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Tsinghua University

电路原理

Tsinghua University via XuetangX

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Overview

电路原理课程是电类各专业最重要的一门学科基础课，后续各专业基础课和专业课都建立在这门课程的知识体系之上，因此是电类专业本科生的“看家课”之一。电路原理课程的主要内容包括：线性电阻电路分析、非线性电阻电路分析、动态电路的时域分析和正弦激励下动态电路的稳态分析4大部分。清华大学电路原理课程的教学包括电路分析基本方法、当代电路元器件、电路原理的实际工程应用等，为学生提供了扎实的基础和丰富的应用。

为方便至只有中学知识的学生学习，电路原理课程专门利用第0周准备必要的微积分、线性代数和大学物理电学的基础。我们有信心：你能领悟电世界的奇妙。

Syllabus

  • 第1周 支路变量、元件、KCL和KVL( Branch variables, elements, KCL, and KVL)
    • 第0讲 数学基础知识（Math basics for circuits）
    • 第1讲 为什么要学习电路（why learn circuits?）
    • 第2讲 电路(circuits)
    • 第3讲 支路变量(branch variables)
    • 第4讲 参考方向(reference direction)
    • 第5讲 功率(power)
    • 第6讲 电阻(resistor)
    • 第7讲 独立电源(independent source)
    • 仿真1(simulation1)
    • 第8讲 端口(port)
    • 第9讲 受控元件(dependent elements)
    • 仿真2(simulation2)
    • 第10讲 基尔霍夫定律(KCL KVL)
    • 第11讲 2B法(2B method)
  • 第2周 电阻、电源的等效变换(Equivalent transform for resistors and sources)
    • 第12讲 电阻的串并联(serial parallel resistors)
    • 第13讲 平衡电桥(bridge)
    • 第14讲 Y-Δ变换(Y-Δ transform)
    • 第15讲 二端网络的等效电阻(equivalent resistance of two-terminal network)
    • 第16讲 电源的等效变换(equivalent transform for sources)
    • 第17讲 最大功率传输(maximum power transfer)
  • 第3周 运算放大器(Op Amps)
    • 第18讲 运算放大器(Op Amps)
    • 第19讲 运算放大器模型(Op Amps' model)
    • 仿真3(simulation3)
    • 第20讲 理想运算放大器(ideal Op Amp)
    • 第21讲 运算放大器的应用(applications of Op Amps)
  • 第4周 金属-氧化层半导体场效晶体管和二端口网络 (MOSFET and two-port network)
    • 第22讲 数字系统介绍(digital system —— introduction)
    • 第23讲 数字系统——数和逻辑(digital system——number and logic in digital)
    • 第24讲 金属-氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)
    • 第25讲 逻辑门(logic gates)
    • 第26讲 互补金属氧化物半导体(CMOS)
    • 第27讲 二端口网络(two-port network)（不要求）
    • 第28讲 G参数(G parameter)（不要求）
    • 第29讲 其他参数(other parameters)（不要求）
    • 第30讲 二端口网络的等效电路(equivalent circuits of two-port)（不要求）
    • 第31讲 二端口网络的连接(connection of two-ports)（不要求）
  • 第5周 节点电压法和回路电流法(Node voltage method and loop current method)
    • 第32讲 系统化方程解法介绍(introduction to systematic function formulating)
    • 第33讲 节点电压法(node voltage method)
    • 第34讲 回路电流法(loop current method)
  • 第6周 叠加、替代和戴维南定理 (Superposition, substitution and Thevenin )
    • 第35讲 叠加定理(superposition theorem)
    • 第36讲 戴维南和诺顿定理(Thevenin/Norton theorem)
    • 第37讲 戴维南定理的应用(applications of Thevenin theorem)
    • 第38讲 替代定理(substitution theorem)
  • 第7周 非线性电阻电路(Nonlinear resistive circuits)
    • 第39讲 非线性电阻(nonlinear resistor)
    • 第40讲 非线性电阻电路的方程求解法和图解法(analytical and graphical methods for nonlinear circuits)
    • 第41讲 非线性电路的分段线性法(piecewise linear method for nonlinear circuits)
    • 第42讲 假设检验法的应用(application of suppose-verify method)
    • 第43讲 非线性电路的小信号法(small signal method for nonlinear circuits)
    • 第44讲 小信号模型(small signal models)
    • 第45讲 放大器(amplifier)
  • 第8周 一阶电路(First-Order Circuits)
    • 第46讲 电容与电感(Capacitors and Inductors)
    • 第47讲 动态电路(Dynamic Circuits)
    • 第48讲 初值(Initial Values)
    • 第49讲 一阶电路经典法(Classical Method for First-Order Circuits)
    • 第50讲 一阶电路三要素法(Three Elements Method for First-Order Circuits)
    • 仿真4(Simulation 4)
    • 第51讲 零输入响应和零状态响应(zero input response and zero state response)
  • 第9周: 一阶电路的应用(Applications of First-Order Circuits)
    • 第52讲 一阶电路的应用之信号: 门传输延迟(applications of first-order circuits (signal: gate propagation delay))
    • 第53讲 一阶电路的应用之信号: 运算放大器电路(applications of first- order circuits (signal: Op Amp circuits))
    • 第54讲 一阶电路的应用之能量: 整流与斩波(applications of first-order circuits (energy: rectifying and chopping))
    • A1 单位阶跃函数和单元阶跃响应（unit step function and unit step response）（不要求）
    • A2 单位冲激函数（unit impulse function）（不要求）
    • A3 单位冲激响应（unit impulse response）（不要求）
    • A4 卷积积分（convolution integral）（不要求）
  • 第10周: 二阶电路和状态方程(Second-order Circuits and and State Equations)
    • 第55讲 串联RLC二阶电路(serial RLC second-order circuits)
    • 第56讲 并联RLC二阶电路(parallel RLC second-order circuits)
    • 第57讲 二阶电路直觉解法(intuitive method for second-order circuits)
    • 第58讲 二阶电路的应用(applications of second-order circuits)
  • 第11周: 正弦稳态电路的相量法和功率( Phasor Method and Powers in Sinusoidal Steady State Circuits )
    • 第59讲 正弦波(sine wave)
    • 第60讲 电力系统(power system)
    • 第61讲 相量(phasor)
    • 第62讲 KCL和KVL的相量形式(phasor form of KCL and KVL)
    • 第63讲 RLC的相量关系(phasor relationship of RLC)
    • 第64讲 正弦稳态电路相量法(phasor method for sinusoidal steady state circuits)
    • 仿真5(Simulation 5)
    • 第65讲 瞬时功率(instantaneous power)
    • 第66讲 平均功率(average power)
    • 第67讲 无功功率和视在功率(reactive power and apparent power)
    • 第68讲 复功率(complex power)
  • 第12周: 频率特性和谐振( Frequency Characteristics and Resonance）
    • 第69讲 频率特性(frequency characteristics)
    • 仿真6(Simulation 6)
    • 第70讲 滤波器(filter)
    • 第71讲 频率特性的应用——小信号放大器的低通特性(applications of frequency characteristics (low-pass characteristics of t
    • 第72讲 谐振(resonance)
    • 第73讲 RLC谐振(RLC resonance)
    • 第74讲 串联RLC谐振的品质因数(quality factor of serial RLC resonance)
    • 第75讲 LC谐振(LC resonance)
    • 第76讲 谐振的应用(applications of resonance)
  • 第13周: 互感和变压器(Mutual Inductance and Transformers)
    • 第77讲 互感和互感电压(mutual inductance and mutual voltage)
    • 第78讲 同名端(dot convention)
    • 第79讲 互感的应用(能量和信号)(application of mutual inductance (power and signal))
    • 第80讲 互感的去耦等效(decoupling equivalence of mutual inductance)
    • 第81讲 空心变压器(air-core transformer)
    • 第82讲 全耦合变压器(unity-coupled transformer)
    • 第83讲 理想变压器(ideal transformer)
    • 仿真7(Simulation 7)
  • 第14周: 三相电路和周期非正弦稳态分析(Three-phase Circuits and Periodical Nonsinusoidal Steady State Analysis)
    • 第84讲 三相电源(three phase source)
    • 第85讲 三相对称负载和三相对称电路(balanced three phase load and balanced three phase circuit)
    • 第86讲 三相对称电路的分析(analysis of balanced three phase circuit)
    • 第87讲 三相电路的功率(power in three phase circuits)
    • 第88讲 周期信号的傅里叶级数(Fourier series for periodical signal)
    • 第89讲 周期信号的有效值和平均功率(effective value and average power for periodical signal)
    • 第90讲 周期激励下的电路稳态分析(steady state analysis of circuits with periodical excitations)
  • 期末考试
    • 课件

      Taught by

      Xinjie Yu, Guiping Zhu, Wenjuan Lu, Wei Zhao, Xiucheng Liu, and Yu Shen

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