《電路期末輔導課程》

一、課程目標

本輔導課程旨在幫助學生系統(tǒng)復習電路課程的重點知識，加深對電路原理的理解，熟練掌握電路分析方法和解題技巧，從而在期末考試中取得優(yōu)異成績。

二、課程內(nèi)容

（一）電路基本概念

電路模型

詳細介紹實際電路元件如何抽象為理想電路元件，如將實際的電池抽象為理想電壓源，電阻器抽象為電阻元件等。通過實例講解電路模型的建立過程，讓學生明白為什么要建立電路模型以及其重要性。

例如，在研究一個簡單的手電筒電路時，把電池看成是一個提供恒定電壓的理想電壓源，燈泡看成是一個電阻，開關(guān)看成是一個理想的開關(guān)，忽略電池內(nèi)阻、導線電阻等次要因素，建立一個簡單的串聯(lián)電路模型來分析電流、電壓等物理量。

電流、電壓和功率

深入講解電流（）的定義，它是單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量，即，并且區(qū)分直流電流和交流電流。對于電壓（），講解其作為電場力移動單位正電荷所做的功的概念，即。

重點強調(diào)功率（）的計算，包括瞬時功率，以及在直流電路中功率的計算和在純電阻電路中功率與電阻的關(guān)系（）。通過實際電路例子，如計算一個已知電阻和電壓的電阻元件的功率，讓學生掌握功率的計算方法。

（二）電路定律

歐姆定律

詳細闡述歐姆定律的內(nèi)容：在一段不含電源的電路中，電流與這段電路兩端的電壓成正比，與這段電路的電阻成反比，即。

講解歐姆定律的應用，包括已知電壓和電阻求電流、已知電流和電阻求電壓、已知電流和電壓求電阻等多種情況。例如，在一個串聯(lián)電路中，已知總電壓和各個電阻的值，利用歐姆定律求出各電阻上的電流和電壓。

基爾霍夫定律

基爾霍夫電流定律（KCL）：講解其內(nèi)容為在任一時刻，流入一個節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和，即（規(guī)定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負）。通過實際電路節(jié)點的分析，如一個具有多個支路的復雜電路節(jié)點，讓學生學會運用 KCL 列寫電流方程。

基爾霍夫電壓定律（KVL）：在任一時刻，沿任一閉合回路，各段電路電壓的代數(shù)和為零，即（規(guī)定與繞行方向一致的電壓為正，相反的為負）。以簡單的串聯(lián) - 并聯(lián)電路組成的閉合回路為例，指導學生如何確定電壓的正負并運用 KVL 列寫方程。

（三）電路分析方法

支路電流法

詳細講解支路電流法的步驟。首先確定支路數(shù)、節(jié)點數(shù)，然后根據(jù) KCL 列寫個獨立的節(jié)點電流方程，再根據(jù) KVL 列寫個獨立的回路電壓方程，最后聯(lián)立求解這些方程得到各支路電流。

例如，對于一個具有 3 個支路、2 個節(jié)點的電路，先根據(jù) KCL 在一個節(jié)點處列寫方程，再根據(jù) KVL 選擇兩個獨立回路列寫方程，聯(lián)立這 3 個方程求解支路電流。

節(jié)點電壓法

介紹節(jié)點電壓法的基本思想是選一個參考節(jié)點，其余節(jié)點電壓為未知量，根據(jù) KCL 列寫節(jié)點電壓方程。重點講解自導和互導的概念，自導總是正的，等于連接到該節(jié)點的所有支路電導之和；互導總是負的，等于連接這兩個節(jié)點的支路電導。

以一個有多個節(jié)點的復雜電路為例，選擇合適的參考節(jié)點，計算各節(jié)點的自導和互導，列寫節(jié)點電壓方程并求解，從而得到各支路電壓和電流。

疊加定理

講解疊加定理的內(nèi)容：在線性電路中，任一支路的電流（或電壓）等于各個獨立電源單獨作用時在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。

通過具體電路，如一個含有兩個電源的線性電路，分別計算每個電源單獨作用時支路的電流或電壓，然后根據(jù)疊加定理求出實際情況下支路的電流或電壓，讓學生掌握疊加定理的應用步驟和注意事項。

（四）電路定理

戴維南定理和諾頓定理

戴維南定理：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，對外電路來說，可以用一個電壓源和一個電阻串聯(lián)的等效電路來代替，其中電壓源的電壓等于該有源二端網(wǎng)絡的開路電壓，電阻等于該有源二端網(wǎng)絡除源（電壓源短路、電流源開路）后的等效電阻。

諾頓定理：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡，對外電路來說，可以用一個電流源和一個電阻并聯(lián)的等效電路來代替，其中電流源的電流等于該有源二端網(wǎng)絡的短路電流，電阻等于該有源二端網(wǎng)絡除源后的等效電阻。

通過具體的電路實例，如復雜的含源網(wǎng)絡，分別運用戴維南定理和諾頓定理進行等效變換，求出等效電路后再分析外電路的電流、電壓等參數(shù)，讓學生學會如何確定有源二端網(wǎng)絡的開路電壓、短路電流和等效電阻。

最大功率傳輸定理

講解當負載電阻等于電源內(nèi)阻（對于戴維南等效電路而言）時，負載能從電源獲得最大功率，最大功率為，其中是開路電壓，是等效電阻。

以一個簡單的電源 - 負載電路為例，計算不同負載電阻下的功率傳輸情況，驗證最大功率傳輸定理，并且讓學生理解該定理在實際電路設計中的應用，如在電子設備的功率匹配方面的應用。

（五）正弦穩(wěn)態(tài)電路

正弦量的基本概念

講解正弦量的三要素：幅值（最大值）、角頻率和初相位，以及正弦量的表達式。

介紹頻率和周期的概念，它們與角頻率的關(guān)系為。通過實際的正弦交流信號，如市電的電壓信號（），讓學生計算其幅值、角頻率、初相位等參數(shù)。

相量法

講解相量法的基本原理，即將正弦量用復數(shù)形式表示，如對于正弦電流，其相量形式為。

介紹相量運算的規(guī)則，包括相量的加減乘除運算。通過相量圖和相量運算來分析串聯(lián)、并聯(lián)正弦穩(wěn)態(tài)電路，如計算串聯(lián)電路中的總阻抗、并聯(lián)電路中的總導納等，讓學生掌握相量法在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的應用。

正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率

詳細講解正弦穩(wěn)態(tài)電路中的三種功率：瞬時功率、平均功率（有功功率）、無功功率和視在功率。

通過具體的電路實例，如含有電阻、電感和電容的串聯(lián)電路，計算各元件上的功率和電路的總功率，讓學生理解功率因數(shù)的概念以及提高功率因數(shù)的方法和意義。

三、課程復習建議

構(gòu)建知識體系

學生應將各個知識點串聯(lián)起來，形成一個完整的電路知識網(wǎng)絡。例如，從電路基本概念出發(fā)，理解電路定律是如何基于這些概念建立的，電路分析方法又是如何運用這些定律的，電路定理是對電路特性的進一步總結(jié)等。

多做練習題

電路課程是一門實踐性很強的課程，通過大量的練習題可以加深對知識點的理解和掌握。學生可以從簡單的概念性題目做起，逐步過渡到復雜的綜合性題目，如電路分析方法的綜合應用、電路定理的靈活運用等。

注重實驗回顧

如果有實驗課程部分，學生應回顧實驗內(nèi)容，包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟和實驗結(jié)果。通過實驗回顧，可以更好地理解電路理論知識在實際中的應用，并且對于一些抽象的概念，如電路定律、定理等有更直觀的認識。