電路分析

前言

　　本書是為適應21世紀高等學校電工電子系列課程教學內容和課程體系改革的需要而編寫的，教材內容符合教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導委員會制定的電路分析基礎教學基本要求，并充分反映了浙江大學“電路原理”課程近5年來持續(xù)改革的成果。全書內容包括：電路元件與電路定律、電路分析的基本方法、電路分析的基本定理、含運算放大器的電阻電路、一階和二階電路的瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、諧振電路與頻率響應、互感電路、三相交流電路、非正弦周期信號激勵下電路的穩(wěn)態(tài)分析、二端口網絡以及非線性電路。電路分析是面向電子信息類工科學生的第一門學科基礎課程，具有嚴密的邏輯性、系統(tǒng)性和理論性，為了立足于工程教育，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S能力以及分析問題和解決問題的能力，在承接前置與后續(xù)課程相關知識和能力的基礎上，經多年教學改革實踐，精選內容、突出重點，在教材體系、教學內容和教學方法上形成了如下特點：1）采用先直流電路分析，再動態(tài)電路分析，然后歸結于正弦交流電路分析的結構體系．分散難點，循序漸進，教師易于施教，學生易于接受。相關應用數(shù)學工具歸入附錄闡述，便于查閱。2）本書以理論聯(lián)系實際為指導思想，將電路分析理論課程與其實驗課程的教學內容緊密結合，交相呼應，構建了理論與實踐教學良性互動的新體系。3）基于工程教育整體教學系統(tǒng)的優(yōu)化設計，本書注重相關課程知識點間的銜接與深化，模擬電子電路、信號與系統(tǒng)等課程中的基礎知識和相關內容均有涉及，為學生順暢學習后續(xù)專業(yè)基礎課程奠定堅實基礎，進而有助于完善教學效果。4）力求聯(lián)系應用實際，在每章之末，展述了與本章知識點密切相關的應用示例，既可激發(fā)學生的學習興趣，又可拓展學生自主研究學習的空間。

內容概要

本書主要內容包括：電路元件與電路定律、電路分析的基本方法、電路分析的基本定理、含運算放大器的電阻電路、一階和二階電路的瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、諧振電路與頻率響應、互感電路、三相交流電路、非正弦周期信號激勵下電路的穩(wěn)態(tài)分析、二端口網絡以及非線性電路。附錄中介紹了一階和二階線性常微分方程的求解、拉普拉斯變換、正弦量和復數(shù)以及動態(tài)電路時域分析的數(shù)值解法等相關數(shù)學工具，便于讀者查閱。    教材內容符合教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導委員會制定的電路分析基礎教學基本要求。本書適合高等學校電子信息類專業(yè)師生使用。也可共相關科技人員參考。

書籍目錄

前言第一章　電路元件與電路定律  第一節(jié)　實際電路與電路模型  第二節(jié)　電路元件  第三節(jié)　電流、電壓的參考方向  第四節(jié)　基爾霍夫定律  第五節(jié)　無源網絡的等效變換  第六節(jié)　實際電壓源與電流源模型及其等效轉換  習題  第二章　  電路分析的基本方法  第一節(jié)　剛絡圖論的基本概念  第二節(jié)　支路電流法  第三節(jié)　回路電流法  第四節(jié)　網孔電流法  第五節(jié)　節(jié)點電壓法      第六節(jié)　應用示例      習題第三章　  電路分析的基本定理　第一節(jié)　疊加定理　第二節(jié)　替代定理　第二節(jié)　戴維南定理和諾頓定理　第四節(jié)　特勒根定理　第五節(jié)　互易定理　第六節(jié)　應用示例　習題第四章　含運算放大器的電阻電路  第一節(jié)　運算放大器電路模型  第二節(jié)　含運算放大器的電路分析  第三節(jié)　應用示例  習題第五章　階電路的瞬態(tài)分析  第一節(jié)　概述  第二節(jié)　換路定則和初始條件  第三節(jié)　階電路的零輸入響廊  第四節(jié)　階電路的零狀態(tài)響應  第五節(jié)　階電路的全響應和三要素法  第六節(jié)　階電路的階躍響應  第七節(jié)　階電路的沖激響應  第八節(jié)　階奇異電路  第九節(jié)　任意波形激勵下的響應卷積  第十節(jié)　應用示例  習題第六章　二階電路的瞬態(tài)分析  第節(jié)　概述  第二節(jié)　二階電路的零輸入響應  第三節(jié)　二階電路的零狀態(tài)響應和全響應  第四節(jié)　應用示例  習題第七章　正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析  第一節(jié)　概述  第二節(jié)　正弦信號  第三節(jié)　周期性電量的有效值  第四節(jié)　正弦量的相量表示  第五節(jié)　正弦交流電路中的電阻、電感和電容元件  第六節(jié)　基爾霍夫定理的相量形式  第七節(jié)　正弦交流電路的阻抗、導納及其等效轉換  第八節(jié)　復雜正弦交流電路的計算  第九節(jié)　正弦交流電路的功率計算  第十節(jié)　應用示例  習題第八章　諧振電路與頻率響應  第一節(jié)　串聯(lián)諧振電路  第二節(jié)　并聯(lián)諧振電路  第三節(jié)　電路的頻率特性分析  第四節(jié)　開關電容電路簡介  第五節(jié)　應用示例  習題第九章　互感電路  第一節(jié)　互感現(xiàn)象和互感電壓  第二節(jié)　含互感耦合電路的分析  第三節(jié)　變壓器  第四節(jié)　應用示例  習題第十章　三相交流電路  第節(jié)　對稱三相交流電路  第二節(jié)　不對稱三相交流電路  第三節(jié)　三相電路的功率及測量方法  第四節(jié)　應用示例  習題第十章　非正弦周期信號激勵下電路的穩(wěn)態(tài)分析  第節(jié)　非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)分解  第二節(jié)　非正弦周期信號的有效值和平均功率  第三節(jié)　非上弦周期信號激勵下電路的穩(wěn)態(tài)計算  第四節(jié)　非周期信號的傅里葉變換  第五節(jié)　應用示例  習題第十二章　二端口網絡　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　二端口網絡的參數(shù)和方程　第三節(jié)　二端口網絡的等效電路　第四節(jié)　二端口網絡的連接　第五節(jié)　回轉器與負阻抗變換器　第六節(jié)　應用示例　習題第十三章　非線性電路  第一節(jié)　概述  第二節(jié)　非線性電阻、電感和電容  第三節(jié)　應用于非線性直流電路的圖解法  第四節(jié)　小信號分析法  第五節(jié)　應用示例  習題附錄  附錄A　階和階線性常微分方程的求解  附錄B　拉普拉斯變換  附錄c　正弦量和復數(shù)  附錄D　動態(tài)電路時域分析的數(shù)值解法習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章電路元件與電路定律第一節(jié)實際電路與電路模型電路分析課程歸屬電路理論及應用學科，通過研究電路內在的變化規(guī)律，培養(yǎng)電類專業(yè)本科生分析實際電路的綜合能力，是一門重要的技術基礎課程。盡管實際電路種類繁多，但大致可分為進行電能的傳輸分配或電信號的傳輸處理兩大類，例如，龐大的電力系統(tǒng)把發(fā)電廠產生的電能傳輸和分配到各用電單元，而電子通信系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和計算機信息系統(tǒng)等則以相關的電壓、電流作為載體進行信號傳輸處理。有些電路很復雜，如超高壓電力網絡、大規(guī)模集成電路以及生物的神經網絡等；有些電路很簡單，如僅由電池、燈泡和導電的電筒外殼構成的手電筒。雖然實際電路的結構繁簡程度不同、形態(tài)各異、功能各異，但都遵循同樣的電路定律。為了便于對實際的電路進行分析研究，首先需要根據(jù)實際電路中的各個部件主要的物理性質，建立它們的物理模型，這些基本物理模型就被稱為理想電路元件，簡稱電路元件。實際電路可以通過若干理想電路元件的組合來表示。由電路元件構成的電路，即是實際電路的電路模型，是在一定精確度范圍內對實際電路的一種近似描述。電路元件能夠表征實際電路中的電磁性質，例如，電阻元件表征實際電路中消耗電能的性質；電感元件表征實際電路中產生磁場、儲存磁能的性質；電容元件表征實際電路中產生電場、儲存電能的性質；電源元件反映實際電路中將其他形式的能量（如化學能、機械能、熱能和光能等）轉化為電能的性質。

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