電路分析基礎(chǔ)

前言

　　自1999年起，專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃運(yùn)行6年之后于2004年各院校根據(jù)教育新形勢(shì)，吸取6年運(yùn)行之中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，先后修訂了各專(zhuān)業(yè)的新教學(xué)計(jì)劃。教育部課指委也于2004年煙臺(tái)會(huì)議上修訂了“電路分析基礎(chǔ)”課程基本要求。第一版教材在有關(guān)高等院校作教材試用了5屆學(xué)生，各院校的老師和同學(xué)們對(duì)教材中好的方面作了充分肯定，對(duì)不足之處也反饋了一些中肯的修編意見(jiàn)。電子科技在飛速發(fā)展，作為工科高等院校培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)能盡快適應(yīng)形勢(shì)需求。作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容，經(jīng)典內(nèi)容選擇性的取舍，新理論、新技術(shù)、新的分析方法又如何增加在新教材中，加進(jìn)多少？講授的深淺度？這的確是很難把握的事情。不過(guò)，這一工作必須做探索。我們?cè)趪?guó)家電工電子基地建設(shè)中，對(duì)電路分析基礎(chǔ)課程進(jìn)行了多種形式的改革試點(diǎn)，也取得了許多有益的經(jīng)驗(yàn)及一些值得吸取的教訓(xùn)。　　鑒于上述的背景與理由，我們形成以下修編思路：　?。?）精選課程經(jīng)典內(nèi)容。一些經(jīng)幾十年甚至上百年實(shí)踐檢驗(yàn)，幾代人共識(shí)的經(jīng)典理論，作為后人我們應(yīng)充分“享受”先人給我們留下的成果，而不必什么都是刨根問(wèn)底，去追溯源頭，才肯認(rèn)定結(jié)論正確。比如，歐姆定律、基爾霍夫定律，不必要再去做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不必要再去從自由電子運(yùn)動(dòng)碰撞原子、離子受阻礙，解釋歐姆定律，不必要再?gòu)碾姾墒睾恪⒛芰渴睾憬忉尰鶢柣舴螂娏鞫?、電壓定律。而是明確先人給我們的結(jié)論是什么？如何用？應(yīng)用中需注意些什么？新教材中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是這些方面?！　。?）加強(qiáng)思考引申的問(wèn)題，刪去原版書(shū)中類(lèi)型與習(xí)題有重復(fù)的練習(xí)題。正文的講解不可能面面俱到，但對(duì)一個(gè)問(wèn)題的深入理解，可以多角度地觀察，可以逆向思維，可以聯(lián)想，也可以“突發(fā)奇想”，提出這樣那樣的問(wèn)題，供讀者思考很有必要。在修編新版教材中，我們?cè)谶@方面做了更多的努力?！　。?）從各院校修訂的新教學(xué)計(jì)劃看，都新增開(kāi)了一些新的課程，對(duì)原有課程的學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)行了縮減，電路分析基礎(chǔ)課程，計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)大致在60～70學(xué)時(shí)之問(wèn)。要補(bǔ)充新的理論、新的技術(shù)，有必要?jiǎng)h去一些舊的內(nèi)容。本書(shū)修改版將非線性電阻電路一章刪去。其理由是，非線性電路在后續(xù)課程模擬電子線路中是必講的內(nèi)容，工作點(diǎn)、圖解法那里講得深透，而電路分析基礎(chǔ)課程中講到一點(diǎn)點(diǎn)非線性電阻電路，與其這里講個(gè)皮毛，講得不深不透，還不如干脆不講，放在模擬電子線路中一并講授?！　。?）將業(yè)內(nèi)人士共識(shí)不太重要的理論與方法加了“*”號(hào)，各院校各專(zhuān)業(yè)視教學(xué)時(shí)數(shù)及具體要求可選講。如π－T（△－Y）等效變換、互易定理、二階動(dòng)態(tài)電路分析、三相電路等?！　。?）新增加了Matlab工具軟件應(yīng)用于電路分析一章內(nèi)容?，F(xiàn)代電路分析中Matlab工具軟件使用非常普遍，作為現(xiàn)代大學(xué)生在校打基礎(chǔ)階段，應(yīng)有這方面的基礎(chǔ)訓(xùn)練，讓學(xué)生盡早接觸先進(jìn)的工具軟件，畢業(yè)之后在遇到大型電路分析、設(shè)計(jì)時(shí)就能很快適應(yīng)，上手，而不需要再經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的上崗培訓(xùn)。在第1章增加了1.10運(yùn)算放大器概述一節(jié)，其目的有二：一是與國(guó)際上同類(lèi)教材接軌。在國(guó)外同類(lèi)教材中都講授了運(yùn)算放大器的內(nèi)容且內(nèi)容較豐富，新近出版的國(guó)內(nèi)同類(lèi)教材中也相繼增加了運(yùn)算放大器的內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　《電路分析基礎(chǔ)（第2版）》根據(jù)國(guó)家教育部修訂頒布的《高等工業(yè)學(xué)校電路分析基礎(chǔ)課程基本要求》，并充分考慮各院校新一輪修訂專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中該課程的學(xué)時(shí)數(shù)及現(xiàn)代電子科技發(fā)展的新趨勢(shì)、新潮流修編而成。其主要內(nèi)容包括：電路的基本概念與定律、電阻電路的一般分析方法、常用的電路定理、動(dòng)態(tài)電路時(shí)域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析、耦合電感與理想變壓器、電路頻率響應(yīng)、雙口網(wǎng)絡(luò)、MATLAB用于電路分析共九章?；靖拍钪v述準(zhǔn)確透徹，常用的基本分析方法講述步驟明確，舉例類(lèi)型多，結(jié)合工程實(shí)際，便于讀者仿效掌握；電路定理闡述簡(jiǎn)練，應(yīng)用范圍、條件明確，使用中應(yīng)注意的問(wèn)題歸納詳盡；經(jīng)典內(nèi)容取舍合理，新器件、新方法介紹適度；每節(jié)后配有輔助概念理解、引申問(wèn)題的思考題，每章后配有深淺度適中、題型搭配合理的習(xí)題，書(shū)末附有部分習(xí)題的參考答案，這些配置對(duì)教師施教、學(xué)生自學(xué)都是非常有益的?！　　峨娐贩治龌A(chǔ)（第2版）》可作為通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、測(cè)控技術(shù)與儀器、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的本科生的教材；對(duì)從事電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員亦有重要的參考價(jià)值。

書(shū)籍目錄

第1章 電路的基本概念與定律1.1 電路模型1.1.1 實(shí)際電路組成與功能1.1.2 電路模型思考題1.2 電路變量1.2.1 電流1.2.2 電壓1.2.3 電功率思考題1.3 電阻元件與歐姆定律1.3.1 電阻元件1.3.2 歐姆定律1.3.3 電阻元件上消耗的功率與能量思考題1.4 理想電源1.4.1 理想電壓源1.4.2 理想電流源思考題1.5 基爾霍夫定律1.5.1 基爾霍夫電流定律（KCL）1.5.2 基爾霍夫電壓定律（KVL）思考題1.6 電路等效1.6.1 電路等效的一般概念1.6.2 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)等效1.6.3 理想電源的串聯(lián)與并聯(lián)等效思考題1.7 實(shí)際電源的模型及其互換等效1.7.1 實(shí)際電源的模型1.7.2 電壓源、電流源模型互換等效思考題*1.8 電阻△、Y電路互換等效1.8.1 △形電路等效變換為Y形電路1.8.2 Y形電路等效變換為△形電路思考題1.9 受控源及含受控源電路的等效1.9.1 受控源1.9.2 含受控源電路的等效思考題1.10 運(yùn)算放大器概述1.10.1 理想運(yùn)放的圖形符號(hào)及電路模型1.10.2 理想運(yùn)放三種輸入方式與虛短路、虛開(kāi)路概念1.10.3 運(yùn)放的兩種典型運(yùn)算思考題習(xí)題一第2章 電阻電路的一般分析方法2.1 拓?fù)鋱D與電路方程2.1.1 網(wǎng)絡(luò)（電路）的拓?fù)鋱D2.1.2 回路、割集、樹(shù)2.1.3 KCL和KVL的獨(dú)立方程思考題2.2 2b法和b法2.2.1 2b法2.2.2 b法思考題2.3 回路法與網(wǎng)孔法2.3.1 回路法2.3.2 網(wǎng)孔法思考題2.4 割集法與節(jié)點(diǎn)法2.4.1 割集法2.4.2 節(jié)點(diǎn)法思考題習(xí)題二第3章 常用的電路定理3.1 疊加定理和齊次定理3.1.1 疊加定理3.1.2 齊次定理思考題3.2 置換定理思考題3.3 戴維南定理與諾頓定理3.3.1 戴維南定理3.3.2 諾頓定理思考題3.4 最大功率傳輸定理思考題*3.5 互易定理思考題習(xí)題三第4章 動(dòng)態(tài)電路時(shí)域分析4.1 動(dòng)態(tài)電路元件4.1.1 電感元件4.1.2 電容元件4.1.3 電感、電容的串聯(lián)和并聯(lián)思考題4.2 動(dòng)態(tài)電路的方程4.2.1 電路微分方程4.2.2 電路量初始值的計(jì)算思考題4.3 一階電路的零輸入響應(yīng)4.3.1 一階RC電路的零輸入響應(yīng)4.3.2 一階RL電路的零輸入響應(yīng)思考題4.4 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)4.4.1 一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)4.4.2 一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)思考題4.5 一階電路的全響應(yīng)4.5.1 全響應(yīng)及其分解4.5.2 三要素法思考題4.6 一階電路的階躍響應(yīng)4.6.1 階躍函數(shù)4.6.2 階躍響應(yīng)思考題*4.7 二階電路分析4.7.1 零輸入響應(yīng)4.7.2 單位階躍響應(yīng)思考題4.8 正弦激勵(lì)下一階電路的響應(yīng)思考題習(xí)題四第5章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析5.1 正弦電流與電壓5.1.1 正弦量的三要素5.1.2 相位差5.1.3 有效值思考題5.2 正弦量的相量表示5.2.1 復(fù)數(shù)及其運(yùn)算5.2.2 正弦量的相量表示思考題5.3 電路定律的相量形式5.3.1 基本元件VCR的相量形式5.3.2 KCL、KVL的相量形式思考題5.4 相量模型5.4.1 阻抗與導(dǎo)納5.4.2 正弦電源相量模型5.4.3 正弦穩(wěn)態(tài)電路相量模型5.4.4 阻抗和導(dǎo)納的串、并聯(lián)思考題5.5 相量法分析5.5.1 方程法分析5.5.2 等效法分析思考題5.6 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率5.6.1 單口電路的功率5.6.2 最大功率傳輸條件思考題*5.7 三相電路5.7.1 三相電源5.7.2 三相電路的計(jì)算思考題習(xí)題五第6章 耦合電感與理想變壓器6.1 耦合電感元件6.1.1 耦合線圈6.1.2 耦合電感的電壓、電流關(guān)系思考題6.2 耦合電感的去耦等效6.2.1 耦合電感的CCVS去耦等效6.2.2 耦合電感的T形去耦等效思考題6.3 含耦合電感電路的相量法分析6.3.1 方程法分析6.3.2 等效法分析思考題6.4 理想變壓器6.4.1 理想變壓器的條件6.4.2 理想變壓器的基本特性思考題6.5 實(shí)際變壓器6.5.1 全耦合變壓器6.5.2 空心變壓器6.5.3 鐵心變壓器思考題習(xí)題六第7章 電路頻率響應(yīng)7.1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率響應(yīng)7.1.1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)7.1.2 網(wǎng)絡(luò)頻響特性思考題7.2 常用RC一階電路的頻率特性7.2.1 RC一階低通電路的頻率特性7.2.2 RC一階高通電路的頻率特性思考題7.3 常用rLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性7.3.1 串聯(lián)諧振7.3.2 頻率特性7.3.3 通頻帶思考題7.4 實(shí)用rLC并聯(lián)諧振電路的頻率特性7.4.1 并聯(lián)諧振7.4.2 頻率特性7.4.3 通頻帶思考題習(xí)題七第8章 雙口網(wǎng)絡(luò)8.1 n端網(wǎng)絡(luò)與n口網(wǎng)絡(luò)思考題8.2 雙口網(wǎng)絡(luò)的方程與參數(shù)8.2.1 Z方程與z參數(shù)8.2.2 Y方程與y參數(shù)8.2.3 A方程與a參數(shù)8.2.4 H方程與h參數(shù)思考題8.3 雙口網(wǎng)絡(luò)的連接8.3.1 串聯(lián)8.3.2 并聯(lián)8.3.3 級(jí)聯(lián)8.3.4 雙口網(wǎng)絡(luò)連接有效性檢驗(yàn)思考題8.4 雙口網(wǎng)絡(luò)的等效8.4.1 雙口網(wǎng)絡(luò)的z參數(shù)等效電路8.4.2 雙口網(wǎng)絡(luò)的y參數(shù)等效電路思考題8.5 雙口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與特性阻抗8.5.1 策動(dòng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)8.5.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)函數(shù)8.5.3 特性阻抗思考題習(xí)題八第9章 MATLAB用于電路分析9.1 MATLAB基礎(chǔ)9.1.1 概述9.1.2 MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn)9.1.3 MATLAB工作環(huán)境簡(jiǎn)介9.1.4 學(xué)習(xí)MATLAB的基本方法9.2 電阻電路計(jì)算9.2.1 一般分析方法計(jì)算9.2.2 常用電路定理計(jì)算9.3 一階動(dòng)態(tài)電路時(shí)域計(jì)算9.4 正弦穩(wěn)態(tài)電路計(jì)算9.4.1 相量圖計(jì)算9.4.2 應(yīng)用戴維南定理計(jì)算9.4.3 功率計(jì)算9.4.4 計(jì)算參數(shù)9.5 電路頻率響應(yīng)的計(jì)算9.6 二端口電路計(jì)算習(xí)題九部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　電路的基本概念與定律　　學(xué)習(xí)“電路分析基礎(chǔ)”課程主要是掌握電路的基本規(guī)律和基本分析方法。本章從建立電路模型、認(rèn)識(shí)電路變量等最基本的問(wèn)題出發(fā)，重點(diǎn)討論理想電源、歐姆定律、基爾霍夫定律、電路等效等重要概念。本章未對(duì)受控源及運(yùn)算放大器新器件作適度介紹?！　?.1　電路模型　　“模型”是現(xiàn)代各個(gè)自然學(xué)科、社會(huì)學(xué)科分析研究問(wèn)題中普遍使用的重要概念。例如，沒(méi)有寬窄厚薄的“直線”是數(shù)學(xué)學(xué)科研究中的一種模型；不占空問(wèn)尺寸卻有一定質(zhì)量的“質(zhì)點(diǎn)”是物理學(xué)科研究中的一種模型。人們?cè)诜治?、設(shè)計(jì)某一實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，幾乎都采用模型化的方法，即先建立能反映該系統(tǒng)基本特性的模型，使問(wèn)題得到合理簡(jiǎn)化，然后對(duì)該模型進(jìn)行定量分析，以求得該系統(tǒng)的某些分析研究結(jié)果。研究電路問(wèn)題也是如此，首先要建立電路模型，然后進(jìn)行定量分析。　　1.1.1　實(shí)際電路組成與功能　　在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究，以及日常生活中，使用著各種各樣的電氣設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、雷達(dá)導(dǎo)航設(shè)備、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等，廣義上說(shuō)，這些電氣設(shè)備都是實(shí)際中的電路。

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