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课程名称：电路理论使用教材：电路(第五版). 邱关源原著.罗先觉修订.北京:高等教育出版社 2008.4专业班级:自动化08101-08103班授课时数:64课时授课教师:蔡明山授课时间:2009--2010学年第一学期主要参考文献：1、李瀚荪编．电路分析基础(第三版)．北京：高等教育出版社，20022、江泽佳主编．电路原理(第三版)．北京：高等教育出版社，19923、沈元隆主编．电路分析．北京：人民邮电出版社，20014、张永瑞主编．电路分析基础．西安：电子工业出版社，2003一、本课程的性质和作用电路理论课程是高等学校电子与电气信息类专业的重要技术基础理论课，是所有强电专业和弱电专业的必修课。
电路理论是一门研究电路分析和网络综合与设计基本规律的基础工程学科。
电路分析是在电路给定、参数已知的条件下，通过求解电路中的电压、电流而了解电网络具有的特性；网络综合是在给定电路技术指标的情况下，设计出电路并确定元件参数。
主要内容：介绍电路的基本概念和电路的分析方法，分析电路中的电磁现象，研究电路中的基本规律。
课程特点：理论严密，逻辑性强，有广阔的工程背景。
教学目标：使学生掌握电路的基本概念、电路元件的特性、电路的基本定律和定理、一般电路的分析计算，掌握初步的实验技能，为学习后续课程及从事实际工作奠定坚实的基础；使学生树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点；培养科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力。
前期知识基础：一定的高等数学、工程数学和大学物理（尤其是电磁学）等方面的知识；基本的分析问题和解决问题的能力。
二、本课程的任务与基本要求本课程的任务是给定电路的结构及元件的参数，在掌握电路基本概念、性质和规律的基础上，对电路进行分析和计算。
本课程的基本要求:1、掌握基尔霍夫定律，掌握电阻、电感、电容、电压源、电流源、受控源的伏安特性，掌握电路变量电压、电流的参考方向。
2、掌握等效电路的概念与等效电阻计算，掌握实际电源两种模型及其等效变换，熟悉电阻的星形连接与三角形连接的等效变换。
第6章 角度调制与解调电路调制信号38cos(2π10)V u t Ω=⨯，载波输出电压6o ()5cos(2π10)V u t t =⨯，3f 2π10rad/s V k =⨯，试求调频信号的调频指数f m 、最大频偏m f ∆和有效频谱带宽BW ，写出调频信号表示式[解] 3m 3m 2π108810Hz 2π2πf k U f Ω⨯⨯∆===⨯ 3m 33632π1088rad2π102(1)2(81)1018kHz ()5cos(2π108sin 2π10)(V)f f o k U m BW m F u t t t Ω⨯⨯===Ω⨯=+=+⨯==⨯+⨯调频信号72()3cos[2π105sin(2π10)]V o u t t t =⨯+⨯，3f 10πrad/s V k =，试：(1) 求该调频信号的最大相位偏移f m 、最大频偏m f ∆和有效频谱带宽BW ；(2) 写出调制信号和载波输出电压表示式。
[解] (1) 5f m =5100500Hz=2(+1)2(51)1001200Hzm f f m F BW m F ∆==⨯==+⨯=(2) 因为mf f k U m Ω=Ω，所以352π1001V π10f m fm U k ΩΩ⨯⨯===⨯，故27()cos 2π10(V)()3cos 2π10(V)O u t t u t t Ω=⨯=⨯载波信号m c ()cos()o u t U t ω=，调制信号()u t Ω为周期性方波，如图P6.3所示，试画出调频信号、瞬时角频率偏移()t ω∆和瞬时相位偏移()t ϕ∆的波形。
[解] FM ()u t 、()t ω∆和()t ϕ∆波形如图P6.3(s)所示。
调频信号的最大频偏为75 kHz ，当调制信号频率分别为100 Hz 和15 kHz 时，求调频信号的f m 和BW 。
[解] 当100Hz F =时，37510750100m f f m F ∆⨯===2(1)2(7501)100Hz 150kHz f BW m F =+=+⨯= 当15kHz F =时，33751051510m f f m F ∆⨯===⨯ 32(51)1510Hz 180kHz BW =+⨯⨯=调制信号3()6cos(4π10)V u t t Ω=⨯、载波输出电压8()2cos(2π10)V o u t t =⨯，p 2rad /V k =。
《电路》邱关源第五版课后习题答案答案第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U A B =5V 可得：I AC .=-25A ：U D B =0：U S .=125V 。
【题2】：D 。
【题3】：300；-100。
【题4】：D 。
【题5】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】：3；-5；-8。
【题7】：D 。
【题8】：P US1=50 W ；P U S 26=- W ；P U S 3=0；P I S 115=- W ；P I S 2 W =-14；P I S 315=- W 。
【题9】：C 。
【题10】：3；-3。
【题11】：-5；-13。
【题12】：4（吸收）；25。
【题13】：0.4。
【题14】：3123I +⨯=；I =13A 。
【题15】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。
【题16】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】：由图可得U E B =4V ；流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得U I A C =-23；又由节点D 列KCL 得I I C D =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上式，得UAC=-7V。
【题18】：PPII12122222==；故I I1222=；I I12=；⑴ KCL：43211-=I I；I185=A；U I IS=-⨯=218511V或16.V；或I I12=-。
⑵ KCL：43211-=-I I；I18=-A；US=-24V。
第二章电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I=-+9473A=0.5A；U Ia b.=+=9485V；IU162125=-=a b.A；P=⨯6125.W=7.5W；吸收功率7.5W。
电路邱关源教案教学目标:1.了解电路中的关键概念，包括电流、电压和电阻。
2.能够正确应用欧姆定律进行电路计算和分析。
3.掌握串联电路和并联电路的特征和计算方法。
4.理解电功率和功率损耗的概念，并能够计算。
教学重难点:1.学生对电路中的关键概念的理解和应用。
2.学生对串联电路和并联电路的特征和计算方法的掌握。
教学准备:1.投影仪和投影幕布2.电路板、电源、电流表、电压表、电阻器3.课件和实验材料教学过程:第一步：导入（5分钟）通过投影仪展示一些电路图，并询问学生对电路的理解和经验。
引导学生对电路进行思考，了解电流、电压和电阻的作用和关系。
第二步：讲解关键概念（20分钟）使用投影仪展示电流、电压和电阻的定义和单位，并对每个概念进行详细说明和解释。
使用实例说明电流是流动的电荷，电压是电势差，电阻是电流与电压之比。
第三步：欧姆定律（25分钟）讲解欧姆定律的概念和公式：U = IR。
讲解电压、电流和电阻之间的关系，并展示如何应用欧姆定律进行电路计算和分析。
通过投影仪展示一些电路图，并用欧姆定律进行计算和分析。
第四步：串联电路和并联电路（30分钟）讲解串联电路和并联电路的特征和计算方法。
1.串联电路：电路元件依次连接，电流在电路元件中保持不变，电压在电路元件中分布。
使用投影仪展示一些串联电路图，并进行计算和分析。
2.并联电路：电路元件并行连接，电压在电路元件中保持不变，电流在电路元件中分布。
使用投影仪展示一些并联电路图，并进行计算和分析。
第五步：电功率和功率损耗（20分钟）讲解电功率和功率损耗的概念和计算方法。
使用投影仪展示一些电路图，并进行功率计算和分析。
引导学生思考如何减小功率损耗并提高电路的效率。
第六步：实验（30分钟）组织学生进行实验，对所学内容进行实际操作和观察。
提供电路板、电源、电流表、电压表和电阻器等实验材料，让学生根据实验需求进行实验设计和操作。
第七步：总结和归纳（10分钟）让学生总结和归纳本节课所学的关键概念和计算方法。
电路(第五版).-邱关源原著-电路教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第5章 含有运算放大器的电阻电路本章重点1、理想运算放大器的两个特性；2、节点法分析含理想运算放大器的电阻电路。
本章难点分析电路时理解虚断、虚短的含义。
教学方法本章是通过一些典型电路讲述了含运算放大器的电阻电路的分析方法。
采用讲授为主，自学为辅的教学方法。
共用2课时。
通过讲例题加以分析，深入浅出，举一反三，理论联系实际，使学生能学会学懂。
授课内容运算放大器是一种电压放大倍数很高的放大器，不仅可用来实现交流信号放大，而且可以实现直流信号放大，还能与其他元件组合来完成微分、积分等数学运算，因而称为运算放大器。
目前它的应用已远远超出了这些范围，是获得最广泛应用的多端元件之一。
5.1运算放大器的电路模型一、电路符号a 端—－反相输入端：在o 端输出时相位相反。
b 端—－同相输入端：在o 端输出时相位相同。
o 端—－输出端A —－放大倍数，也称作“增益”（开环放大倍数：输入端不受o 端影响）。
''''''()o ao bo o o b a u Au u Au u u u A u u =-=⇒=+=-差动输入方式二、端口方程：()o b a u A u u =- 三、电路模型：i o ioR R R R ----输入电阻输出电阻高输入，低输出电阻，A o b a a + _ a u _ + A b + _ b u -15V 0u _ + +__+a _+ +a ub u a ii R()b a A u u - Ro 0u b i0,""0000,""a i b o b a b a i R i R u u u u a b A ≈⎫→∞⎬≈⎭→⎫-≈≈⎬→∞⎭理想状态下，虚断电流可以为，但不能把支路从电路里断开。
第6章一阶电路●本章重点1、暂态及其存在原因的理解；2、初值求解；3、利用经典法求解暂态过程的响应；4、利用三要素法求响应；5、理解阶跃响应、冲激响应。
●本章难点1、存在两个以上动态元件时，初值的求解；2、三种响应过程的理解；3、含有受控源电路的暂态过程求解；4、冲激响应求解。
●教学方法本章主要是RC电路和RL电路的分析，本章采用讲授为主，自学为辅的教学方法，共用6课时。
课堂上要讲解清楚零输入响应、零状态响应、全响应、稳态分量、暂态分量、阶跃响应、冲激响应等重要概念，还列举大量例题加以分析和求解。
使学生理解动态电路响应的物理意义并牢固掌握响应的求解方法。
●授课内容6.1 动态电路的方程及其初始条件一、暂态及其存在原因暂态：从一种稳态到达另一种稳态的中间过程（动态过程、过渡过程）。
存在原因：1）含有动态元件⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==dt di C u C dtdi L u L ::2）存在换路：电路结构或参数发生变化描述方程：微分方程一阶电路：能够用一阶微分方程描述电路； 二阶电路：能够用二阶微分方程描述电路； n 阶电路：能够用n 阶微分方程描述电路。
解决方法：经典法、三要素法。
二、换路：电路中开关的突然接通或断开，元件参数的变化，激励形式的改变等。
换路时刻0t （通常取0t ＝0），换路前一瞬间：0_t ，换路后一瞬间：0t +。
换路定则 c 0c 0()()u t u t +-= L 0L 0()()i t i t +-= C 0C 0()()i t i t +-≠， L 0L 0()()u t u t +-≠， R 0R 0()()i t i t +-≠， R 0R 0()()u t u t +-≠ 三、初始值的计算： 1. 求C 0L 0(),()u t i t --： ①给定C 0L 0(),()u t i t --；②0t t <时，原电路为直流稳态 ： C —断路 L —短路③0t t -=时，电路未进入稳态 ： 0C 0C ()()|t t u t u t --==， 0L 0L ()()|t t i t i t --== 2. 画0t +时的等效电路： C 00()()u t u t +-=，L 0L 0()()i t i t +-= C —电压源 L —电流源 3. 利用直流电阻电路的计算方法求初始值。
例1：已知：0t<时，原电路已稳定,t=时，打开开关S。
求：0t+=时，各物理量的初始值。
解：1. 求C L(0),(0)u i--：t-=时，C L(0)7.5V,(0)0.25Au i--==2. 画0t+=时的等效电路：3. 0t+=时：R1(0)0.2510u+=⨯=R27.5(0)0.5A15i+==L R1C(0)(0)10(0)0u u u+++=-+-=2C L R(0)(0)(0)0.25i i i A+-+=-=-例解：1. 求C(0)u-：t-=时：C(t)_7.5V+_C 1111C (0)14(0)10(0)4(0)(0)(0)4(0)(0)2A (0)28Vu i i i i i i i u ---------==+⎧⎪+=⎪⎨==⎪⎪=⎩ 2. 作0t +=时的等效电路：0t +=时：11(0)(0)414(0)7(0)28i i i i +++++=⎧⎨=+⎩ 184(0)A,(0)A 33i i ++∴==6.2 一阶电路的零输入响应R C S KVL :()()(0)u t u t u t ++=≥C C C R C VAR :,du dui Cu Ri RC dt dt=== C C S C (0)(0)?du RC u u t dt u +⎧+=≥⎪⎨⎪=⎩零输入响应：指输入为零，初始状态不为零所引起的电路响应。
一、RC 放电过程已知：0t -=时，电容已充电至0U求0t +≥后的C R C (),(),()u t u t i t 。
1. 定性分析：0t -=时，C 0(0)u U -=，R S (0)u U -= 0t +=时，C C 0(0)(0)u u U +-== R 0(0)u U +=-0(0)C i R +=- C,tu ，R C,u i ； C R C ,0,0,0t u u i →∞→→→2. 定量分析：10i 1(0+) +_ +__u (t )+ C + _U u C +_C U0t +≥时，C C C 00(0)(0)du RC u t dt u U +⎧+=≥⎪⎨⎪=⎩ C ()e t RCu t K -=令0t +=，C 0(0)1u K U +=⋅=C 0()e(0)t RCu t U t -+∴=≥R C 0()()e (0)tRCu t u t U t -+=-=-≥0R C ()()e(0)tRC U u t i t t R R-+==-≥()(0)e (0)tRCf t f t -++=≥3. 时间常数： RC τR[]τ⋅⎡⎤⎡⎤=⋅⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦伏特库仑安培秒＝＝秒安培伏特安培 C 0:()u t τ的物理意义衰减到36.8％C 0()u t 所需时间 C 0()e(0)t RC u t U t -+=≥0C 00()e t RCu t u -= 00C 000()eeet t RCRCRCu t u U τττ+---+== τ的几何意义：由0C 0[,()]t u t 点作C 4t τ≥时，电路进入新的稳态,4C 0C 0C 0(4)()e 1.82%()0u t u t u t τ-+==≈211422()4e V (0)2s ()4e V (0)4st tu t t u t t ττ-+-+=≥==≥=u C (t 0+τ)=36.8%τ越小，物理量变化越快。
0+C Li Lu RRC 串联：C C C 00(0)(0)RC u t dt u U +++=⎪≥⎨⎪=⎩ RL 并联：LL L 00(0)(0)di GLi t dti I ++⎧+=⎪≥⎨⎪=⎩L 0()e(0)tGLi t I t -+=≥ L GL Rτ==0L ()e(0)tGLI u t t G-+=-≥ ()(0)e(0)tf t f t τ-++=≥ 综上所述，一阶电路的零输入响应变化模式相同，即()(0)e(0)tf t f t τ-++=≥故求一阶电路的零输入响应时，确定出(0)f +和τ以后，就可以唯一地确定响应表达式。
6.3 一阶电路的零状态响应零状态响应：指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。
1、RC 充电过程已知C (0)0u =，求0t ≥时的C R C ,,u u i 。
1. S )U += C (0i + C ,u ，R u C S ,,t u U →∞→2. 定量分析： S C (0)(0)0du RCt u +⎧≥⎪⎨⎪=⎩C C p C h ()()()u t u tu t =+ U (t )_ u L (t )+ _(t )U + _ C (t ) + _U + _ u (0)_Cp ()u t 为非齐次微分方程任一特解， Ch ()u t 为对应齐次微分方程的通解， cp u —强制响应，与输入具有相同形式， c p S ()u t A A U =⇒=，cp S ()u t U ∴=/ch ()e t RC u t K -=—固有响应，与电路结构有关。
∴ C S ()etRCu t U K -=+0t +令＝ C S S(0)0u U K K U +=+=⇒=- C S S S()e(1e)(0)ttRCRCu t U U Ut --+∴=-=-≥ R S C S ()()e t RCu t U u t U -=-= (0)t +≥ S R C ()e tRCU u i t R R-== (0)t +≥ C Cp Ch S C ()()()e()(1e )(0)ttRCu t u t u t U K u t τ--+=+=+=∞-≥其中：S U 为稳态响应（C ()u ∞），et RCK -为暂态响应（必将衰减为0）RC τ=为时间常数C 0S ()(1e)t u t U τ-=-C 0S ()(1eu t U τ+=- S (1U =- C 0(u t =的63.2%处所需的时间。
4t τ≥ 时，电路进入新的稳态。
3. 充电效率η ()100%()()C R C W W W η∞⨯∞+∞22C C S1()()22C W Cu U ∞=∞= 0u C (t 0)222S R CS 0()(e)2tRC U C W Ri dt R dt UR -∞∞∞===⎰⎰50%η∴=例：已知：0t <时，原电路已稳定，0t =时合上S ，求0t +≥时的C 0(),()u t u t 。
2. 求τ eq 23R =Ω 2s 3τ∴= 1.5C 2()(1e )V (0)3t u t t -+∴=-≥1.50C 12()1()e V (33t u t u t t -+=-=+二、RL 充磁过程已知：L (0)0i =。
求：0t +≥时的L ()i t 利用对偶关系L S (0i I t +=≥L S L )(1e )(tt τ--≥例：已知：0t <时，原电路已稳定，0t =求0t +≥时的L o (),()i t i t解：已知L (0)0i =1. 求L ()i ∞ t →∞时 i ∴)(t )L (∞)I S =U S /2. 求τ102s 5L R τ∴=== 2L ()3(1)A (0)t i t e t -+∴=-≥LL 2o 410()20.5e A(0)6t di i dt i t t -++==+≥6.4 一阶电路的完全响应完全响应：已知C 0(0)u U =，0t =时合上S ，求0t ≥时的C ()u tC C S C 0(0)(0)du RC u U t dt u U +⎧+=≥⎪⎨⎪=⎩ C Cp Ch S ()()()eet t RCRCu t u t u t A K U K --=+=+=+令0t +=，C S 00S (0)1u U K U K U U +=+⋅=⇒=-C S 0S()()e(0tRCu t U UU t -+∴=+-≥ 稳态响应 暂态响应 完全响应＝稳态响应＋暂态响应 C 0S()e(1e )t tRCRCu t U U--∴=+- 零输入响应 零状态响应 完全响应＝零输入响应＋零状态响应[]C C C C ()()(0)()e (t RCu t u u u t -+=∞+-∞≥一阶电路的三要素法： 前提：① 一阶电路② 直流激励C (t ) U +_Cp h ()()()e tf t f t f t A K τ-=+=+令t →∞：()0()f A A f ∞=+⇒=∞()()etf t f K τ-=∞+令0t +=：(0)()1f f K +=∞+⋅(0)()K f f +=-∞ []()()(0)()e(0)tf t f f f t τ-++=∞+-∞≥ 一阶电路三要素公式(0)f +－初始值 C L (0),(0)u i ++—— 由0t -=的等效电路中求，C L R R (0),(0),(0),(0)i u i u ++++ 必须由0t +=的等效电路求。
