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電路原理(2019春)

隨堂模式

  • 什么是隨堂模式?

    隨堂模式課程一般為每學期一輪次,課程每周更新,作業、考試有截止時間,由課程提供方老師、助教指導,課程完結,成績由老師確認后,統一發放證書。

  • 什么是自主模式?

    自主模式課程常年開放加入,課件全部開放,作業、考試無截止時間,有學堂在線招募選拔的助教指導,考核通過即可自動獲得證書。

國家級精品

來自于: 清華大學 | 分類: 工程(692)

課程描述

電無處不在。人類文明的進程,幾乎就是研究和利用電的過程。電路是用電為人類服務的直接工具。電路原理這門課程教會你分析和設計電路的基本方法。

什么是認證證書?
免費學習
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實名認證
權威性
紙質證書
付費購買
免費贈送

課程簡介

電路原理課程是電類各專業最重要的一門學科基礎課,后續各專業基礎課和專業課都建立在這門課程的知識體系之上,因此是電類專業本科生的“看家 課”之一。電路原理課程的主要內容包括:線性電阻電路分析、非線性電阻電路分析、動態電路的時域分析和正弦激勵下動態電路的穩態分析4大部分。清華大學電 路原理課程的教學包括電路分析基本方法、當代電路元器件、電路原理的實際工程應用等,為學生提供了扎實的基礎和豐富的應用。

為方便至只有中學知識的學生學習,電路原理MOOC專門利用第0周準備必要的微積分、線性代數和大學物理電學的基礎。我們有信心:你能領悟電世界的奇妙。

展開

課程章節

第1周 支路變量、元件、KCL和KVL( Branch variables, elements, KCL, and KVL)
第0講 數學基礎知識(Math basics for circuits)
第1講 為什么要學習電路(why learn circuits?)
第2講 電路(circuits)
第3講 支路變量(branch variables)
第4講 參考方向(reference direction)
第5講 功率(power)
第6講 電阻(resistor)
第7講 獨立電源(independent source)
仿真1(simulation1)
第8講 端口(port)
第9講 受控元件(dependent elements)
仿真2(simulation2)
第10講 基爾霍夫定律(KCL KVL)
第11講 2B法(2B method)
第一周作業(Exercise1)
第2周 電阻、電源的等效變換(Equivalent transform for resistors and sources)
第12講 電阻的串并聯(serial parallel resistors)
第13講 平衡電橋(bridge)
第14講 Y-Δ變換(Y-Δ transform)
第15講 二端網絡的等效電阻(equivalent resistance of two-terminal network)
第16講 電源的等效變換(equivalent transform for sources)
第17講 最大功率傳輸(maximum power transfer)
第二周作業(Exercise2)
第3周 運算放大器(Op Amps)
第18講 運算放大器(Op Amps)
第19講 運算放大器模型(Op Amps' model)
仿真3(simulation3)
第20講 理想運算放大器(ideal Op Amp)
第21講 運算放大器的應用(applications of Op Amps)
第三周作業(Exercise3)
第4周 金屬-氧化層半導體場效晶體管和二端口網絡 (MOSFET and two-port network)
第22講 數字系統介紹(digital system —— introduction)
第23講 數字系統——數和邏輯(digital system——number and logic in digital)
第24講 金屬-氧化層半導體場效晶體管(MOSFET)
第25講 邏輯門(logic gates)
第26講 互補金屬氧化物半導體(CMOS)
第27講 二端口網絡(two-port network)(不要求)
第28講 G參數(G parameter)(不要求)
第29講 其他參數(other parameters)(不要求)
第30講 二端口網絡的等效電路(equivalent circuits of two-port)(不要求)
第31講 二端口網絡的連接(connection of two-ports)(不要求)
第四周作業(Exercise4)
第5周 節點電壓法和回路電流法(Node voltage method and loop current method)
第32講 系統化方程解法介紹(introduction to systematic function formulating)
第33講 節點電壓法(node voltage method)
第34講 回路電流法(loop current method)
第五周作業(Exercise5)
第6周 疊加、替代和戴維南定理 (Superposition, substitution and Thevenin )
第35講 疊加定理(superposition theorem)
第36講 戴維南和諾頓定理(Thevenin/Norton theorem)
第37講 戴維南定理的應用(applications of Thevenin theorem)
第38講 替代定理(substitution theorem)
第六周作業(Exercise6)
第7周 非線性電阻電路(Nonlinear resistive circuits)
第39講 非線性電阻(nonlinear resistor)
第40講 非線性電阻電路的方程求解法和圖解法(analytical and graphical methods for nonlinear circuits)
第41講 非線性電路的分段線性法(piecewise linear method for nonlinear circuits)
第42講 假設檢驗法的應用(application of suppose-verify method)
第43講 非線性電路的小信號法(small signal method for nonlinear circuits)
第44講 小信號模型(small signal models)
第45講 放大器(amplifier)
第七周作業(Exercise7)
第8周 一階電路(First-Order Circuits)
第46講 電容與電感(Capacitors and Inductors)
第47講 動態電路(Dynamic Circuits)
第48講 初值(Initial Values)
第49講 一階電路經典法(Classical Method for First-Order Circuits)
第50講 一階電路三要素法(Three Elements Method for First-Order Circuits)
仿真4(Simulation 4)
第51講 零輸入響應和零狀態響應(zero input response and zero state response)
第八周作業(Exercise 8)
第9周: 一階電路的應用(Applications of First-Order Circuits)
第52講 一階電路的應用之信號: 門傳輸延遲(applications of first-order circuits (signal: gate propagation delay))
第53講 一階電路的應用之信號: 運算放大器電路(applications of first- order circuits (signal: Op Amp circuits))
第54講 一階電路的應用之能量: 整流與斬波(applications of first-order circuits (energy: rectifying and chopping))
A1 單位階躍函數和單元階躍響應(unit step function and unit step response)(不要求)
A2 單位沖激函數(unit impulse function)(不要求)
A3 單位沖激響應(unit impulse response)(不要求)
A4 卷積積分(convolution integral)(不要求)
第九周作業(Exercise 9)
第10周: 二階電路和狀態方程(Second-order Circuits and and State Equations)
第55講 串聯RLC二階電路(serial RLC second-order circuits)
第56講 并聯RLC二階電路(parallel RLC second-order circuits)
第57講 二階電路直覺解法(intuitive method for second-order circuits)
第58講 二階電路的應用(applications of second-order circuits)
第十周作業(Exercise 10)
第11周: 正弦穩態電路的相量法和功率( Phasor Method and Powers in Sinusoidal Steady State Circuits )
第59講 正弦波(sine wave)
第60講 電力系統(power system)
第61講 相量(phasor)
第62講 KCL和KVL的相量形式(phasor form of KCL and KVL)
第63講 RLC的相量關系(phasor relationship of RLC)
第64講 正弦穩態電路相量法(phasor method for sinusoidal steady state circuits)
仿真5(Simulation 5)
第65講 瞬時功率(instantaneous power)
第66講 平均功率(average power)
第67講 無功功率和視在功率(reactive power and apparent power)
第68講 復功率(complex power)
第十一周作業(Exercise 11)
第12周: 頻率特性和諧振( Frequency Characteristics and Resonance)
第69講 頻率特性(frequency characteristics)
仿真6(Simulation 6)
第70講 濾波器(filter)
第71講 頻率特性的應用——小信號放大器的低通特性(applications of frequency characteristics (low-pass characteristics of the small signal amplifier))
第72講 諧振(resonance)
第73講 RLC諧振(RLC resonance)
第74講 串聯RLC諧振的品質因數(quality factor of serial RLC resonance)
第75講 LC諧振(LC resonance)
第76講 諧振的應用(applications of resonance)
第十二周作業(Exercise 12)
第13周: 互感和變壓器(Mutual Inductance and Transformers)
第77講 互感和互感電壓(mutual inductance and mutual voltage)
第78講 同名端(dot convention)
第79講 互感的應用(能量和信號)(application of mutual inductance (power and signal))
第80講 互感的去耦等效(decoupling equivalence of mutual inductance)
第81講 空心變壓器(air-core transformer)
第82講 全耦合變壓器(unity-coupled transformer)
第83講 理想變壓器(ideal transformer)
仿真7(Simulation 7)
第十三周作業(Exercise 13)
第14周: 三相電路和周期非正弦穩態分析(Three-phase Circuits and Periodical Nonsinusoidal Steady State Analysis)
第84講 三相電源(three phase source)
第85講 三相對稱負載和三相對稱電路(balanced three phase load and balanced three phase circuit)
第86講 三相對稱電路的分析(analysis of balanced three phase circuit)
第87講 三相電路的功率(power in three phase circuits)
第88講 周期信號的傅里葉級數(Fourier series for periodical signal)
第89講 周期信號的有效值和平均功率(effective value and average power for periodical signal)
第90講 周期激勵下的電路穩態分析(steady state analysis of circuits with periodical excitations)
第十四周作業(Exercise 14)
期末
期末考試

授課教師

  • 于歆杰 清華大學 電機系 教授

    于歆杰,博士,教授,博士生導師。2003年赴美國MIT考察半年,2008-2009年赴日本早稻田大學訪問一年。國家級精品課“電路 原理”課程負責人。主講《電路原理》,《演化計算及其應用》。主編教材《電路原理》,為普通高等教育“十一五”和“十二五”國家級規劃教材,被教育部高教 司評為普通高等教育精品教材,被北京市教委評為北京高等教育精品教材,被評為首屆“中國大學出版社圖書獎”一等獎,清華大學優秀教材一等獎。主譯MIT電 路教材《模擬和數字電子電路基礎》、主譯教材《遺傳算法與工程優化》。2006年獲北京市科技新星,2012年獲教育部新世紀優秀人才。曾獲北京市教學成 果一等獎一次、二等獎一次。

  • 朱桂萍 清華大學 電機系 副教授

    朱桂萍,女,博士,副教授,博士生導師。2004年在英國曼徹斯特大學做訪問學者半年。主講《電路原理》、《電力電子電路的計算機仿真》, 以第一、二作者身份出版教材、專著4本。發表教學研究論文4篇。曾獲北京市教學成果二等獎、北京市教育創新標兵、北京市高校第五屆青年教師教學基本功比賽 一等獎、清華大學青年教師教學優秀獎、清華大學教學成果一等獎、清華大學優秀教學軟件一等獎、清華大學第二屆青年教師教學基本功比賽一等獎。

  • 陸文娟 清華大學 電機系 教授

    陸文娟,教授,國家級精品課“電路原理”原負責人。主講《電路原理》,參加編寫出版的教材有8本。曾獲第四屆北京市高等學校教學名師獎,全 國寶鋼優秀教師獎,北京市優秀教師稱號,清華大學教書育人獎和研究生“良師益友”稱號等。曾獲北京市教育教學成果二等獎,清華大學教學成果一、二等獎多次。

  • 趙偉 清華大學 電機系 教授

    趙偉,原蘇聯技術科學副博士,教授,博士生導師。主講《電路原理》、《電磁測量選論》、《虛擬儀器基礎》、《LabVIEW編程與虛擬儀器 設計》等課程,出版有《電磁測量》、《電工理論基礎》(譯)等教材,發表教學研究文章9篇。曾獲教育部科技進步二等獎2項、中國電力科技進步三等獎1項、 中國石油和化工工業科學技術二等獎1項;國家政府特殊津貼;國家電網公司科技進步二等獎。

  • 劉秀成 清華大學 電機系 副教授

    劉秀成,男,博士,副教授。1996年8月至1997年12月到香港理工大學訪問。主講本科生《電路原理》和工程碩士《電路與系統》課程。 作為主編或參與編寫教材、教學參考書、電子課件、專著等10余部。發表教學研究文章4篇。獲校級以上個人和集體獎勵10余項,指導的碩士研究生有2人獲清 華大學優秀碩士論文,是“清韻燭光”第二屆清華大學“我最喜愛的教師”之一。

  • 沈瑜 清華大學 電機系 副教授

    沈瑜,博士,副教授。2011.8-2012.8,在UC Irvine訪問學者一年。主講課程:《電路原理》、《面向對象程序設計》、《軟件編程項目訓練》。獲獎情況:曾獲2002年教育部科技進步獎二等獎、 2007年清華大學林楓輔導員獎、2008年清華大學教學成果一等獎。

精華筆記

  • 《電路原理》課程是上學期學的,于歆杰老師講課講的很好,討論區也很積極,贊!今天有幸把我的筆記分享給大家,我是用學堂1周年筆記本做的筆記,哈哈。第一章 支路變量、元件、KCL、KVL支路變量(branch variables)參考方向(ref

    2015-04-12 16:09:43 by zorrorun

常見問題

1、請問課程收費嗎?

完全免費。

2、請問教材和參考書是什么?

教材是:于歆杰,朱桂萍,陸文娟,《電路原理》,清華大學出版社,2007。習題集為:朱桂萍、劉秀成、徐福媛,《電路原理學習指導與習題集(第2版)》,清華大學出版社,2012。輔導書是:朱桂萍、于歆杰、陸文娟、劉秀成,《電路原理導學導教及習題解答》,清華大學出版社,2009。下列參考書值得參閱:(1)江緝光、劉秀成,《電路原理(第2版)》,清華大學出版社,2007;(2)Agarwal and Lang, 《模擬和數字電子電路基礎(于歆杰等譯)》,清華大學出版社,2008,MIT電路課程教材;(3)Nilsson and Riedel, Electric Circuits 7th, 電子工業出版社影印,2005,美國銷量最大的電路教材;(4)Alexander and Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, 清華大學出版社影印,2000,中國應用最多的電路雙語教材;(5)Hayt, Kemmerly, and Durbin, Engineering Circuit Analysis 7th, 電子工業出版社影印,2006;(6)李翰蓀,《簡明電路分析基礎》,高等教育出版社,2002;(7)邱關源,羅先覺,《電路(第5版)》,高等教育出版社,2006。下面這些是傳統意義上的經典教材,如有時間,不妨翻閱。(1)俞大光,《電工基礎(修訂本)》,人民教育出版社,1964;(2)德陶佐等著,江緝光等譯,《系統、網絡與計算:基本概念》,人民教育出版社,1978;(3)狄蘇爾、葛守仁著,林爭輝等譯,《電路基本理論》,人民教育出版社,1979;(4)克魯格,《電工原理(第6版)》,龍門聯合書局,1954。

3、有網站提供輔助教學資料嗎?

清華大學電路原理課程的教學網站為http://circuits.eea.tsinghua.edu.cn/pec。內容包括課件、作業、作業詳細解答、復習多媒體、仿真軟件、2007年秋季學期授課全程錄像、其他輔助資料等。

4、課程成績如何構成?

(1)課堂練習(20%)。(2)課后作業(30%)。(4)期末考試(50%)。

5、怎樣獲得證書?

課程成績不低于50分。

6、課程持續多長時間?

第0周講授微積分、線性代數等基礎知識,第1-7周講授電阻電路分析,第8-10周講授動態電路的時域分析,第11-14周講授動態電路的正弦穩態分析,第15周復習,第16周考試,第18周頒發證書。

7、課程有電路仿真的內容嗎?

仿真是清華大學電路原理MOOC的重要組成部分。我們與美國國家儀器公司(NI)達成協議,凡是選修清華大學電路原理MOOC課程的學生,均可獲得6個月免費的Multisim軟件學生版license。

8、我學過電路,不需要進行系統學習,目前只是對某些內容感興趣,這門課程能夠幫助我嗎?

我們為你準備了知識點路線圖,注冊本課程以后,單擊課程頁面“課程大綱”中的某個知識點,你就會發現一條知識點路線圖,按照路線圖來學習就好了。

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