ELEC2100(電氣和電子工程基礎)課程預習旨在培養對電氣和電子電路的基本概念和構建模塊的了解。這是電路理論的基礎單元。電路理論是電氣工程師的基本工具。本單元中學習的概念將在以后的幾年中在電子、儀器、電機、電力系統、通信系統和信號處理等領域的許多學習單元中得到大量使用。

一、預習成果

完成本單元后，您應該能夠：

LO1 .綜合來自不同來源的信息，就實驗室和教學工作得出清晰而有意義的結論。

LO2 .清楚地解釋實驗室實驗和實驗室測試中電路的工作原理。

LO3 . 在團隊中建設性地工作，利用團隊成員的不同技能和才能進行實驗室實驗。

LO4 .分析電氣和電子電路的性能，包括識別工程局限性的能力。

LO5 .使用電子實驗室設備進行電氣測量并進行解釋。

LO6 .使用明確定義的系統方法分析和設計簡單電路來解決特定問題。

LO7 . 展示對電感器、電阻器和電容器工作原理的基本理解。

二、課程預習重點

1. 電路基礎

電路基礎是電氣和電子工程的核心內容之一。學習電路基礎時，首先需要理解基本電路元件的特性和基本電路定律，例如歐姆定律、基爾霍夫定律等。掌握這些定律和原理是理解和分析復雜電路的基礎。此外，對于常見的電路元件如電阻、電容和電感，需要了解它們的基本特性、符號表示和在電路中的作用。

在預習階段，可以通過解題和實驗來加深對電路基礎的理解。例如，通過簡單的串并聯電路分析問題，理解電流、電壓和功率的關系。掌握電路的基礎知識不僅有助于后續更復雜電路的分析，也為理解電子器件和系統打下堅實的基礎。

2. 信號與系統

信號與系統是電子工程中的另一個重要領域，涉及信號的表示、傳輸、處理以及系統對信號的響應等內容。在預習階段，可以關注以下幾個關鍵點：

首先是信號的分類與表示：了解連續信號和離散信號的特點及其數學表示方法，包括周期信號、非周期信號等。其次是信號的基本操作，如加法、乘法、卷積等，這些操作是分析系統響應的基礎。

其次是系統的概念與分類：了解線性系統與非線性系統的區別，以及時不變系統與時變系統的特性。掌握系統的傳遞函數表示、頻域和時域分析方法，能夠幫助理解系統對信號的影響及其在工程應用中的重要性。

3. 電子器件與電路分析工具

在電氣和電子工程的學習中，熟悉常見的電子器件及其特性是必要的。預習階段可以重點關注以下內容：

首先是常見的半導體器件，如二極管、場效應管(FET)、晶體管等，了解它們的工作原理、特性曲線和典型應用場景。其次是運放和比較器等集成電路，掌握它們的基本工作原理及應用。

另外，熟悉電路分析工具如SPICE軟件在電路設計和分析中的應用是非常重要的。掌握SPICE的基本操作，能夠進行簡單電路的仿真分析，有助于理論與實際應用的結合。

4. 數字電子技術基礎

隨著數字化程度的提高，數字電子技術在電氣和電子工程中的應用越來越廣泛。預習階段可以重點學習以下內容：

首先是數字電路的基本概念與原理，包括布爾代數、邏輯門、組合邏輯電路和時序邏輯電路等。理解數字信號與模擬信號的區別及其在電子系統中的轉換與處理方式。

其次是數字系統的設計方法與流程，了解如何利用現代集成電路和FPGA等器件設計數字系統，以及常見的數字系統設計工具和方法。

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