電路分析與基礎(chǔ)教程

前言

　　因為電容易變換、傳輸、控制，“電”已經(jīng)成為一種優(yōu)越的能量形式和信息載體。關(guān)于電的各種理論和技術(shù)使人類文明飛速發(fā)展，特別是20世紀后半葉，電技術(shù)在各個領(lǐng)域取得了驚人的進展，各種新型電子元器件層出不窮，尤其是電子計算機的不斷完善和廣泛使用，推動著一場又一場的科技革命。無疑，在當今高新技術(shù)的各個領(lǐng)域里，有關(guān)電的理論和技術(shù)構(gòu)成當之無愧的中堅。　　電路是由電路元件連接而成的電流通路。電路也常被稱為網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)。電的技術(shù)應(yīng)用越廣泛，電路也就越復(fù)雜。電路的物理尺寸相差巨大，橫亙千里的電力網(wǎng)是一個大電路，而嵌刻在幾平方毫米硅片上的集成芯片也是一個規(guī)模巨大的電路。電路的復(fù)雜程度不能以物理尺寸而論，就電路網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度而言，精巧的集成芯片往往遠超過物理尺寸龐大的電力網(wǎng)。　　由于電技術(shù)的廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展，使得電路變得越來越復(fù)雜，由此催生了電路理論這門學科。電路理論主要用來分析電路中各部分電壓與電流的關(guān)系。構(gòu)成經(jīng)典電路理論的基石主要有三部分：基爾霍夫定律、線性疊加原理、歐姆定律。當然，隨著現(xiàn)代科技的深化，電路理論也在自我更新，引入了不少自動控制理論、網(wǎng)絡(luò)圖論、信號與系統(tǒng)等相關(guān)學科的研究成果，但電路理論最核心、最基本、最經(jīng)典的部分沒有變化?！　‰娐防碚撌茄芯侩娐菲毡橐?guī)律的一門科學。其首要工作是建立電路模型，就是把實際電路的本質(zhì)特征抽象出來，形成理想化電路。電路理論對實際電路進行了不少理想化處理。例如，假設(shè)連接導(dǎo)線沒有電阻；開關(guān)是理想的；電路元件的特性單一，每個電路元件只存在一種特性；電流不存在“泄漏”或“存留”現(xiàn)象；電路元件存在所謂“線性”；電路元件的工作參數(shù)“時不變”；所研究的電路是“集總參數(shù)電路”（所謂集總參數(shù)電路是指相對其傳輸電信號的電磁波波長而言“尺寸短小，結(jié)構(gòu)緊湊”）等。　　《電路分析基礎(chǔ)教程》，顧名思義是一本電路理論的入門教材，服務(wù)對象是普通高等院校、尤其是培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的工科院校。本教材可作為電類專業(yè)重要專業(yè)基礎(chǔ)課“電路原理”教學之用。通過對本教材的學習，可使學生掌握電路的基本理論、分析方法和實驗技能。對于電類專業(yè)，電路理論是學生專業(yè)發(fā)展的看家本領(lǐng)，其中許多概念看似簡單，真正透徹理解很難，熟練掌握基本的電路分析方法也必須下苦功。

內(nèi)容概要

　　《電路分析基礎(chǔ)教程》是針對普通高等院校培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的需求，組織不僅具有深厚的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且具有豐富的一線教學經(jīng)驗的教師隊伍編寫的。《電路分析與基礎(chǔ)教程》的特點是：包含了電路理論的全部基本內(nèi)容，并結(jié)合后續(xù)課程和教學改革，整合或簡化了部分教學內(nèi)容；基礎(chǔ)理論部分的章節(jié)（如電路模型與電路基本定理）在講明基本概念的同時，強調(diào)理論的系統(tǒng)性和理論的應(yīng)用意義；其他章節(jié)或者按照思想方法編寫（如電路的等效變換一章突出“等效”的思想方法、二端口網(wǎng)絡(luò)分析一章突出“模塊化”的思想方法），或者按照解決的工程問題編寫（如正弦穩(wěn)態(tài)電路和電路的暫態(tài)分析分屬不同的工程問題），突出學習的目的性和針對性?！峨娐贩治雠c基礎(chǔ)教程》的部分章節(jié)配備有相應(yīng)的實驗內(nèi)容，并精選了適量的練習題，力求結(jié)構(gòu)簡明精練，難度適中，實用夠用?！　　峨娐贩治雠c基礎(chǔ)教程》可作為全國普通高等院校本科電氣與信息類專業(yè)電路理論課程的教材，也可供其他不同類型院校的師生參考。

書籍目錄

緒言第1章 電路的模型與基本概念11.1 實際電路與理想電路11.2 電路的基本概念31.3 無源元件的理想模型71.4 獨立電源模型91.5 受控源模型121.6 電路的功率131.7 實驗15習題19第2章 電路基本定律232.1 基爾霍夫定律232.2 典型支路歐姆定律252.3 線性定律272.4 特勒根定理322.5 實驗34習題38第3章 電阻電路的系統(tǒng)分析方法413.1 電路的獨立方程41*3.2 支路電流法和支路電壓法443.3 回路電流法463.4 節(jié)點電壓法53習題58第4章 電路的等效變換644.1 電路的等效變換及其原則644.2 無源一端口的等效變換654.3 獨立電源的等效變換714.4 替代定理744.5 戴維南定理和諾頓定理764.6 實驗79習題82第5章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析865.1 復(fù)數(shù)865.2 正弦電壓和正弦電流的特征885.3 正弦量的相量表示法915.4 電路定律的相量形式935.5 阻抗與導(dǎo)納965.6 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析1025.7 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率1055.8 實驗11145.9 實驗2117習題121第6章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的工程應(yīng)用1256.1 RLC串聯(lián)交流電路的諧振1256.2 RLC并聯(lián)交流電路的諧振1286.3 互感現(xiàn)象1316.4 互感電路的正弦穩(wěn)態(tài)分析1356.5 非正弦周期信號的傅里葉分解1456.6 非正弦周期信號的有效值1506.7 含有非正弦周期信號電路的分析153習題156第7章 三相正弦穩(wěn)態(tài)電路分析1597.1 三相交流電源1597.2 負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路1617.3 負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路1667.4 三相電路的功率1687.5 三相電路功率的測量1717.6 實驗173習題182第8章 低階電路的暫態(tài)分析1838.1 暫態(tài)電路的基本概念1838.2 RC電路的暫態(tài)分析1868.3 一階電路暫態(tài)分析的三要素法1908.4 RL電路的暫態(tài)分析1938.5 二階電路的暫態(tài)分析1948.6 實驗198習題204第9章 一般線性電路的暫態(tài)分析——拉普拉斯變換法2079.1 一般線性電路的暫態(tài)分析2079.2 拉普拉斯變換及其意義2079.3 拉普拉斯變換的基本性質(zhì)2099.4 拉普拉斯反變換2129.5 拉普拉斯變換電路圖2159.6 應(yīng)用拉普拉斯變換進行線性電路的暫態(tài)分析218習題223第10章 二端口網(wǎng)絡(luò)分析22610.1 二端口網(wǎng)絡(luò)22610.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和方程22610.3 二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路23410.4 二端口網(wǎng)絡(luò)的連接23610.5 實驗240習題243附錄Multisim仿真軟件使用簡介244習題參考答案255參考文獻266

章節(jié)摘錄

　　【每節(jié)思考】　　1.總結(jié)如何根據(jù)電流（或電壓）的參考方向，結(jié)合計算數(shù)據(jù)的正負，判斷電流（或電壓）的實際方向。　　2.分析集成電路時，兩個端子構(gòu)成端口的條件是什么？談?wù)勀銓Α岸丝凇敝匾缘恼J識?！　?.在電路中，電壓和電流參考方向相互關(guān)聯(lián)的條件是什么？相互關(guān)聯(lián)的約定僅限于電阻、電容這類兩端電路元件嗎？　　1.3無源元件的理想模型　　在大學物理課程中，同學們已經(jīng)明確了電阻、電感、電容等參數(shù)的物理概念。其中：電阻體現(xiàn)了電路元件將電能消耗，并轉(zhuǎn)換成其他形式能量（如熱能）的特性；電感與電容則體現(xiàn)了電路元件將電能以電磁場的形式存儲交換的性質(zhì)。實際電路元件往往兼有電阻、電感、電容的特性。本節(jié)將這些特性分別考慮，形成三個理想的電路元件模型：電阻器、電容器、電感器，以下簡稱為電阻、電容、電感。由于這三個電路元件共同的特點是不能為電路提供能量，故統(tǒng)稱“無源”元件。　　1.3.1電阻　　電路中，只有電阻可將電能消耗，并且不可逆轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。在生活中，電暖器與白熾燈都是電阻的實例，它們的主要作用是將電能轉(zhuǎn)換成熱能或光能?！　±硐腚娮璧膱D形符號如圖1.13a所示，有如下基本性質(zhì)。

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