“电路基础”是普通高等院校电类及近电类相关专业开设的一门必修基础知识与基本技能课程。虽然电路分析基本理论已非常成熟,但随着近代电路理论的发展,辅助计算和仿真工具不断更新,新的学科领域和分支相继涌现,相关专业的知识结构和学时产生了变化。因此,有必要调整传统《电路基础》教材内容,以适应新的课程标准和教学要求。以“满足社会、贴近实际、贴近学生”为前提,以“理论和实践相融合”为宗旨,我们与行业企业合作编写了这本具有工学结合特色的《电路基础》教材。
本书选材尽量兼顾强、弱电专业,力图紧密联系电气技术,并体现电气学科的特色,力争做到内容浅显、深度适中,淡化理论推导,注重结果使用。对于编写结构的设计,以现代社会及后续课程要求的基本知识、基本技能为出发点,选取适当的项目、任务作为载体,通过系列实践活动,使学生比较系统地掌握电路分析中的基本知识、基本理论、基本分析方法,并掌握各种仪器、仪表的使用,以及电工常用工具及布线工艺。在熟练掌握电路基础基本知识、基本技能和基本素养的基础上,培养学生的电路基础职业能力,使学生具备对各种复杂控制系统设计、调试和排除故障的基本能力,了解电工技术在机电一体化领域的发展动态和趋势。
书中每个模块项目的内容统一编排成学习目标、理论知识、拓展视野、技能实训、思考与练习5个部分,便于老师安排教学及学生自学。在理论教学上以“够用”为原则,书中理论知识的介绍以简明、扼要为特点,重点讲解基本理论,有些知识安排在拓展视野部分,由学生课外查资料自学。
本书模块一以线性电路为基础,由电阻电路分析开始,讲解直流电源作用下电阻电路的一些分析方法,如支路电流法、节点电压法、叠加原理、戴维南定理等,其共同特点是任意时间相关性不影响分析过程,使学生理解和掌握电路理论中的分析方法。模块三是动态电路的时域分析,对含有电容和电感储能元件的动态电路暂态过程建立微分方程进行分析和求解,以理解暂态电路的变换过程及其应用。模块四是正弦交流电路分析,主要包括相量分析法、单相电路、三相电路和谐振等内容,使学生掌握相量分析法,把时域变量转换为频域变量,再应用模块一的分析方法解决问题。模块六是互感耦合电路分析,对以变压器为主的电磁设备进行分析和应用。另外,根据不同专业的要求,教学内容和学时不同,建议安排72学时完成基本内容的学习。书中标有“*”的模块和课题,如模块二、模块五主要是非线性电阻电路分析和非正弦周期电流电路分析,在教学过程中可以视情况取舍。
学习本书内容要求具备必要的数学基础和电磁学知识。通过本课程的学习,让学生了解、掌握电路的基本原理、基本分析方法; 掌握相关的电工技术,能够从事机电设备及系统的运行、维护、安装与调试等方面的工作。电路基础是根据实际工程问题建立电路模型,研究其中电压、电流和功率之间的联系规律,为分析、综合和设计实际电路提供基本电路理论,也是后续相关专业课程的理论基础。
编者在编写本书之前多次到企业调研,深入分析相关机电岗位及职业能力要求,经过课程组集体讨论,分工协作完成。其中,模块一、模块二和模块三由莱芜职业技术学院王海燕编写,模块四由莱芜职业技术学院王文华编写,模块五由黑龙江职业学院鲍敏编写,模块六由莱芜职业技术学院付丽娟编写。莱芜职业技术学院程继兴、吴元修、亓晓鹏、秦贞龙、卜凡阁、高迟、吕琳以及莱芜技师学院任爱军等同志在本书编写过程中积极献言献策; 山东通力电力电气有限公司刁振宝工程师、陈相生工程师,福田雷沃国际有限公司人力资源部吴绪朋、辛大勇等从生产实际出发,为教材选材给出建议,并提供了大量理论与实践素材。全书由王海燕统稿。山东科技大学马宝甫教授审阅全稿并提出了许多宝贵意见,他一丝不苟的科学作风,给了我们深刻的教益。
值本书出版之际,对同事、同行以及所列参考文献的著作者表示深深的谢意。由于编者水平有限,书中不足之处在所难免,恳请各位读者和专家批评、指正。
编者2015年3月