人們提供了手機、電腦、網路、電源甚至電網系統等。人類的現代文明正是建立在以電路為載體的工業革命的基礎上的。

課程定位

電路課程是電類專業的專業理論基礎課，使學生通過該課程的學習後，能全面掌握電路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高分析電路的思維能力與計算能力，為後續專業課程的學習奠定必要的基礎，同時為學生從事與電相關專業的工程技術工作和進行科學研究打下理論基礎。

課程簡介

在電路課程里，將接觸到理論MOOC、仿真MOOC和實踐MOOC。理論MOOC負責講透電路基本理論知識；仿真MOOC向你展現通過仿真來驗證和分析電路的方法；實踐MOOC則側重實物電路的搭建、測試和排錯等。

電路課程共有14章，第一章介紹電路模型和電路定律，第二章介紹電路的等效變換，第三章介紹電阻電路的一般分析方法，第四章講授電路定理，第五章講授運算放大器的電路模型等內容，第六章講授二連線埠網路的定義及分類，第七章講授非線性電阻電路，第八章講解線性動態電路的時域分析，第九章介紹金屬探測器-濾波電路的設計與實現，第十章介紹正弦穩態電路分析，第十一章介紹電路的頻率特性及諧振，第十二章介紹含有耦合電感的電路，第十三章介紹對稱三相電路的相-線關係、分析，第十四章介紹非正弦周期電流電路的穩態分析。

課程大綱

第一章 電路模型和電路定律 1.1 電路和電路模型 1.2 電流、電壓的參考方向 1.3 功率和能量 1.4 電阻 1.5 獨立電源 仿真1： 直流工作點的分析 1.6 問題討論 1.7 受控源 1.8 受控源的實例 1.9 基爾霍夫定律 仿真2： 萬用表和電流探針的使用 單元測試1 單元作業1 第二章 電路的等效變換 2.1 等效的本質及電阻電路的等效變換 2.2 電源電路的等效變換 仿真3：參數掃描和IV分析儀 實踐1：NI myDAQ的使用介紹1 單元測試2 第三章 電阻電路的一般分析方法 3.1 2b法和支路電流法 3.2 結點電壓法 3.3 迴路電流法 實踐2：NI myDAQ的使用介紹2 單元測試3 第四章 電路定理 4.1 疊加定理 4.2 戴維南定理 仿真4：直流掃描 實踐3：金屬探測器總體介紹 單元測試4 單元作業 第五章 運算放大器 5.1 運算放大器的電路模型 5.2 比例電路的分析 5.3 含有理想運算放大器的電路的分析 5.4 含有理想運放的非線性套用電路 仿真5：信號發生器和示波器 實踐4：金屬探測器-繼電器和蜂鳴器的使用實踐5：金屬探測器-報警電路的設計與實現 單元測試5 第六章 二連線埠網路 6.1 二連線埠網路的定義及分類 6.2 G參數及方程 6.3 R參數及方程 6.4 互易二連線埠和對稱二連線埠 實踐6：NI myDAQ的使用介紹3 單元測試6 第七章 非線性電阻電路 7.1 非線性電阻 7.2 解析法和圖解法 7.3 分段線性法 7.4 小信號分析法 實踐7：金屬探測器-隔離電路的設計與實現

實踐8：金屬探測器-放大電路的設計與實現 單元測試7 第八章 性動態電路的時域分析 8.1 動態元件 8.2 動態電路方程的列寫 8.3 初值與換路定律 8.4 動態電路的經典解法 8.5 一階動態電路的三要素法 仿真6：動態電路的暫態分析 實踐9：金屬探測器-波形轉換電路的設計與實現 單元測試8 第九章 相量法 9.1 正弦量 9.2 相量 9.3 複數 9.4 電路元件和電路定律的相量形式 實踐10：金屬探測器-整流電路的分析與設計 單元測試9 第十章 正弦穩態電路分析 10.1 阻抗和導納 10.2 用相量法分析正弦穩態電路 10.3 有功功率和無功功率 10.4 視在功率和復功率 10.5 功率因數的提高 仿真7：正弦交流穩態電路仿真 單元測試10 第十一章 電路的頻率特性及諧振 11.1 電路的頻率特性 11.2 串聯諧振和並聯諧振 仿真8：電路頻率特性的仿真分析 單元測試11 第十二章 含有耦合電感的電路 12.1 互感 12.2 互感電壓和同名端 12.3 互感的去耦等效 12.4 空心變壓器 12.5 理想變壓器 實踐11：金屬探測器-選頻電路的設計與實現 單元測試12 單元作業 第十三章 三相電路 13.1 三相電源與三相電路 13.2 對稱三相電路的相-線關係 13.3 對稱三相電路的分析 13.4 三相電路的功率 實踐12： NI mydaq的使用介紹4 單元測試13 第十四章 非正弦周期電流電路的穩態分析 14.1 非正弦周期信號 14.2 非正弦周期函式分解為傅立葉級數 14.3 有效值、平均值和平均功率 14.4 非正弦周期電流電路的計算 實踐13：金屬探測器-各模組的綜合和聯調 單元測試14 單元作業

註：課程大綱排版從左到右排列

開課信息

課次數	開課時間	授課老師	學時安排	參與人數
第1次開課	2020年12月30日-2021年02月28日	楊健、夏益民、蔡述庭	4小時每周	912
第2次開課	2021年03月29日-2021年07月06日			1195
第3次開課	2021年08月30日-2022年01月09日			536

課程特色

講授原則：在講授每一個新概念時，教授者都遵循著“為什麼要提出這個概念，它具體是什麼，以及它有什麼用？”的講授理思路，對於部分重難點還製作了問題討論MOOC，實現了能力的多層次、遞進式提升，符合認知發展的規律。

實踐創新：將金屬探測器拆解成了相對獨立的若干模組，並把它們安排到了相應的理論MOOC後，帶著學生一起用剛剛學完的電路知識完成各功能模組的設計、仿真、實物搭建和功能調試。在課程臨近結束時，將各功能模組綜合起來，最終就構成一個功能完整的金屬探測器電路。

教學目標

1. 能夠運用系統分析法、時域分析法、相量分析法、網路參數分析法等數學工具對集總參數電路模型進行分析計算。
2. 能夠具備分析直流穩態電阻電路、一階動態電路、正弦穩態電路、含有耦合電感的電路、非正弦周期電路、二連線埠網路、運算電路等各種電路的能力。
3. 能夠套用所學知識完成簡單工程電路的設計、仿真、調試，直到調通頂層系統，並探究電路的電學性能。

學習預備

預備知識

學習該課程前，學習者應先修讀高等數學、大學物理、複變函數與積分變換相關課程。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《電路（第10版）》	James W. Nilsson, Susan Riedel	2015年3月	電子工業出版社
《電路（第5版）》	邱關源	2006年5月	高等教育出版社
《電路與電子線路基礎（電路部分）（第2版）》	王志功，沈永朝，趙鑫泰	2015年7月
《電路原理》	於歆傑，朱桂萍，陸文娟	2007年3月	清華大學出版社
註：表格內容參考資料

所獲榮譽

2018年，該課程被認定為廣東省線上開放課程。

2020年，該課程被認定為廣東省課程思政示範課程、廣東省線上線下混合式一流課程。

教師簡介

楊健，廣東工業大學自動化學院副教授、碩士生指導老師。

夏益民，廣東工業大學自動化學院講師。

蔡述庭，廣東工業大學自動化學院副院長、教授，瑞士洛桑聯邦理工學院和美國南伊利諾伊大學卡本代爾分校訪問學者。