第一篇:編寫電路分析基礎(chǔ)課程教材的體會
述而求作 振葉尋根——編寫電路分析基礎(chǔ)課程教材的體會
日期:2008-12-30作者:李瀚蓀來源:中國大學(xué)教學(xué)
自1977年我在教育部主持的合肥電工教材編寫會議上,接受新設(shè)課程“電路分析基礎(chǔ)”教材的編寫任務(wù)以來,迄今已近三十年。期間陸續(xù)編寫出版了《電路分析基礎(chǔ)》第一、二、三版,第四版即將出版,在2002年還出版了該課程的“高端教材”《簡明電路分析基礎(chǔ)》。這些教材受到了讀者的歡迎,發(fā)行量很大,兩次受到國家級獎勵。其間也形成了我對教材編寫的一些體會,簡述如下,望同仁們不吝賜教。
一、述而求作
基礎(chǔ)課教材涉及的是些成熟內(nèi)容,雖不一定是傳統(tǒng)內(nèi)容。編寫時駕輕就熟,往往是“述而不作”。列出一個編寫大綱,把規(guī)定內(nèi)容一一闡述正確無誤即可。這樣,同一課程的教材,版本雖多,卻常陷入大同小異、缺乏特色的局面。“述而不作”一語出自《論語》,意指“只闡述前人成說,自己無所創(chuàng)作”(《辭海》)。我覺得,對基礎(chǔ)課程教材,要創(chuàng)立新內(nèi)容,難以做到。但在處理教材內(nèi)容時卻可以有自己鮮明、獨特的觀點、見解,形成特色。這好比烹調(diào)的基本原料無非是雞鴨魚肉、果蔬瓜菜,但卻可形成風(fēng)味不同的諸多菜系,都能提供營養(yǎng),供人品嘗。
在寫教材時,作者首先要有“述而求作”的基本態(tài)度,加上自己對課程內(nèi)容的理解和在教學(xué)實踐中逐步形成的觀點、見解,方能寫出頗具特色、利于教學(xué)的教材。理解、觀點和見解在教學(xué)過程中又是與時俱進的。因此,教材需要修訂。修訂時,有內(nèi)容方面的問題,但更重要的是:力求更好地體現(xiàn)自己的觀點、見解,使特色更加鮮明。這就是所謂多年磨一劍的過程,不能低估其中經(jīng)歷的周折與苦思。
多人合寫一本教材,按章分工,似不易形成特色。青年教師的培養(yǎng),似應(yīng)先在寫講稿上多下功夫。有志于教學(xué)的教師都應(yīng)有自己的資料庫和習(xí)題庫,而歷年的講稿是資料庫的重要組成部分,是日后寫教材的依據(jù)。有特色、有個性的教材是水到渠成之事而不是拔苗助長的結(jié)果。
電路分析基礎(chǔ)課程理論性強、內(nèi)容豐富,好比一棵葉茂枝繁的大樹。南朝梁的劉勰曾在《文心雕龍》一書中談到文論要“振葉以尋根”,意即要能從枝葉問題追尋到根本問題。在處理教材內(nèi)容時,我有兩個基本觀點,一是注意教材的整體性,二是注意區(qū)分教材和講稿。這便是目前我能理解到的,在教材編寫工作中的“振葉
尋根”。
二、教材的整體性
教材都是由若干知識點組成的,正如房屋是由磚石筑成一樣。一堆磚石不能成其為房屋,知識點的羅列也不能成其為教材。這就是說,教材的整體并非知識點的簡單總和,整體還有整體作為整體自己的性質(zhì)。我認(rèn)為構(gòu)成教材整體的三個要素是:體系、基本結(jié)構(gòu)和課程的基本要求。它們是教材整體性質(zhì)的體現(xiàn)。
體系屬教材的科學(xué)性問題。采用什么體系,見仁見智,但應(yīng)“各推所長,崇其所善”,體現(xiàn)特色。在電路教材體系上,我一直主張根據(jù)事物變化的內(nèi)因和外因關(guān)系,按形成電路響應(yīng)的內(nèi)因,采用劃分為電阻電路和動態(tài)電路兩大部分的體系,摒棄傳統(tǒng)的直流電路、交流電路和過渡過程的體系。內(nèi)因是變化的依據(jù),外因是變化的條件。就電路來說,內(nèi)因只有電阻電路和動態(tài)電路之分,非此即彼;作為外因的電路激勵,卻是多種多樣,如直流激勵、正弦交流激勵、脈沖激勵等,名目繁多。但不論外因為何,凡電阻電路,其響應(yīng)與激勵的關(guān)系是由代數(shù)方程或超越方程來描述的,凡動態(tài)電路,這一關(guān)系是由微分方程來描述的。考慮到電路分析的基本向題是:給定電路的結(jié)構(gòu)、元件的特性(內(nèi)因)以及各電源的激勵電壓或電流(外因),求出電路中的電流、電壓(響應(yīng))。采用這樣的體系,就能使學(xué)生在面臨當(dāng)代繁多的電路問題時,知道解決問題的基本出發(fā)點,從而起到本門課應(yīng)有的“打好基礎(chǔ)”的作用。
基本結(jié)構(gòu)屬教材的教學(xué)方法論問題。它是“隱性的”,易為人所忽視,需要去挖掘。認(rèn)識它并善于利用,在教學(xué)上可以起到事半功倍的效果,有助于解決教學(xué)上“少而精”、“重點突出”等問題。基本結(jié)構(gòu)(basic structure)的概念是由美國心理學(xué)家布魯納(Jerome S.Brunner)提出的,它指課程的基本原理,即課程中各種定理、方法、概念、定義之間相互關(guān)系的理論框架。學(xué)生一旦掌握了它,就能處理許多看來似乎生疏但密切關(guān)聯(lián)的知識,有些新知識在他看來只不過是熟悉題目的變形而已。這樣就通過遷移作用不斷地擴大和加深知識,完成學(xué)習(xí)任務(wù),且對所學(xué)知識有一個整體認(rèn)識。基本結(jié)構(gòu)不同于一般所稱的課程體系,它本身就是具體的教學(xué)中心、學(xué)習(xí)重點,具有廣泛而強有力的適用性。我在1977年撰寫第一版時,即開始運用這個概念,經(jīng)過多年的探索,直到2002年出版的《簡明電路分析基礎(chǔ)》中才能明確提出基本結(jié)構(gòu)是:一個假設(shè)、兩類約束和三大基本方法。一個假設(shè)是指集總假設(shè),由此確定電路分析的對象;兩類約束是指拓樸約束(基爾霍夫定律)和元件約束(元件的電壓、電流關(guān)系);三大基本方法是指分解方法(使復(fù)雜結(jié)構(gòu)電路化為簡單結(jié)構(gòu)電路)、疊加方法(使復(fù)雜激勵電路化為簡單激勵電路)和變換域方法(使電阻電路、動態(tài)電路的分析方法得到統(tǒng)一)。至此,電路分析所需基礎(chǔ)得到簡單明顯的表述,所寫教材特別冠以“簡明”兩字,而把即將出版的第四版寫成是該書的普及版。基本結(jié)構(gòu)好比人體的經(jīng)絡(luò),經(jīng)絡(luò)不通暢,學(xué)習(xí)就會感到不順。
課程的基本要求,即對課程“三基”方面的要求,已由專家制定文件,由教育部頒布,屬執(zhí)行問題,列為構(gòu)成教材一個要素。毋須再作討論。
三、教材和講稿
教材不是講稿,不能直接使用于課堂講授,照本宣科。
講授在學(xué)校的教學(xué)過程中只是一個環(huán)節(jié),是重要一環(huán),并非主要一環(huán),自學(xué)才是主要一環(huán)。在校學(xué)習(xí),有機會能聆聽大師或有成就、有心得的老師講課,其影響決不可低估,可能會是終生難忘。但歸根到底,要得到知識,還必須依靠自己的努力。古今中外,自學(xué)成才者不勝枚舉。由此說明,自學(xué)能力的培養(yǎng)是何等重要,便于自學(xué)的教材和相關(guān)資料是何等重要。所以,我一直主張“教材宜細(xì)(致)不宜粗(略)”。“細(xì)”教材闡述透徹,便于自學(xué),利于解惑。但“細(xì)”教材若不突出“教材的整體性”也會使人感到茫無頭緒,抓不住重點,閱讀困難。
教師在教學(xué)過程中是應(yīng)起主導(dǎo)作用的,講課體現(xiàn)了這一作用。但是,作為教學(xué)主體的學(xué)生,不是一個空的容器,從而使知識可以像物品一樣地由教師傳遞給學(xué)生。用語言或文字符號、圖形等形式傳遞給學(xué)生的只是包裝好的信息而已。徜若這種信息過密、過細(xì),由于其瞬間存在,稍縱即逝,恐怕連傳遞也是未能到位的。這樣的講授能產(chǎn)生什么效果?其實,大學(xué)生已是一個成年人,不能忽視他們內(nèi)在的邏輯能力,這種能力往往能使人從不充分的反應(yīng)中找出答案。因此,我一直主張“講授宜粗不宜細(xì)”。粗略決非粗糙。簡約之中見精華也是要經(jīng)過精心策劃的。教師
一、兩句頂用的話,真知灼見,往往是學(xué)生一時不易體會到的。“粗”講要注意突出“基本結(jié)構(gòu)”,否則會使人感到雜亂無章,不得要領(lǐng),聽課困難。
一個要“細(xì)”,一個要“粗”,各具特點,作用不同。教材不能充當(dāng)講稿。教材在教學(xué)過程中的作用,可以借用老子所說的“有之以為利,無之以為用”來表明。“有”給人以便利,“無”發(fā)揮了它的作用。真正有用的所在,還是在于無。除非是一本針對性極強的培訓(xùn)資料、講義,面向全面開設(shè)這門課的眾多學(xué)校和教師,一本教材只能是一個片面的、有限的事物,只能是一個有待加工、利用的對象,只有在人們根據(jù)實踐的需要,擺脫這種片面性和有限性,處于“無”的境界,才能得到面對現(xiàn)實的使用價值。“有無相生”。
教師對待教材應(yīng)采取“不取亦取,雖師勿師”的態(tài)度。教材只是一本教學(xué)的主要參考書,它大致規(guī)定了教學(xué)范圍,使學(xué)生在課后有書可看,有題可做。教師要善于:按照基本要求,根據(jù)教學(xué)環(huán)境,利用教材主要論點,寫出自己的講稿。講稿不必過分追求完整性和嚴(yán)密性,這些應(yīng)由教材去解決。在很多情況下,可使用獨創(chuàng)的或借用的、簡單而易于說明問題的例題來闡述某種方法、某一定理或某個重要概念,教材中的某些練習(xí)題、習(xí)題或思考題也許有利用、改造的價值。寫講稿是一個創(chuàng)作過程,若干年后回頭來看以前的講稿,你將發(fā)現(xiàn)它們是你的一筆“財富”;對青年教師來說,還記錄著你的成長過程。對名家大師或經(jīng)驗豐富的老教師來說,講課時雖不一定手持講稿,但他(她)是有備而來的,是胸有成竹的,不會照本宣科。
作為一個寫書人,我十分欣賞朱熹那首題為《觀書有感》的著名七言絕句,詩中寫道:“半畝方塘一鑒開,天光云影共徘徊,問渠那得清如許,為有源頭活水來。”不大的池塘水面,可以映照“天光云影”,正像小小一本書可以令人開闊眼界,增長知識;靈氣流動,思路明暢。要使觀書人有如此感受,寫書人就得思想活躍,才思不斷,包容各種不同的思想,活水長流。可不是嗎!□
第二篇:教材編寫體會
聾人學(xué)校校本教材編寫體會
在我得知成為一名校本教材編寫者的時候,我的心情很激動。以前,一直是拿著別人編現(xiàn)成的教材去上課,從沒想過自己也能成為編教材的老師。所以,從我接受任務(wù)的那天起,我就在心里給自己定了標(biāo)準(zhǔn),一定要編出像樣的幾節(jié)課。在教材編寫的過程中,我有了一些認(rèn)識和體會。
一、對校本教材的一些認(rèn)識
我校的校本教材的編寫要從從學(xué)生的實際情況出發(fā),面對即將畢業(yè)步入社會的學(xué)生,我們到底應(yīng)該教給他們點什么?這是個值得思考的問題。在確定好了教給學(xué)生就業(yè)準(zhǔn)備的時候,我們開始思考,如何將具體的工作做好,如何更好地工作,如何與人溝通交流,這些就是我們要教給學(xué)生的。因此,我在編寫教材時立足于生活實際,編排了保安、送水工、換煤氣、投遞員、送奶工等內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容更有實用性。
二、教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的確定
根據(jù)學(xué)生在日常生活中的感受,重視學(xué)生的參與,引導(dǎo)學(xué)生在活動中成長進步。我校學(xué)生同程度上存在著交往障礙,為了能夠使他們重返社會,我在教材編排上加上了與人溝通,和諧相處的內(nèi)容,在每節(jié)課上都有所滲透。在具體的工作中,選取最主要的工作內(nèi)容,讓學(xué)生“學(xué)一學(xué)”、“記一記”、“說一說”、“寫一寫”、“練一練”,循序漸進的掌握所學(xué)知識,讓學(xué)生在一節(jié)課上,聽、說、讀、寫、練,多位一體加深對所學(xué)知識的理解,特別是短小精湛的“說一說”環(huán)節(jié)瑯瑯上口,可以讓學(xué)生加深印象。
二、教材編寫過程中的感受、想法
校本教材的編寫是一個“積累——編寫——交流——實踐——反思——改進——充實。”長期的反復(fù)的過程。通過自己經(jīng)驗的積累,和從各方面搜集來的資料,準(zhǔn)備好圖片,初步編寫。編寫過程中,和老師們一起探討,并且親自追隨投遞員、送奶工、搬家工人,學(xué)習(xí)他們的具體工作內(nèi)容,了解他們的真實感受,不斷的修改自己的教材。當(dāng)自己看到編寫的教材有點模樣時,心里美滋滋的。經(jīng)過專家的指點,仔細(xì)的體會,在和專家探討過后,繼續(xù)修改自己的教材,幾經(jīng)修改,終于問世了。我深知實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),只有通過實踐,才能不斷修改和完善校本課程。
通過教材編寫,我看到了一個團結(jié)奮進的集體。首先是各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,主編的負(fù)責(zé),同志的認(rèn)真。大家為了一張圖片,一段文字,反復(fù)的推敲,探討,假期里,深夜中大家仔細(xì)的體會細(xì)節(jié)之處,不斷地修改自己的想法。這種廢寢忘食,忘我的工作精神我很欽佩,踏踏實實,嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度也值得我去學(xué)習(xí)。
第三篇:電路分析基礎(chǔ)課程研究型教學(xué)
電路分析基礎(chǔ)課程研究型教學(xué)
學(xué)生用輔導(dǎo)材料
北京交通大學(xué) 電工電子教學(xué)基地 電路教學(xué)組
2009.3
電路分析基礎(chǔ)課程研究型教學(xué)
學(xué)生用輔導(dǎo)材料
目 錄
一.為什么要進行專題研討 二.專題研討報告的寫作要求 三.專題研討參考題目
1數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)原理研究 2 DC-DC電壓轉(zhuǎn)換電路原理研究RLC電路的動態(tài)和頻率特性綜合研究 4互感和諧振電路應(yīng)用——RFID原理研究 一. 為什么要進行專題研討
電路分析課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,不僅有完整的理論體系,也有很強的工程應(yīng)用背景。在電子工程、控制工程和通信工程的許多實際問題中,電路分析的理論和方法都起著重要作用。事實上,電路分析課程中的許多知識點設(shè)定、例題和習(xí)題均來自于工程實踐。了解電路分析方法如何應(yīng)用在實際問題的解決過程中,有助于同學(xué)們理解電路課程的知識體系,加深對于所學(xué)理論和方法的理解。
電路課程也是一門實踐性很強的課程。在電路理論和方法的研究與應(yīng)用中,對電路問題的建模,對電路模型的理論分析,針對工程問題的綜合與設(shè)計,以及電路實驗和計算機仿真方法都是相互聯(lián)系、不可分割的。受到課程學(xué)時和安排的限制,電路基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)一般只能介紹其中最基礎(chǔ)的分析方法;布置的習(xí)題作業(yè)大多針對剛剛講過的知識點。綜合性和設(shè)計型的作業(yè)比較少。通過專題研討題目,同學(xué)們可以接觸到一些綜合性、設(shè)計型的題目,將理論分析、軟件仿真和實驗方法結(jié)合起來,了解工程問題解決的過程。
電子信息領(lǐng)域又是一個發(fā)展迅速、不斷創(chuàng)新的領(lǐng)域。電路理論的應(yīng)用背景、研究的側(cè)重點和分析手段也有變化和更新。作為精簡的電路分析基礎(chǔ)課程,一方面要回歸電路分析最基本概念和方法,另一方面也需要將現(xiàn)代電子技術(shù)的最新發(fā)展介紹給同學(xué)們。這就需要通過同學(xué)自己的努力,突破教材內(nèi)容的限制,通過參考資料的搜集和閱讀,了解新知識、新領(lǐng)域和新方法。
最后,像對待其它任何課程一樣,同學(xué)們可以將電路分析課程的學(xué)習(xí)課程作為鍛煉自己學(xué)習(xí)能力和研究、解決問題能力的過程。項目問題作業(yè)由同學(xué)們自主完成,借此熟悉解決實際問題(或簡化的準(zhǔn)實際問題)的過程;一些問題沒有唯一的方法和解答,同學(xué)們可以根據(jù)自己的理解、發(fā)揮自己的創(chuàng)造性去解決;超出課上知識的內(nèi)容,需要通過查閱參考書、搜集互聯(lián)網(wǎng)上的資源來了解;需要計算機仿真作為驗證理論分析和方案的手段。完成這些環(huán)節(jié)的過程。
二. 專題研討報告的寫作要求
項目問題的完成按小組進行,每組選擇一個題目,完成一份報告。報告的內(nèi)容和格式要求如下。
(1)報告標(biāo)題
(2)作者姓名,班級,學(xué)號(3)對于題目的簡要描述
(4)方案和電路原理的描述;理論分析和計算,包括步驟、結(jié)果、討論
(5)仿真實驗方案設(shè)計,仿真電路,仿真結(jié)果。需要包括關(guān)鍵步驟的圖形,數(shù)據(jù)和波(6)發(fā)揮和擴展(7)總結(jié):
? 為什么選擇這個題目?
? 歸納一下,那些知識來自于教材?那些知識來自于教材之外的?
? 哪些內(nèi)容參考了其它參考資料(包括書籍和電子文檔)?將那些在報告中直接引用的材料,以參考文獻(xiàn)的方式列在報告的最后(編號、作者,文章或書籍標(biāo)題,出版社或期刊號,時間),引用網(wǎng)絡(luò)上的資源要給出作者和網(wǎng)址。形。? 有哪些沒有預(yù)料到或沒有解決的問題? ? 總結(jié)一下收獲和體會。
? 關(guān)于此項內(nèi)容,你有什么意見和建議?
三. 專題研討參考題目
1.數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)原理研究
DAC:將計算機或控制器產(chǎn)生的二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換成與之成比例的模擬電壓。利用等效方法和疊加原理可以分析DAC電路的工作原理。
圖1-1可作為研究DA轉(zhuǎn)換電路的模型,其中開關(guān)2,2,2分別與三位二進制數(shù)相對應(yīng)。當(dāng)二進制數(shù)為“1”時開關(guān)接入相應(yīng)電壓Vs,為“0”時開關(guān)接地。設(shè)Vs=12V。(1)列出從000到111所有數(shù)字信號對應(yīng)的模擬電壓。
(2)若每隔1us可以給出一個數(shù)字信號,試給出一種產(chǎn)生周期為16us,幅度為7V的鋸齒波和三角波和方波的數(shù)字信號方案(僅給出一個波形周期的數(shù)字信號即可)。用EWB軟件仿真你的設(shè)計方案。
0
21kΩ1kΩ2kΩVs2kΩ20Vs2kΩ2kΩ21Vs222kΩV0
圖1-1(3)查閱DAC0832芯片手冊,分析其倒置R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)(圖1-2)進行DAC轉(zhuǎn)換原理。當(dāng)其輸出接電流電壓轉(zhuǎn)換運放如圖1-3時,推導(dǎo)其輸出電壓。
圖1-2
圖1-3(4)擴展:設(shè)計一個數(shù)字控制增益的電壓放大器,V0=nkVi,其中n=0-15,k=2, Vi=+/-5V。用EWB仿真設(shè)計結(jié)果。
2.DC-DC電壓轉(zhuǎn)換電路原理研究
在各種電子設(shè)備中,經(jīng)常需要將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換到電路所需要的直流電壓,同時,將不穩(wěn)定的直流電壓變成穩(wěn)定的電壓,這種電路稱為DC-DC電源電路。電路通常用電子開關(guān)器件和起儲能和平滑作用的電感和電容構(gòu)成。用動態(tài)電路分析方法可以解釋這種電路的工作原理。圖4-1是降壓轉(zhuǎn)換器的原理電路,圖4-2是升壓轉(zhuǎn)換器的原理電路。電路中兩個開關(guān)周期交替閉合,由電壓vsw控制(圖4-3)。在一個周期開始的0--t1期間,s1閉合,s2斷開如圖4-1(a)和圖4-2(a);在t1--T期間,s1斷開s2閉合, 如圖4-1(b)和圖4-2(b)。
s1Vins2iLL=20mHRCv50uF100?0(a)s1Vins2iLL=20mHRCv50uF100?0
(b)圖4-1 降壓轉(zhuǎn)換器
s2L=20mHiLVins1RCv50uF100?0s2(a)L=20mHiLVins1RCv50uF100?0(b)圖4-2 升壓轉(zhuǎn)換器
50vswt1t1tT圖4-3 開關(guān)動作的控制電壓
(1)當(dāng)開關(guān)周期動作重復(fù)多次后,電路中電壓電流變成周期性波形。用動態(tài)分析方法求出電感電流一個周期的波形。計算時可假定輸出電壓v0近似為常數(shù)。
(2)求出兩個電路中輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系。圖4-3電壓波形中,脈沖寬度t1與周期T的比值d =t1/ T稱為脈沖波形的占空比。證明改變占空比d可以調(diào)整輸出電壓的高低。
(3)在EWB中,用電壓控制開關(guān)構(gòu)建DC-DC電路的仿真電路。用20kHz的脈沖波形控制開關(guān)的切換,驗證理論分析結(jié)果。
(4)擴展:將電路中的開關(guān)s2用二極管代替,在圖4-1中,正極在下方;在圖4-2中,正極在左側(cè)。假設(shè)二極管加正向電壓時導(dǎo)通,電阻為0;加反向電壓時斷開,電阻無窮大。重復(fù)上面的理論分析,并進行EWB仿真。
3.二階RLC電路的動態(tài)特性和頻率特性綜合研究
(1)分析、仿真RLC串聯(lián)、并聯(lián)電路的動態(tài)響應(yīng)與元件參數(shù)的關(guān)系;(2)分析、仿真測量諧振狀態(tài)附近電路變量的變化情況,諧振狀態(tài)的測量;(3)參考第6章相關(guān)內(nèi)容,了解諧振電路Q值與元件參數(shù)關(guān)系、Q值對頻率響應(yīng)曲線的影響;(4)擴展:查找一種RLC頻率處理電路的應(yīng)用,并進行仿真。
R1MvsL1L2C2R2SvCC1
4.互感和諧振電路應(yīng)用——RFID原理研究
用非接觸方法進行身份識別的技術(shù)稱為射頻識別技術(shù)(RFID-Radio Frequency Identification),廣泛用于電子門禁、身份識別、貨物識別、動物識別、電子車票等場合。RFID系統(tǒng)由計算機、讀寫器和應(yīng)答器以及耦合器組成。應(yīng)答器存放被識別物體的有關(guān)信息,放置在要識別的移動物體上。耦合器可以是天線或線圈。近距離的射頻識別系統(tǒng)采用耦合線圈。
圖7-1所示為為互感耦合RFID系統(tǒng)電路接口的等效電路。互感的初級部分連接信息讀寫器,它發(fā)出高頻信號,在初級電感L1(發(fā)送線圈)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。次級電路是應(yīng)答器的接收等效電路,L2是應(yīng)答器的接收線圈。當(dāng)應(yīng)答器靠近讀寫器時,線圈之間發(fā)生互感,應(yīng)答器從接收線圈上獲得微弱能量(這部分電路沒有畫出)控制電子開關(guān)S動作發(fā)出特定的ID信息。
R1MvsL1L2C2R2SvCC1
圖7-1 電路初級和次級均諧振于vs的頻率=125kHz。當(dāng)開關(guān)S閉合時,次級回路失諧,影響到初級回路也失諧。初級回路諧振時,電容C1上有高電壓;失諧時,電容電壓vc顯著下降。當(dāng)開關(guān)S受到控制信號電壓的變化而閉合或斷開時,vc幅度跟著變化。因此,次級負(fù)載變化引起初級電容電壓幅度被調(diào)制,稱為負(fù)載調(diào)制,由此實現(xiàn)信號從次級到初級的傳遞。讀寫器檢測電容C1上電壓幅度變化得到應(yīng)答器的ID信息。讀寫器檢測電容C1上電壓幅度變化得到應(yīng)答器的ID信息。
(1)給定電路參數(shù)L1=L2=1.35mH, C1=C2=1.2nF, 耦合系數(shù)k=0.3, R1=40?, R2=5k?,vs幅度為5V,頻率為125kHz的正弦波,用相量法分析當(dāng)S斷開和閉合時,電容C1上的電壓vc。(2)用EWB的頻率掃描分析,測量頻率從10kHz到1MHz變化時,C1和C2上電壓幅度的變化情況。
(3)用EWB進行仿真。S采用電壓控制開關(guān),控制電壓vm為1kHz方波,觀察C1上電壓波形。
(4)擴展:設(shè)計一種電路,檢測出Vc幅度變化,得到與控制電壓vm 相同的波形。(提示:可采用二極管整流電路)。
第四篇:《電路基礎(chǔ)》課程定位
《電路基礎(chǔ)》課程定位
一、本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟需要,德智體美全面發(fā)展,面向企業(yè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)第一線的,主要從事電子設(shè)備及電子儀器的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、運行與維護、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及管理,家用電器維修等領(lǐng)域工作的高素質(zhì)、高技能綜合應(yīng)用型專門人才。
本專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具備良好的職業(yè)道德、創(chuàng)業(yè)精神、健康的體魄和心理素質(zhì),與企業(yè)需求零距離。
二、本課程的培養(yǎng)目標(biāo)
《電路基礎(chǔ)》是我院應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,通過本課程的學(xué)習(xí),其目的是使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)本專業(yè)所必須具有的電路基本理論,基本知識和基本分析計算方法,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程及從事工作打下基礎(chǔ),使學(xué)生學(xué)完本課程后,具有分析電路的一般能力。
通過實驗和實習(xí)鞏固和加深對理論知識的理解,掌握基本實驗方法與技能,提高學(xué)生的動手能力,并有一定分析問題解決問題的能力。
三、本課程的地位
《電路基礎(chǔ)》課程是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,注重學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)、應(yīng)用性人才能力的培養(yǎng);突出主線,突出重點;把立足點放到工程技術(shù)應(yīng)用性上;做到既為學(xué)生后續(xù)課程服務(wù),又能直接服務(wù)于工程技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在課程標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中,邀請相關(guān)企業(yè)專家參與,緊緊圍繞職業(yè)技能的培養(yǎng),將教學(xué)基本內(nèi)容按照單元進行項目化。根據(jù)課程內(nèi)容的廣泛性與復(fù)雜性,采用科學(xué)、合理的方法將其歸類合并。內(nèi)容上強調(diào)理論與實踐的結(jié)合,為培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才創(chuàng)造必要的基本條件,使學(xué)生在較短時間樹立正確的人生觀,人才觀、具有強烈的進取心,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)情緒,適應(yīng)高校的學(xué)習(xí)環(huán)境,在學(xué)習(xí)中學(xué)會學(xué)習(xí)。
《電路基礎(chǔ)》是理論與實踐結(jié)合非常緊密的課程,又是工程技術(shù)方面的入門課程,因此實踐教學(xué)占有非常重要的地位。為了培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力,我們在設(shè)計實踐課時,按照有利于提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的原則進行實踐教學(xué)設(shè)計,遵循認(rèn)知規(guī)律,內(nèi)容安排從易到難,從小到大,從單元到系統(tǒng),通過基本技能培養(yǎng)——應(yīng)用能力提高——綜合素質(zhì)提高,循序漸進的培養(yǎng)路線,逐步培養(yǎng)學(xué)生實踐能力。
第五篇:電路分析基礎(chǔ)試題庫
《電路分析基礎(chǔ)》試題庫
第一部分
填空題
1.對于理想電壓源而言,不允許
路,但允許
路。
2.當(dāng)取關(guān)聯(lián)參考方向時,理想電容元件的電壓與電流的一般關(guān)系式為。
3.當(dāng)取非關(guān)聯(lián)參考方向時,理想電感元件的電壓與電流的相量關(guān)系式為。
4.一般情況下,電感的不能躍變,電容的不能躍變。
5.兩種實際電源模型等效變換是指對外部等效,對內(nèi)部并無等效可言。當(dāng)端子開路時,兩電路對外部均不發(fā)出功率,但此時電壓源發(fā)出的功率為,電流源發(fā)出的功率為
;當(dāng)端子短路時,電壓源發(fā)出的功率為,電流源發(fā)出的功率為。
6.對于具有n個結(jié)點b個支路的電路,可列出
個獨立的KCL方程,可列出
個獨立的KVL方程。
7.KCL定律是對電路中各支路
之間施加的線性約束關(guān)系。
8.理想電流源在某一時刻可以給電路提供恒定不變的電流,電流的大小與端電壓無關(guān),端電壓由
來決定。
9.兩個電路的等效是指對外部而言,即保證端口的關(guān)系相同。
10.RLC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率w
=。
11.理想電壓源和理想電流源串聯(lián),其等效電路為
。理想電流源和電阻串聯(lián),其等效電路為。
12.在一階RC電路中,若C不變,R越大,則換路后過渡過程越。
13.RLC串聯(lián)諧振電路的諧振條件是
=0。
14.在使用疊加定理適應(yīng)注意:疊加定理僅適用于
電路;在各分電路中,要把不作用的電源置零。不作用的電壓源用
代替,不作用的電流源用
代替。
不能單獨作用;原電路中的不能使用疊加定理來計算。
15.諾頓定理指出:一個含有獨立源、受控源和電阻的一端口,對外電路來說,可以用一個電流源和一個電導(dǎo)的并聯(lián)組合進行等效變換,電流源的電流等于一端口的電流,電導(dǎo)等于該一端口全部
置零后的輸入電導(dǎo)。
16.對于二階電路的零輸入相應(yīng),當(dāng)R=2時,電路為欠阻尼電路,放電過程為
放電。
17.二階RLC串聯(lián)電路,當(dāng)R
2時,電路為振蕩放電;當(dāng)R=
時,電路發(fā)生等幅振蕩。
18.電感的電壓相量
于電流相量π/2,電容的電壓相量
于電流相量π/2。
19.若電路的導(dǎo)納Y=G+jB,則阻抗Z=R+jX中的電阻分量R=,電抗分量X=
(用G和B表示)。
20.正弦電壓為u1=-10cos(100πt+3π/4),u2=10cos(100πt+π/4),則u1的相量為,u1+u2=。
21.在采用三表法測量交流電路參數(shù)時,若功率表、電壓表和電流表的讀數(shù)均為已知(P、U、I),則阻抗角為φZ=。
22.若Uab=12V,a
點電位Ua為5V,則b點電位Ub為
V。
23.當(dāng)取關(guān)聯(lián)參考方向時,理想電容元件的電壓與電流的一般關(guān)系式為
;相量關(guān)系式為。
24.額定值為220V、40W的燈泡,接在110V的電源上,其輸出功率為
W。
25.理想電壓源與理想電流源并聯(lián),對外部電路而言,它等效于。
26.RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)是指uc(0-)
零、外加激勵
零時的響應(yīng)。(t=0時換路)
27.已知i
=
14.14cos(ωt+30°)A,其電流有效值為
安培,初相位為。
28.已知負(fù)載阻抗為,則該負(fù)載性質(zhì)為。
29.RLC串聯(lián)諧振電路品質(zhì)因數(shù)Q=100,若UR=10V,則電源電壓U=
V,電容兩端電壓UC=。
30.三相對稱星接負(fù)載,其線電流IL與對應(yīng)相電流IP的關(guān)系為IL=。
31.RLC串聯(lián)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時,電流的相位與輸入電壓的相位,在一定的輸入電壓作用下,電路中
最大,電路的諧振角頻率ω0=。
32.在采用三表法測量交流電路參數(shù)時,若功率表、電壓表和電流表的讀數(shù)均為已知(P、U、I),則阻抗角為φZ=。
33.當(dāng)一個實際電流源(諾頓電路)開路時,該電源內(nèi)部有無電流。
34.采用并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)后,原負(fù)載支路中電流。
35.電路中參考點選得不同,各點的電位。
36.在f
=50HZ的交流電路中,容抗XC
=314W,電容C=。
37.視在功率S=10KVA(輸出電壓220V)的交流電源,并聯(lián)接上220V,40W,COSφ=
0.44的日光燈,滿載可接
只日光燈。
38.用交流電表測得交流電的數(shù)值是其
值。
39.RLC串聯(lián)諧振電路,品質(zhì)因數(shù)Q=100,若U=
4V,則UL=。
40.并聯(lián)一個合適的電容可以提高感性負(fù)載電路的功率因數(shù)。并聯(lián)電容后,電路的有功功率,感性負(fù)載的電流,電路的總電流。
41.在三相四線制中,若負(fù)載不對稱,則保險不允許裝在線中,否則可能導(dǎo)致負(fù)載無法正常工作。
第二部分
簡算題
i
0.1S
-
u
+
i
20mH
-
u
+
i
-
10V
+
+
u
-
(a)
(b)
(c)
1.在指定的電壓u和電流i參考方向下,寫出下列元件u和i的約束方程(VCR)。
2.在圖示電路中,Uab=5V,R=?
3.求圖示電路中電流I值。
4.用電源的等效變換化簡電路。(化成最簡形式)
5.圖示電路中,求電壓源和電流源的功率,并判斷是吸收還是發(fā)出功率。
10Ω
1A
+
30V
-
6.圖示電路中,分別計算兩個電流源的功率,并判斷是吸收還是發(fā)出功率。
6A
3A
2Ω
2Ω
+
U
R1
5A
I2
3Ω
2Ω
10V
+
-
10Ω
7.電路如圖所示,求:a)
電流I2;b)
10V電壓源的功率。
8.試求圖示電路的I1、I2、U2、R1、R2和Us。
+
US
-
I2
2A
3Ω
+
3V
-
2Ω
+
R1
5V
-
I1
+
R2
U2
-
9.圖示電路,若2V電壓源發(fā)出的功率為1W,求電阻R的值和1V電壓源發(fā)出的功率。
+
-
1V
+
-
2V
R
1W
3I
I
a
Rab
b
10.圖示電路中全部電阻均為1Ω,求輸入電阻Rab。
βi1
i1
R2
R1
11.求圖示電路中的輸入電阻Rin。
12.利用電源的等效變換畫出圖示電路的對外等效電路。
+
-
5V
+
-
15V
3W
1A
3A
13.電路如圖所示,求電壓Uab。
6Ω
5Ω
a
I1
+
10V
-
+
4Ω
US
-
0.9I1
b
14.圖1所示電路,g=0.1S,求電壓uab。并計算10V電壓源的功率,判斷是吸收還是發(fā)出功率。
5Ω
10Ω
a
u1
+
+
2A
uab
g
u1
10V
+
b
15.圖2所示電路,已知,求電壓源發(fā)出的平均功率。
i(t)
10Ω
50Ω
N
+
+
us(t)
16.利用疊加定理求圖示電路的電壓U。
+
3Ω
5Ω
6V
6A
-
+
3Ω
1Ω
U
-
2H
1Ω
+
i
1F
u
N
-
17.圖示電路中,u(t)=√2cos(t)V,i(t)=cos(t+45o)A,N為不含源網(wǎng)絡(luò),求N的阻抗Z。
18.圖示電路,欲使滯后于45o,求RC與
w
之間的關(guān)系。
R
+
-
+
-
R
+
u
-
L
C
iC
iL
i
19.圖5所示電路工作在正弦穩(wěn)態(tài),已知u=141.4cos314tV,電流有效值I=IC=IL,電路消耗的有功功率為866W,求i、iL、iC。
圖5
20.RLC串聯(lián)電路的端電壓u(t)=10√2cos(2500t+10o)V,當(dāng)C=8μF時,電路中吸收的功率為最大,Pmax=100W,求電感L和Q值及電感和電容上的電壓相量。
21.已知圖示正弦電流電路中電流表的讀數(shù)分別為A1:5A、A2:20A、A3:25A。如果維持A1的讀數(shù)不變,把電源頻率提高一倍,求電流表A的讀數(shù)。
AAAAA
AAAAA
AAAAA
R
A1
L
A
A2
C
A3
22.在圖示交流電路中,電流表A1和A2的讀數(shù)都是5A,問:
1.若Z1=Z2,則A0的讀數(shù)是多少?
2.若Z1=R,Z2=
jωL,則A0的讀數(shù)是多少?
3.若A0的讀數(shù)是0,則Z1和Z2滿足什么關(guān)系?
23.圖示對稱三相電路,若UAB=380V,Z=10/30oΩ,求線電流及三相負(fù)載的有功功率。
Z
A
Z
B
Z
C
24.圖示對稱三相電路中,R=6Ω,Z=(1+j4)Ω,線電壓為380V,求線電流和負(fù)載吸收的平均功率。
Z
A
R
Z
B
R
R
Z
C
第三部分
綜合計算題
1.電路如圖所示,列出結(jié)點電壓方程和網(wǎng)孔電流方程。
0.5U1
+
-
1Ω
1Ω
6A
+
U1
-
gU2
+
1Ω
U2
1Ω
1Ω
-
2.列寫圖示電路的結(jié)點電壓方程。
12V
4Ω
+
I1
2Ω
3Ω
5I1
+
14V
5Ω
10Ω
_
3.列出圖示電路的節(jié)點電壓方程和網(wǎng)孔電流方程。
10Ω
5Ω
4Ω
Ix
+
I
+
Iy
25V
20Ω
15I
-
-
4.分別用網(wǎng)孔電流法和節(jié)點電壓法列寫圖示電路的方程。
5.列出圖示電路的結(jié)點電壓方程和網(wǎng)孔電流方程。
10Ω
5Ω
4Ω
+
I
+
25V
-
20Ω
15I
5Ω
-
6.圖示電路,試用結(jié)點電壓法求電壓U
3Ω
+
6V
4Ω
1Ω
2Ω
2Ω
+
U
5A
+
-
US1
+
-
US2
R1
R2
R3
gU2
R4
+
-
U2
7.電路如圖所示,列出該電路的網(wǎng)孔電流方程和結(jié)點電壓方程。(包括增補方程)
8.已知電路如圖,IS=7A,US=35V,R1=1W,R2=2W,R3=3W,R4=4W,分別用戴維南定理和疊加原理求圖示電路中的電流I。
9.用戴維寧定理求圖示電路中電阻RL=?時,其功率最大,并計算此最大功率。
2I1
-
+
I1
8A
4Ω
6Ω
RL
2I1
4Ω
-
+
I1
4I1
2Ω
2Ω
RL
+
6V
-
10.電路如圖所示,負(fù)載電阻RL可調(diào),當(dāng)RL為何值時,獲得最大功率,并計算最大功率。
11.用戴維寧定理求圖示電路中電阻RL=?時,其功率最大,并計算此最大功率。
2Ω
4Ω
I1
1A
1Ω
0.5I1
RL
12.求圖示電路的戴維寧等效電路,并計算RL獲得的最大功率。
+
10V
-
4Ω
RL
3i
i
2Ω
6Ω
13.圖示電路,IS
=2A,R1=
R2=4W,若負(fù)載RL可變,當(dāng)RL等于何值時負(fù)載獲得最大功率,最大功率為多少?(12分
要求:畫出戴維寧電路或諾頓電路)
IS
R1
I1
R2
RL
2I1
+
-
14.圖電路中開關(guān)S閉合前已處于穩(wěn)定狀態(tài)。t=0時開關(guān)S閉合,已知:US=40V,IS=5A,R1=R2=R3=20Ω,L=2H;
(1)求t≥0時的電感電流iL(t)和電壓uL(t);
R1
R2
+
S
iL(t)
+
Us
IS
R3
uL(t)
_
-
(2)做出電感電流iL(t)和電壓uL(t)的變化曲線。
15.圖示電路中,開關(guān)S打開前電路已處于穩(wěn)態(tài)。t=0開關(guān)S打開,求t≥0時的iL(t)、uL(t)和電壓源發(fā)出的功率。
2Ω
3Ω
5Ω
+
2A
iL
+
10V
S
0.2H
uL
-
-
16.圖示電路,開關(guān)動作前電路已處于穩(wěn)態(tài),t=0時開關(guān)閉合。求t≥0時的電感電流iL(t)及電流i(t)。
6Ω
S(t=0)
4Ω
i(t)
+
iL(t)
+
9V
12Ω
1H
_
8V
17.圖示電路,t
=
0時開關(guān)K閉合,求t
3
0時的uC(t)、iC(t)和
i3(t)。
已知:IS=5A,R1=10W,R2=10W,R3=5W,C=250mF,開關(guān)閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。
R1
R2
R3
IS
K
C
+
uC(t)
-
iC(t)
i3(t)
18.已知電路如圖示,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=6Ω,Us1=12V,Us2=6V,L=1H,電路原已達(dá)到穩(wěn)態(tài),t
=
0時開關(guān)S由a改合到b,用三要素法求:iL(t),定性畫出iL(t)的波形曲線,并在圖中標(biāo)明τ。
S1
S2
19.圖示電路中,電路已達(dá)穩(wěn)態(tài),t=0時合上開關(guān),求:
1)
t≥0時的電感電流iL(t);
2)
直流電壓源發(fā)出的功率。
12Ω
+
24V
-
6Ω
S
4H
iL
20.圖示電路中,開關(guān)在a處已達(dá)穩(wěn)態(tài),t=0時開關(guān)由a轉(zhuǎn)向b。
1)用三要素法求t≥0時的電感電流iL(t);
2)求電感兩端的電壓uL(t);
4Ω
+
12V
-
2A
i1
4Ω
iL
+
0.1H
uL
-
i1
+
-
b
a
3)
繪出iL(t)的波形。
1Ω
+
10V
-
2Ω
S1
S2
+
0.5H
uL
-
iL
+
6V
-
2Ω
21.圖示電路中,t=0時開關(guān)S1打開,S2閉合。試用三要素法求出t≥0時的iL(t)和uL(t),并畫出iL(t)的波形。
[注:在開關(guān)動作前,電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)]
22.已知us=220cos(ωt+φ),R=110Ω,C=16μF,L=1H,求:
1)輸入阻抗;
2)諧振頻率ω0;
3)當(dāng)ω=250
rad/S時,A1和A2的讀數(shù)。
R
L
R
C
+
us
-
A1
A2
23.圖示正弦穩(wěn)態(tài)電路,同相,電源電壓有效值U=1V,頻率為50HZ,電源發(fā)出的平均功率為0.1W,且已知Z1和Z2吸收的平均功率相等,Z2的功率因數(shù)為0.5(感性),求
Z1和Z2。
Z1
+
Z2
24.已知U=8V,Z1=(1-j5)Ω,Z2=(3-j1)Ω,Z3=(1+j1)Ω。求:
1)電路輸入導(dǎo)納;
2)各支路的電流;
3)Z2的有功功率P和無功功率Q。
Z1
+
·
Z2
Z3
U
-
25.圖示電路中,已知R1=R2=XL=100Ω,UAB=141.4
/0oV,兩并聯(lián)支路的功率PAB=100W,其功率因數(shù)為cosφAB=0.707
(φAB<0)。求:
(1)該電路的復(fù)阻抗Z1;
(2)端口電壓U及有功功率P,無功功率Q和功率因數(shù)λ。
I
R1
A
+
I2
+
I1
R2
U
UAB
Z1
XL
-
-
B
26.圖示電路中,已知電壓表讀數(shù)為50V,電流表讀數(shù)為1A,功率表讀數(shù)為30W,電源的頻率為50Hz。求L、R值和功率因數(shù)λ。
I
*
+
A
W
*
R
U
V
L
-
27.圖示對稱三相電路中,Ul
=380V,Z1=-j110Ω,電動機
P=1320W,cosj=0.5(滯后)。
求:(1)
線電流和電源發(fā)出總功率;
(2)
用兩表法測電動機負(fù)載的功率,畫接線圖。
D
A
B
C
Z1
電動機
28.圖示電路中,已知電壓表讀數(shù)為50V,電流表讀數(shù)為1A,功率表讀數(shù)為30W,電源的頻率為w
=314
rad/s,負(fù)載Z為感性。求:
⑴
復(fù)阻抗Z=?,功率因數(shù)
l
=?
⑵
要把該電路的功率因數(shù)提高到0.9,應(yīng)并聯(lián)多大的電容?此時電流表的讀數(shù)和功率表的讀數(shù)各為多少?
⑶
欲使電路在該電源頻率下發(fā)生串聯(lián)諧振,應(yīng)串聯(lián)一個多大的電容?此時電流表的讀數(shù)和功率表的讀數(shù)各為多少?
C
V
W
A
Z
*
*
29.已知電路如圖示,求電流,,及電路的P,Q,S,COSφ,并畫出相量圖。已知:f
=
50Hz,=
220∠0°,R
=
100Ω,L
=
0.5H,C
=
10μF