下载文档原格式
电路原理课程中的对偶作者：黎小慧来源：《科技视界》2019年第30期【摘要】鉴于非电子院校的电路原理课程教与学的困难，笔者从电路元件、网络定理与电路分析方法三方面提出对偶原理的基本性质，给教学提供一种基本思路。
【关键词】对偶原理;电路元件;网络定理中图分类号： TM13-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）30-0049-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.30.0230 引言针对医学院校影像专业学生，在既没有电子学习大环境，也无电路基础前提下，学习电路原理这门专业基础课程通常比较吃力，尤其对复杂电路的分析方法。
因此，有必要从电路原理的教学方法上进行创新。
通过多年的教学摸索，发现这门课程中有很多相似性知识点，即对偶性质[1]。
如若能将它们之间的关联融汇到课堂，那将有效提高无论是教学还是学习该课程的效率。
以下从电路元件、网络定理及其分析方法上详细理出它们的对偶性质。
1 电路元件的对偶1.1 激励源电路原理中，给电路提供工作信号的输入模型称为激励源，也叫独立源。
属于理想的二端元器件，分为独立电压源和独立电流源。
下面从两个元件的特点以及其在叠加定理中置零处理来分析其对偶特性。
独立电压源：为外电路提供电压，其电压值大小仅仅只与本身性质有关，源一旦给定，则电压值就恒定或是固定的某个函数关系。
但是端电流则跟电压源提供的电压值与外电路严密的结合，就算源不变，如果外电路改变时，端电流也会随之变化。
在叠加定理中，当一个独立源单独作用时，其余别的独立源置零，如果是电压源置零的含义为短接[2]。
独立电流源：为外电路提供电流，其电流值大小仅仅只与本身性质有关，而与外电路的结构无任何关系，源一旦给定，则电流值就恒定或是固定的某个函数关系。
但是端电压则跟电流源提供的电流值与外电路严密的结合，就算源不变，如果外电路变化的时候，端电压也可能随之变化[2]。
从以上可以看出，两个独立源在向外提供电压电流和端电压电流的特性上完全对偶。
对偶原理在电路基础课程中的应用探索对偶原理是电路理论中常用的重要原理之一，它可以帮助我们在分析和设计电路时进行转化和简化。
在电路基础课程中，对偶原理的应用有以下几个方面的探索：
1. 对偶性质的介绍
首先需要介绍对偶性质的基本概念，即对于任意电路，都存在一种对偶电路，它与原电路具有相同的拓扑结构，但是其中的元件被互换了，即电源和负载的位置互换，电阻与电容互换，电感与电容互换等。
2. 对偶原理的具体应用
对偶原理的具体应用包括：
(1) 电路简化：将复杂的电路通过对偶转化为简单的电路，便于分析和计算。
(2) 电路设计：通过对偶原理设计出相应的电路，实现不同的功能和特性。
(3) 电路优化：利用对偶原理将电路转化为更容易优化的形式，实现电路的最小化、最大化等优化目标。
(4) 电路等效：通过对偶原理将电路转化为等效的形式，方便比较和分析不同电路的性能和特性。
3. 对偶原理在实际电路中的应用
在实际电路设计和分析中，对偶原理可以应用于各种电路拓扑结构的转化和简化，如滤波器、放大器、振荡器、计数器等。
例如，在振荡器设计中，通过对偶原理可以将电感电容振荡器转化为电容电感振荡器，实现振荡频率的调节和稳定。
总之，对偶原理在电路基础课程中具有重要的应用价值，可以帮助学生更好地理解电路原理，提高电路设计和分析的能力。
第1篇一、实验目的1. 理解电路对偶原理的基本概念和原理。
2. 掌握如何通过电路对偶原理分析电路的特性。
3. 应用对偶原理解决实际电路问题。
二、实验原理电路对偶原理是指在电路中，如果将电压源与电流源、短路与开路、串联与并联、电阻与电导、电容与电感等元件进行对偶替换，电路的输入输出特性将保持不变。
对偶原理在电路分析中具有重要作用，可以简化电路的复杂度，提高分析效率。
三、实验仪器与设备1. 电路实验箱2. 电阻3. 电容4. 电感5. 电压表6. 电流表7. 电源四、实验步骤1. 搭建电路：根据实验要求，搭建相应的电路，如串联电路、并联电路、电阻分压电路等。
2. 测量数据：使用电压表和电流表测量电路中各个元件的电压和电流值，记录实验数据。
3. 对偶替换：根据对偶原理，将电路中的电压源替换为电流源，电阻替换为电导，电容替换为电感，进行对偶替换。
4. 重新测量数据：对对偶替换后的电路进行测量，记录电压和电流值。
5. 对比分析：对比对偶替换前后的实验数据，分析电路对偶原理在实际电路中的应用。
五、实验结果与分析1. 串联电路对偶替换：- 原电路：电压U = IR，其中R为电阻，I为电流。
- 对偶替换后：电流I = UR，其中U为电压，R为电导。
通过对偶替换，我们可以发现，电路的输入输出特性并未改变，只是元件的参数发生了变化。
2. 并联电路对偶替换：- 原电路：电压U = I1R1 + I2R2，其中R1、R2为电阻，I1、I2为电流。
- 对偶替换后：电流I = UR1 + UR2，其中U为电压，R1、R2为电导。
同样地，对偶替换后的电路输入输出特性并未改变，只是元件的参数发生了变化。
3. 电阻分压电路对偶替换：- 原电路：电压U = I1R1 + I2R2，其中R1、R2为电阻，I1、I2为电流。
- 对偶替换后：电流I = UR1 + UR2，其中U为电压，R1、R2为电导。
通过对偶替换，我们可以发现，电阻分压电路的输入输出特性并未改变，只是元件的参数发生了变化。
电路对偶原理
电路对偶原理是电路理论中一个重要的概念，它指的是通过互换电路中的电源和电阻的位置，可以得到一个等效的电路。
换句话说，如果一个电路能够满足一定的电路特性，那么交换其中的电源和电阻的位置后，新得到的电路也将满足相同的电路特性。
电路对偶原理的应用非常广泛，例如在逻辑电路设计中，我们可以通过对偶原理来简化电路设计和分析。
以与门和或门为例，它们的逻辑功能是互补的，通过应用对偶原理，我们可以很容易地从一个门的逻辑功能推导出另一个门的逻辑功能。
同时，电路对偶原理也可以用于简化电路分析的过程。
通过交换电源和电阻的位置，我们可以将电源视为电阻，电阻视为电源，进而将电路转化为等效电路，从而简化分析的过程。
需要注意的是，电路对偶原理只适用于一些特定的电路特性和性质。
因此，在应用电路对偶原理时，需要明确电路所具有的特性，并合理选择是否使用对偶原理进行简化或分析。
总而言之，电路对偶原理是一个重要的电路理论概念，通过互换电路中的电源和电阻的位置，可以得到等效的电路。
它在电路设计和分析中有着广泛的应用，可以简化电路设计和分析的过程。
一、建设思路“电路分析基础”是电子信息科学、通信工程、自动化类等相关专业一门重要的专业基础课，是后续专业基础课和专业课的桥梁，是培养工程技术人员的重要基础。
团队从“厚基础、重实践、强能力、求创新”的人才培养特色出发，以构建“大电力”能源思政为建设方向，以打造有使命感的电路课程，培养“红色专业人才”为建设目标，在教学过程中引导当代大学生牢固树立社会主义核心价值观，提高学生思想政治素养。
结合课程内容，引入我国科学和工程领域取得的辉煌成就，激发学生强烈的民族自豪感和家国荣誉感；回顾著名学者的生平事迹，引导学生树立远大理想，培养学生求真务实的科学态度和精益求精的工匠精神；讲述电路知识与哲学思想、传统文化的辩证统一关系，提升学生的哲学和人文素养；介绍我国电力与能源发展动态和方向，激励学生报效祖国，践行新时代青年的使命担当。
同时，教师要坚持以德修身、以德立学、以德施教，自觉践行立德树人根本使命，通过言传身教，不断提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质和文化素养。
二、建设内容“电路分析基础”课程作为学生们接触的首批专业基础课，在知识传授和价值引领方面起着“先行军”的重要作用。
团队成员深入研讨，精心设计，以求真正达到寓价值引领在知识传授和能力培养之中。
（一）在教学大纲中体现思政引领团队成员优化了教学大纲，在原来的教学目标中增加了“在教学流程中渗透个人、专业、家国认同，使学生成长为合格的新时代建设者和接班人。
”的表述，明确了教学的思想引领；将原本的“教学内容、重点及基本要求”部分改为“教学内容、重点、思政参考点及基本要求”，深入挖掘每章内容的思政元素。
（二）在教学实践中创新思政模式团队成员提出并践行“1+1”双师制课程思政模式，将课程的内涵与外延注入思政元素，拓展了课程的广度，实现了知识与价值的融合。
（三）在教学内容中反映思政元素自然科学与人文科学不是完全割裂的，它们之间有着顶层的相融相通。
自然科学课程中的公式、定理，无一不折射出人生观、世界观、价值观的影子。
对偶原理在电路分析中的应用
高玲
【期刊名称】《南京晓庄学院学报》
【年(卷),期】2009(025)006
【摘要】根据电路理论中对偶原理,分析了电路中所存在的对偶现象,阐述了对偶原理在电路分析时的应用.
【总页数】4页(P26-29)
【作者】高玲
【作者单位】南京晓庄学院,物理与电子工程学院,江苏,南京,210017
【正文语种】中文
【中图分类】TM13
【相关文献】
1.对偶原理在《电路分析》课教学中的应用 [J], 王瑞阳
2.对偶原理在电路教学中的应用 [J], 毛先柏;刘素凯;赖旭芝
3.对偶原理在电磁场中的应用 [J], 刘德朋;孙启美
4.对偶原理及其在直流—直流变换器中的应用 [J], 孙士乾;孙时春
5.对偶原理在组合逻辑电路设计中的应用 [J], 行小帅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《电路分析基础I》课程教学大纲英文名称：Electrie Circuit I一、课程说明1 •课程的性质电路课程理论严密、逻辑性强、有广阔的工程背景，是电工类及电子信息类等专业必修的一门重要的学科基础必修课。
2.课程的目的和任务通过本课程的学习，应使学生掌握近代电路理论的基础知识，电路分析的基本方法，以及具备进行电类实验的初步技能。
学习电路课程，对培养学生的科学思维能力, 提高学生分析问题和解决问题的能力，都有重要的作用，为学习后续课程以及今后从事工程技术工作打下必要的基础。
3.适应专业电子信息工程4.学时与学分总学时36学时总学分2分5.先修课程高等数学，大学物理6.推荐教材及参考书推荐教材1999年山高等教育出版社出版，邱关源主编的《电路》(第四版)。
主要参考书目：(1)向国菊等编著.电路典型题解(第二版).北京：清华大学出版社，1995(2)范世贵主编.电路基础.西安：西北工业大学出版社，2000(3)邹其洪编.电工电子实验与计算机仿真.北京：电子工业出版社，2003(4)邱关源编.《电路》(第三版).北京：高等教育出版社，1989(5)W订liam H. hayt 编.《Engineering Circuit Analysis》.北京：电子工业出版社，20037.主要教学方法与手段：本课程采用课堂教学。
8.考核方式：考核均为百分制，其中平时成绩占30%o9•课外自学要求：要求学生能做到课后及时复习，独立完成作业，并查阅各种参考书籍，深刻理解难点，掌握重点，思考其在实际生产中的应用。
二、教学基本要求和能力培养要求1.通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求：学生应掌握常用电工元器件的性质，直流电路和单相交流电路的基本定理和一般分析方法。
2•通过学习本课程，应具备以下能力：(1)熟知电阻、独立电压源、独立电流源、受控电压源、受控电流源、电容、电感、理想运算放大器等元件的定义、性质及伏安关系，透彻理解基尔霍夫定律。
电路对偶原理
电路对偶原理是电路分析中的一个非常重要的概念。
它是指在电路分析中，可以通过对电路中的元件和信号进行一系列的对偶变换，从而得到与原电路等效的新电路。
这种对偶变换可以帮助我们更好地理解电路的工作原理，简化电路分析的过程，甚至可以为电路设计提供新的思路和方法。
首先，我们来看看电路对偶原理的基本概念。
在电路中，我们可以将电阻替换为导纳，电容替换为电感，电压源替换为电流源，电流源替换为电压源，开路替换为短路，短路替换为开路。
这些对偶变换可以帮助我们在分析电路时更加灵活地运用不同的元件和信号模型，从而得到更加简化的电路结构。
其次，电路对偶原理还可以帮助我们找到电路中的对称性和等效性。
在很多情况下，电路中的一些部分具有对称性，通过对偶变换，我们可以将原电路转换为对偶电路，从而更容易地发现电路中的对称性和等效性。
这种等效性可以帮助我们更好地理解电路的工作原理，为电路分析和设计提供更多的可能性。
另外，电路对偶原理还可以为我们提供一种新的思维方式。
通过不断地进行对偶变换，我们可以将原电路转换为各种不同的形式，从而发现电路中隐藏的规律和特性。
这种新的思维方式可以帮助我们更好地理解电路的工作原理，为电路分析和设计带来新的启发和方法。
总的来说，电路对偶原理是电路分析和设计中一个非常重要的概念。
通过对电路中的元件和信号进行一系列的对偶变换，我们可以更好地理解电路的工作原理，简化电路分析的过程，甚至为电路设计提供新的思路和方法。
因此，在进行电路分析和设计时，我们应该充分利用电路对偶原理，发挥其在电路领域的重要作用。
