电路基本概念课程

by Enable Education

本课程涵盖了电路理论和分析的基本概念。学生可以使用 Multisim Live 进行计算与仿真，并使用 NI ELVIS III 搭建真实的电路，以探索和确认常见元件和配置的行为。本课程不仅介绍了欧姆定律和基尔霍夫电路定律等基本电路原理，也介绍了等效电路、分压器和电阻桥、电容器和电感器电路以及变压器等主题。电路课程的最后都设有一个实验练习，在练习中，学生可以将课程中所学内容应用到真实的无线电电子设备中。本课程将可帮助学生们为将来进一步学习电子学知识打下坚实的基础。

下载课程

Translated Resources available in Resources Tab

Instructor Resources available. Get Access

Bookmark

Details

学习目标

区分电压、电流和功率，并根据三者之间的关系进行计算。
讨论电阻器、电容器、电感器和变压器的功能、特性和应用，并预测 RC、RL 和 RLC 电路的输出。
开发电路仿真并进行分析，在面包板上搭建电路，并使用通用仪器进行测量。
应用基本原理（包括欧姆定律、基尔霍夫定律、节点分析、网格分析、叠加原理、戴维宁定理和诺顿定理）分析给定电路，并根据规范设计电路。

课程信息

年级	大一或大二学生
主题	电路基本概念
学习方式	实验室项目式学习
前提条件	在 Multisim Live 中放置和修改元件、搭建电路、运行仿真并测量结果运行并连接到 NI ELVIS III 和 NI 面包板连接、配置、运行和读取 NI ELVIS III 仪器的测量结果在面包板上放置和连接元件

Included Course Labs

欧姆定律

在本实验中，学生将学习欧姆定律。欧姆定律定义了电压、电流和电阻之间的关系，是最重要的电路定律之一。学生将使用 Multisim 仿真基本电路的行为，然后使用 NI ELVIS III 搭建和测试电路进行进一步探索，以验证电压、电流和电阻之间的关系。

基尔霍夫电压定律

在本实验中，学生将学习如何运用基尔霍夫电压定律 (KVL) 来验证电路中的电压降和电源电压。基尔霍夫电压定律指出，任何闭合电路中的电压总和等于零。该定律用于确定闭合电路中的未知电压降，也可以与欧姆定律结合使用，确定未知电流或电阻。学生将使用 Multisim 仿真包含多个电阻器的电路，演示基尔霍夫电压定律，然后使用 NI ELVIS III 搭建真实电路，进一步验证此概念。

基尔霍夫电流定律

在本实验中，学生将学习基尔霍夫电流定律 (KCL)。基尔霍夫电流定律指出，流入电路中任何节点的电流总和等于流出该节点的电流总和。基尔霍夫电路定律是一项基本定律，用于分析并联电路，并且通常与欧姆定律和基尔霍夫电压定律结合使用，对电路中的未知值进行求解。在本实验中，学生将运用基尔霍夫电流定律计算未知值，然后使用 NI ELVIS III 搭建真实电路来验证这些值。

戴维宁等效电路与诺顿等效电路

在本实验中，学生将学习戴维等效电路与诺顿等效电路。等效电路是复杂电路的简化版本，与复杂电路产生的值相同，因此可用于简化这些电路的计算。对于戴维宁等效电路和诺顿等效电路，学生将通过计算和在 NI ELVIS III 上搭建电路，验证等效电路的基本定理。

晶体管放大器

在本实验中，学生将研究如何使用晶体管创建放大器，并认识晶体管放大器的重要特性和应用。本实验分为两节，学生将在每节中分别研究不同晶体管放大器配置的行为。在第1节中，学生将测量并计算共射放大器的电压增益，然后对仿真和实现的结果进行比较。在第2节中，学生将仿真发射极跟随器放大器，并研究如何使用电阻值控制它的电流增益。

串联和并联电容器

在本实验中，学生将学习电容器。电容器是一种以电场形式储存能量的器件。电容器是常见的电路元件，广泛应用于串联电路和并联电路。学生将先学习计算各种配置的电容。然后再使用 NI ELVIS III 搭建电路并观察电容器的工作情况。最后计算更高级配置的电容值，以检验所学到的知识。

RC 电路

在本实验中，学生将学习电阻-电容 (RC) 电路。在这些电路中，电阻器与电容器串联放置，用于控制电容器的充放电速率。同电容器本身一样，RC 电路在实际电路中的应用也非常广泛。学生将对给定的 RC 电路进行计算，然后使用 NI ELVIS III 搭建、修改和测量电路。学生还将用到两种仪器：函数发生器和示波器。

RLC 电路

在本实验中，学生将学习 RLC 电路。这些电路由电阻器 (R)、电感器 (L) 和电容器 (C) 串联、并联或混联组成。RLC 电路属于振荡器电路，这意味着它们会产生周期性的振荡电子信号。每个 RLC 电路都有自己的谐振频率，即电路表现出独特行为的输入频率。在本实验中，学生将计算给定 RLC 电路的谐振频率。然后再使用 NI ELVIS III 搭建电路，以观察其行为并使用波德分析仪验证其谐振频率。

变压器和匝数关系

在本实验中，学生将学习变压器的相关知识。变压器是利用电磁感应原理来增加和减少交流信号电压的器件。该元件可用于管理电力传输的调度并为每种用电场景分配合适的电压。变压器的输出由其两个线圈的匝数比确定，也称为匝数关系。学生将通过两种不同的仿真，了解变压器的匝数关系对电压和电流的影响，并研究变压器的功率效率。

项目 - FM 无线电调谐器

在本项目中，学生将运用所学的电路知识来了解真实的无线电元件。所有无线电接收机都包括一个调谐电路，通过调谐来接收特定的广播频率信号。许多简单的无源无线电使用 LC 或 RLC 电路作为调谐器，这也是本实验所要学习的内容。本实验要求学生使用 Multisim Live 设计一个 RLC 调谐电路，以接收指定的 FM 信号频率，并对该电路进行测试。

Requirements

NI ELVIS III

Engineering laboratory solution for project-based learning that combines instrumentation and embedded design with a web-driven experience, delivering a greater understanding of engineering fundamentals and system design. Learn more

TI Analog Parts Kit for NI ELVIS III

A set of components for circuits and electronics education provided by Texas Instruments which includes all components and building blocks of any introductory electronics laboratories. Learn more

Multisim Live

Multisim Live is an online, touch-optimized component of Multisim, so students can design and simulate their circuits anywhere, anytime, on any device. Learn more

DETAILED REQUIREMENTS

Required Software

Download Academic Software, Learn About Software Licensing

Measurements Live - Install Instructions, Access
Multisim Live - Access

Required Hardware

Purchase Engineering Education Products

NI ELVIS III - View User Manual and Specifications
NI ELVIS III Default Prototyping Board
NI ELVIS III Cables and Accessories Kit
TI Analog Parts Kit

Resources

INSTRUCTOR RESOURCES

Instructor resources are available. Get access

TRANSLATED RESOURCES

Lab Manual - Spanish