🧠 先修:物理、微積分、線性代數、微分方程
📘 教材:Circuits: Engineering Concepts & Analysis of Linear Electric Circuits(Carlson, 2024)
0) 課程地圖(放置頂首圖最清楚)🗺️
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐│ Circuit Theory 課程地圖(DC → 暫態 → AC → OP) │└─────────────────────────────────────────────────────────────┘[DC 基礎與方法] [暫態(微分方程)] [AC 穩態(相量)] [OP 應用]KCL/KVL → Nodal/Mesh → RC/RL 一階 → 二階系統 → Phasor/Impedance → Ideal OP →疊加/源轉換 → Th/Norton → RLC 串/並聯 → 共振/Q/帶寬 Power/PF → 頻率響應 Summing/Integrator/Filter最大功率傳輸 (自然/強迫/初始條件) (傳遞函數/Bode 直覺) (把電路方法落到OP)
1) 這門課到底在練什麼(必要說明)🎯
你要養成三種「解題模式」切換能力:- DC(代數):用 KCL/KVL、Nodal/Mesh、等效化簡解電壓電流
- 暫態(微分方程):RC/RL/RLC 的自然/強迫響應,抓初始條件與時間常數
- AC 穩態(相量):把 sin 波用阻抗 Z 解,算功率、共振、頻率響應
最後把這些能力用在 運算放大器:用理想假設快速得到增益與濾波器行為。
2) 高分必過解題 SOP(每題照做)🧾✅
- 畫乾淨電路:標極性、方向、元件值、節點名稱
- 先判斷題型:DC / 暫態 / AC(相量)/ OP
- 選法:Nodal/Mesh?還是 Th/Norton?暫態要不要等效成一階/二階?
- 列方程:只列必要方程(避免多餘未知數)
- 算完必檢查:
- 單位(V/A/Ω/W)
- 功率守恆(輸入功率≈消耗+儲能變化)
- 極限情況(R→∞、C→0、ω→0/∞)
- 整理成模板:同類題只要換數字就能秒解
3) 必背清單(考前速讀)🧠⚡
- KCL/KVL、分壓分流、受控源處理
- Nodal/Mesh 寫法(含 supernode/supermesh)
- 疊加、源轉換、Th/Norton、最大功率傳輸
- 一階:連續量(C 的 v、L 的 i)、時間常數 τ
- 二階:ω₀、ζ(阻尼比)、欠/臨界/過阻尼
- RLC 共振、Q、帶寬
- 相量:Z_R=R、Z_L=jωL、Z_C=1/(jωC)、功率 P/Q/S、PF
- OP:虛短/虛地、反相/同相、加法/積分、主動濾波基本形
4) 常見雷點(最常扣分)⚠️
- 受控源在疊加法中 不能關掉
- 暫態初始條件沒處理好(C 的電壓、L 的電流是連續量)
- AC 題忘了用 相量/阻抗(還在用時域 KCL 會繞很久)
- OP 題把理想假設用錯(輸出飽和、輸入共模範圍等未注意)
5) Week 1–16 每週學習大綱(高分版本)📅🗺️
Week 1|02/27 基本電路與解題流程 🧭
- 物理量與符號規則、功率與被動符號
- KCL/KVL、等效電阻、分壓/分流
- 解題 SOP 與 sanity check
Week 2|03/06 節點/迴路分析(Nodal/Mesh)🧩
- Nodal(含 supernode)、Mesh(含 supermesh)
- 受控源(dependent source)處理
- 題型模板:列方程一次寫對
Week 3|03/13 定理 I:線性、疊加、源轉換 🔁
- 線性判斷、疊加定理
- 電壓源↔電流源轉換
- 常見錯誤:受控源不可關
Week 4|03/20 定理 II:Th/Norton、最大功率傳輸 🎯
- Thevenin/Norton 等效
- 最大功率條件與物理意義
- 複雜網路化簡策略
Week 5|03/27 一階暫態 I:RC 電路 ⏳
- i–v、初始條件、時間常數 τ
- 階躍響應、自然/強迫解
- 波形直覺:充放電曲線
Week 6|04/03 一階暫態 II:RL 電路 ⏳
- L 的 i–v、能量 ½Li²
- 開關切換前後連續量
- 題型模板:先找初始,再寫解型
Week 7|04/10 一階暫態統整+題型庫 ✅
- 一階微分方程通用解型
- RC vs RL 對照:連續量、τ、能量
- 常見考點:等效電阻「電容看到什麼」
Week 8|04/17 二階系統入門:高階線性電路 I 🧠
- 二階微分方程、特徵方程
- 欠/臨界/過阻尼判斷
- 參數對波形(超越量、振盪)的影響
Week 9|04/24 線性 RLC I:串聯 RLC 暫態與共振 🎛️
- ω₀、ζ、Q 的物理意義
- 串聯 RLC 自然/強迫響應
- 共振:能量交換、峰值與帶寬
Week 10|05/01 線性 RLC II:並聯 RLC 與頻率特性 📉
- 並聯 RLC 與串聯對照
- 頻率響應、bandwidth、選頻直覺
- 題型:找共振頻率、Q、帶寬
Week 11|05/08 相量法 I:交流穩態與阻抗 🌀
- sin 穩態→相量、阻抗 Z
- 串並聯等效、AC 下的 nodal/mesh
- 功率 P/Q/S、功率因數 PF
Week 12|05/15 相量法 II:頻率響應與工程近似 📈
- 傳遞函數概念、幅相特性
- 低頻/高頻近似、Bode 直覺(不用死背圖)
- 連結濾波器(低通/高通/帶通)
Week 13|05/22 運算放大器入門:理想 OP 與閉迴路 🔧
- 虛短/虛地、閉迴路增益
- 反相/同相、跟隨器
- 現實限制:飽和、輸入/輸出範圍(概念先有)
Week 14|05/29 OP 應用:加法器、積分/微分、主動濾波 🧰
- Summing amplifier
- Integrator/Differentiator(穩定與飽和注意)
- 一階主動濾波器設計
Week 15|06/05 全課統整+考前模板總複習 ✅
- DC / 暫態 / AC 模式切換練習
- 受控源、初始條件、相量功率、OP 模板
- 易錯點清單(考前必翻)
Week 16|06/12 期末整合(或期末考週)🏁
- 綜合題:DC+暫態+AC 或 OP 濾波整合
- 檢查清單:單位、功率守恆、極限情況

















