电路原理

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电路原理课程简介：

电无处不在。人类文明的进程，几乎就是研究和利用电的过程。电路是用电为人类服务的直接工具。电路原理这门课程教会你分析和设计电路的基本方法。

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电路原理课程目录：

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

电路原理授课教师：

于歆杰-教授-清华大学-电机系

于歆杰，清华大学电机系党委书记，教授，中国电机工程学会电工理论与新技术专委会副主任委员，中国电工技术学会电磁发射技术专委会副主任委员，教育部高校在线教学国际平台与课程建设专家顾问组副组长，教育部高等学校工科基础课程教指委秘书长，教育部教学信息化与教学方法创新教指委委员，教育部在线教育研究中心智慧教学实验室主任，清华大学在线教学指导专家组组长，国际电磁发射杰出贡献Peter Mark奖章、北京市教学名师奖、清华大学首届新百年教学成就奖和宝钢优秀教师奖获得者，清华大学首门慕课、标杆课、国家级精品资源共享课、国家级精品在线开放课“电路原理”负责人。

朱桂萍-教授-清华大学-电机系

清华大学电机系 博士，教授，副系主任，北京市教学名师。长期从事“电路原理”课程教学工作。以第一、第二作者身份完成教材或教辅用书6部，发表科研和教学论文40余篇。合作录制的清华大学首门MOOC课程——“电路原理”， 2017年被评为首批“精品在线开放课程”。先后获得清华大学“青年教师教学优秀奖”、清华大学青年教师教学基本功一等奖、北京市青年教师教学基本功一等奖、北京市教育创新标兵、宝钢优秀教师奖。2016年获“清华大学教学成果特等奖”（2/5），2017年获“第4届大中华区MOOC研讨会”金奖（“课程应用与推广”类），2017年获得“北京市教学成果一等奖”（2/5）,2019年获得“清华大学教学成果一等奖”（第一完成人）。

陆文娟-教授-清华大学-电机系

陆文娟，教授，国家级精品课“电路原理”原负责人。主讲《电路原理》，参加编写出版的教材有8本。曾获第四届北京市高等学校教学名师奖，全 国宝钢优秀教师奖，北京市优秀教师称号，清华大学教书育人奖和研究生“良师益友”称号等。曾获北京市教育教学成果二等奖，清华大学教学成果一、二等奖多次。Professor Wenjuan Lu teaches the nationally recognized Principles of Electric Circuits. She has published eight textbooks and is a recipient of the Beijing Higher Education Outstanding Teacher Award.

赵伟-教授-清华大学-电机系

赵伟，原苏联技术科学副博士，教授，博士生导师。主讲《电路原理》、《电磁测量选论》、《虚拟仪器基础》、《LabVIEW编程与虚拟仪器 设计》等课程，出版有《电磁测量》、《电工理论基础》（译）等教材，发表教学研究文章9篇。曾获教育部科技进步二等奖2项、中国电力科技进步三等奖1项、 中国石油和化工工业科学技术二等奖1项；国家政府特殊津贴；国家电网公司科技进步二等奖。

刘秀成-副教授-清华大学-电机系

刘秀成，男，博士，副教授。1996年8月至1997年12月到香港理工大学访问。主讲本科生《电路原理》和工程硕士《电路与系统》课程。 作为主编或参与编写教材、教学参考书、电子课件、专著等10余部。发表教学研究文章4篇。获校级以上个人和集体奖励10余项，指导的硕士研究生有2人获清 华大学优秀硕士论文，是“清韵烛光”第二届清华大学“我最喜爱的教师”之一。

沈瑜-副教授-清华大学-电机系

沈瑜，博士，副教授。2011.8－2012.8，在UC Irvine访问学者一年。主讲课程：《电路原理》、《面向对象程序设计》、《软件编程项目训练》。获奖情况：曾获2002年教育部科技进步奖二等奖、 2007年清华大学林枫辅导员奖、2008年清华大学教学成果一等奖。