单片机原理及应用第1章 电路基本概念和基本定律
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电子技术基础教学大纲
一、课程概述
电子技术基础是电子工程、电气工程、计算机科学与技术等专业的重要基础课程。本课程旨在让学生掌握电子技术的基本理论和应用技能,为后续专业课程的学习和实践打下坚实的基础。
二、教学目标
1、掌握电子技术的基本概念、原理和电路分析方法;
2、理解常用电子元器件的结构、特性及应用;
3、能够进行简单的电路设计和制作;
4、培养学生对电子技术的兴趣和解决问题的能力。
三、教学内容
1、电路分析基础:电阻、电容、电感等基本元件的特性、电路基本定律、电路的等效变换等;
2、模拟电子技术:二极管、三极管、场效应管等半导体器件的特性与使用,放大器的基本原理和性能分析,负反馈、频率响应等; 3、数字电子技术:逻辑代数基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、芯片结构与原理等;
4、电子元器件与电路设计:电子元器件的特性与选择,电路设计基本原则与方法,印制电路板设计与制作等。
四、教学方法
1、理论教学:通过课堂讲解、演示、提问、讨论等方式,帮助学生掌握电子技术的基本理论和应用技能;
2、实验教学:进行实验操作,加深学生对理论知识的理解和应用,培养学生的实践能力和解决问题的能力;
3、项目实践:组织学生进行电路设计、制作和调试等项目实践,提高学生的综合应用能力和团队协作能力。
五、教学评估
1、平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况等;
2、期中考试:考察学生对基本概念和原理的理解与应用能力;
3、期末考试:全面考察学生对课程内容的掌握情况和应用能力; 4、项目实践评估:对学生在项目实践过程中的表现和成果进行评价。
六、教学进度安排(参考)
1、第一周:绪论,电子技术的基本概念和发展历程;
2、第二周至第四周:电路分析基础,包括电阻、电容、电感等基本元件的特性、电路基本定律、电路的等效变换等;
3、第五周至第八周:模拟电子技术,包括二极管、三极管、场效应管等半导体器件的特性与使用,放大器的基本原理和性能分析,负反馈、频率响应等;
《电子技术基础》课程标准
适用专业:物联网工程技术
1.课程定位和设计思路
1.1课程定位
《电子技术基础》课程是物联网工程技术专业职业教育课程模块,是一门培养专业能力的基础课程。其主要功能是使学生了解电路的基本知识以及模拟电子电路和数字电子电路的基本工作原理和分析方法,掌握元器件的识别和基本工具、仪器仪表的使用,为学习后续专业课程和今后从事有关的电子技术的实际工作打下基础。
本课程后续课程主要为《单片机原理及应用》、《无线传感网络及应用》等。
1.2设计思路
本课程是物联网工程技术专业的专业课基础课,是三门课并成一门课,内容多、概念多、电路种类多、电路与参数符号多,时间又少,因此教学中更需突出重点。电路部分,重点是直流电路和正弦交流电路;模拟电路部分,重点是半导体三极管和共发射极放大电路;数字电路部分,重点是组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路。对于实际的集成电路芯片,应着重芯片的逻辑功能和使用。
本课程立足于职业能力培养,根据电子技术的学习规律,采用项目为教学情境来组织和实施教学,打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,将完成工作任务必需的相关理论知识构建于项目情境之中,学生在完成具体项目的过程中学会必备的理论知识和职业技能。
依据上述课程目标定位,本课程从工作任务、知识要求与技能要求三个维度对课程内容进行规划与设计,本课程共划分为电路定理分析验证、助听器电路的设计与制作、线性直流稳压电源的制作与调试、表决器的制作与调试、数字电压表的制作与调试等五个工作任务,知识与技能内容则依据工作任务完成的需要进行确定。分析过程中尤其注意了整个内容的完整性,以及知识与技能的相关性。在对知识与技能的描述上也力求详细与准确。技能及其学习要求采取了“能做…………”的形式进行描述,知识及其学习要求则采取了“能描述…………”和“能理解…………”的形式进行描述,即区分了两个学习层次,“描述”指学生能熟练识记知识点,“理解”指学生把握知识点的内涵及及其关系。
第1章 电路的基本概念与定律
主要内容:
1.实际电路的模型及其建立;
2.电路中电流和电压的参考方向;
3.电路的功率及能量吸收与发出的判断;
4.电路中电阻、电感、电容、电源等理想电路元件的伏安特性;
5.基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律。
学习要求:
本章内容是所有章节的基础,学习时要深刻理解,熟练掌握。
1.了解电路模型概念、电路模型建立方法及其需要注意的问题;
2.理解电路分析中电流电压参考方向的作用,掌握指定参考方向后电流电压的表示方法;
3.掌握电路中功率与能量的计算方法以及电路元件吸收能量与发出能量的判断方法;
4.掌握各种理想电路元件的伏安特性,能熟练灵活运用其伏安特性;
5.深刻理解掌握基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律内容,能熟练灵活运用这两条电路基本定律。
本章重点:
1. 电压电流的参考方向
2. 元件的特性
3. 基尔霍夫定律
本章难点:
1. 电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别;
2. 理想电路元件与实际电路器件的联系和差别;
3. 独立电源与受控电源的联系和差别.
计划课时:8
1.1 电路和电路模型
一、实际电路
1.定义:
为实现某种目的,由若干电器设备或器件按一定方式用导线连接而成的电流通路。
2.组成: ~ui
以手电筒照明电路为例,实际电路一般总由电源、负载、连接导线在部分组成。
其中,电源又称激励源或输入,它把其它形式的能量转换成电能,而又为电路的工作提供能源;负载也称用电设备,负载把电能转换为其他形式的能量;导线用来提供电流通路。电路中产生的电压和电流称为响应。
3.实际电路的功能:
1)进行能量的传输、分配与转换(如电力系统中的输电电路)。
2)进行信息的传递与处理(如信号的放大、滤波、调协、检波等等)。
注意:实际电路的外貌结构、具体功能以及设计方法各不相同,但遵循同一理论基础,即电路理论。
二、实际电路的电路模型及其建立方法
1.实际电路的电路模型:
1
第一章 电路基本概念和基本定律
知 识 要 点
·了解电路和电路模型的概念;
·理解电流、电压和电功率;理解和掌握电路基本元件的特性;
·掌握电位和电功率的计算;会应用基尓霍夫定律分析电路。
随着科学技术的飞速发展,现代电工电子设备种类日益繁多,规模和结构更是日新月异,但无论怎样设计和制造,几乎都是由各种基本电路组成的。所以,学习电路的基础知识,掌握分析电路的规律与方法,是学习电工学的重要内容,也是进一步学习电机、电器和电子技术的基础。本章的重点阐明有关电路的基本概念、基本元件特性和电路基本定律。
1.1电路和电路模型
1.1.1 电路的概念
1. 电路及其组成
简单地讲,电路是电流通过的路径。实际电路通常由各种电路实体部件(如电源、电阻器、电感线圈、电容器、变压器、仪表、二极管、三极管等)组成。每一种电路实体部件具有各自不同的电磁特性和功能,按照人们的需要,把相关电路实体部件按一定方式进行组合,就构成了一个个电路。如果某个电路元器件数很多且电路结构较为复杂时,通常又把这些电路称为电网络。
手电筒电路、单个照明灯电路是实际应用中的较为简单的电路,而电动机电路、雷达导航设备电路、计算机电路,电视机电路是较为复杂的电路,但不管简单还是复杂,电路的基本组成部分都离不开三个基本环节:电源、2
负载和中间环节。
电源是向电路提供电能的装置。它可以将其他形式的能量,如化学能、热能、机械能、原子能等转换为电能。在电路中,电源是激励,是激发和产生电流的因素。负载是取用电能的装置,其作用是把电能转换为其他形式的能(如:机械能、热能、光能等)。通常在生产与生活中经常用到的电灯、电动机、电炉、扬声器等用电设备,都是电路中的负载。中间环节在电路中起着传递电能、分配电能和控制整个电路的作用。最简单的中间环节即开关和联接导线;一个实用电路的中间环节通常还有一些保护和检测装置。复杂的中间环节可以是由许多电路元件组成的网络系统。