電路分析基礎(chǔ)

前言

　　電路分析課程是電氣信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，可使讀者掌握電路的基本理論、基本分析方法和進(jìn)行電路實(shí)驗、仿真的初步技能，并為后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的電路理論知識和分析方法。　　當(dāng)前，電氣、電子信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電氣信息類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)、課程體系的改革、課程內(nèi)容的更新提出了更高的要求。在高等院校加強(qiáng)通識教育、素質(zhì)教育的大背景下，我們在構(gòu)建適合于電氣信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系過程中，結(jié)合電路分析課程的改革實(shí)踐，編寫了本教材?！　”窘滩膬?nèi)容符合教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會2004年頒布的《電路分析基礎(chǔ)》的教學(xué)基本要求。在編寫過程中，我們特別考慮了以下問題：　　(1)強(qiáng)調(diào)電路分析方法的理論性和應(yīng)用性的結(jié)合。電路是一門理論性和工程性都非常強(qiáng)的學(xué)科，而電路分析課程又是電氣信息類各專業(yè)開設(shè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。我們力求在內(nèi)容敘述上既要講清楚電路分析的方法，又要說清楚該方法的理論基礎(chǔ)。對一些較難、不宜在課堂上講授，但對讀者深入理解和掌握電路分析方法有幫助的內(nèi)容，我們將之歸人附錄B～G，供讀者參考。

內(nèi)容概要

　　《電路分析基礎(chǔ)》圍繞電路分析方法，全面介紹了電路分析的基本概念、基本原理和基本方法，主要內(nèi)容為：電路的基本概念及基爾霍夫定律、電路元件及電路基本類型、電路的基本分析方法、電路的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?、電路基本定理、一階電路、二階電路、相量及相量分析法、三相電路、功率和能量。書后附有部分習(xí)題答案。全書配有豐富的例題、思考與練習(xí)題、習(xí)題?！峨娐贩治龌A(chǔ)》選用通用數(shù)學(xué)分析軟件MATI，AB作為電路分析的輔助工具，教材中配有各種電路分析程序。附錄A包含MATLAB語言簡介，附錄B～G對電路分析中的一些疑難問題進(jìn)行了分析。《電路分析基礎(chǔ)》可作為高等學(xué)校電氣信息類各專業(yè)“電路分析基礎(chǔ)”和“電路”課程教材使用，也可作為科技人員的參考書。

作者簡介

　　陳洪亮，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院教授，國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地主任，國家級電工電子實(shí)驗教學(xué)示范中心主任。國家級精品課程“基本電路理論”創(chuàng)建負(fù)責(zé)人，上海市精品課程”電工學(xué)實(shí)驗”創(chuàng)建負(fù)責(zé)人；曾任教育部電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會委員（2001-2005），教育部國家工科基礎(chǔ)課程教學(xué)基地驗收評估專家，教育部國家精品課程評審專家。長期從事電路理論的教學(xué)與科研工作，主編、參編近10部教材；獲全國優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎一次（2005），上海市教學(xué)成果一等獎兩次（2005、2001）。　　田社平，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院副教授。曾獲上海交通大學(xué)優(yōu)秀教師獎；已發(fā)表學(xué)術(shù)、教改論文110余篇。

書籍目錄

第1章 電路的基本概念及基爾霍夫定律1.1 電路 電路圖 集中參數(shù)元件 集中參數(shù)電路1.1.1 實(shí)際電路與電路模型1.1.2 集中參數(shù)元件和集中參數(shù)電路1.2 電路變量及其參考方向1.2.1 電流、電壓及其參考方向1.2.2 功率與能量1.3 基爾霍夫定律1.3.1 基爾霍夫電流定律1.3.2 基爾霍夫電壓定律習(xí)題第2章 電路元件及電路基本類型2.1 二端電路元件2.1.1 電阻元件2.1.2 獨(dú)立電源2.1.3 電容元件2.1.4 電感元件2.2 二端口電路元件2.2.1 受控電源2.2.2 運(yùn)算放大器2.2.3 耦合電感2.2.4 理想變壓器2.3 電路基本類型2.4 一端口電路及其端口特性2.4.1 一端口電路2.4.2 一端口電路的電壓-電流關(guān)系2.5 二端口電路及其端口特性2.5.1 二端口電路2.5.2 二端口電路的電壓-電流關(guān)系2.5.3 二端口電路各參數(shù)間的關(guān)系習(xí)題第3章 電路的基本分析方法3.1 等效電路與等效變換3.2 二端電路的等效變換3.2.1 電阻、電容、電感的串聯(lián)與并聯(lián)3.2.2 含獨(dú)立電源電路的等效變換3.2.3 含受控源電路的等效變換3.2.4 具有等電位節(jié)點(diǎn)／ 零電流支路電路的等效變換3.3 多端電路的等效變換3.3.1 T形電路和丌形電路的等效變換3.3.2 二端口電路的互連3.4 獨(dú)立電流變量和獨(dú)立電壓變量3.5 回路分析法3.6 節(jié)點(diǎn)分析法3.7 電路的對偶性習(xí)題第4章 電路的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?.1 樹割集4.1.1 電路的圖4.1.2 基本回路和基本割集4.2 關(guān)聯(lián)矩陣 回路矩陣割集矩陣4.2.1 關(guān)聯(lián)矩陣及基爾霍夫定律的關(guān)聯(lián)矩陣形式4.2.2 基本回路矩陣及基爾霍夫定律的關(guān)聯(lián)矩陣形式4.2.3 基本割集矩陣及基爾霍夫定律的關(guān)聯(lián)矩陣形式4.2.4 A、B、Q矩陣之間的關(guān)系4.3 一般支路及其電壓-電流關(guān)系的矩陣形式4.4 節(jié)點(diǎn)分析的矩陣方法4.5 回路分析的矩陣方法4.6 割集分析的矩陣方法4.7 節(jié)點(diǎn)分析、回路分析和割集分析方法的比較習(xí)題第5章 電路基本定理5.1 齊次定理和疊加定理5.1.1 齊次定理5.1.2 疊加定理5.2 置換定理5.3 戴維南定理和諾頓定理5.3.1 戴維南定理5.3.2 諾頓定理5.4 特勒根定理5.5 互易定理習(xí)題第6章 一階電路第7章 二階電路第8章 相量及相量分析法第9章 三相電路第10章 功率和能量附錄A MATLAB語言簡介附錄B 運(yùn)算放大器工作狀態(tài)的判定附錄C 含源T形電路和含源兀形電路的等效變換附錄D 二端口電路互連有效性的結(jié)論及證明附錄E 奇異電路及其能量分析附錄F 一般高階電路響應(yīng)的時域求解附錄G 正弦穩(wěn)態(tài)最大功率傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法部分習(xí)題答案中英文名詞索引參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1 電路 電路圖 集中參數(shù)元件 集中參數(shù)電路　　電(electricity)是一種物理現(xiàn)象。從工程技術(shù)觀點(diǎn)看，電又是一種廣泛使用的能量形式和重要的信息載體，它在日常生活、T農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究以及國防等各個方面都有非常廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)通過大規(guī)模地產(chǎn)生、傳輸和轉(zhuǎn)換電能，構(gòu)成了現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)、日常生活電氣化等方面的基礎(chǔ)；電具有攜帶信息的能力，通過對電信號進(jìn)行處理和變換，可以得到人們所需要的信息，如日常的電話通信、計算機(jī)間的信息交流等；電還是控制其他形式能量最有效的手段，如電通過電機(jī)可以控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)等。電的能量形式和信號形式是電的應(yīng)用的兩大基本形式?！　‰姷睦碚摶A(chǔ)是電磁學(xué)(electromagnetism)和電子學(xué)(electronics)。1600年，英國物理學(xué)家吉伯特(W. Gilbert)在《論磁》一書中首次討論了電與磁，他被世人稱為電學(xué)之父。1800年，意大利物理學(xué)家伏特(A. Volta)發(fā)明了伏打電池，它能夠把化學(xué)能不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽S持單一方向的電流持續(xù)流動，并形成了電路，電磁現(xiàn)象開始付諸實(shí)際應(yīng)用。1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特(H．C．Oersted)通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，在電與磁之間架起了一座橋梁，打開了近代電磁學(xué)的突破口。1831年，英國物理學(xué)家法拉第(M．Faraday)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋(J.C．Maxwell)總結(jié)了當(dāng)時所發(fā)現(xiàn)的種種電磁現(xiàn)象的規(guī)律，提出了一組電和磁共同遵守的數(shù)學(xué)方程，即麥克斯韋方程，他預(yù)言空間一定存在電磁波，為電路理論奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。有關(guān)電的應(yīng)用也幾乎是同時并進(jìn)的，如電報發(fā)明于1837年；電話發(fā)明于1875年；1882年，直流高壓輸電試驗成功，標(biāo)志電氣化時代的到來；無線電發(fā)明于1894年，從此開始了無線電通信的時代。

編輯推薦

　　《電路分析基礎(chǔ)》內(nèi)容符合教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會2004年頒布的“電路分析基礎(chǔ)”課程教學(xué)基本要求?！　∫噪娐贩治龇椒橹骶€，便于培養(yǎng)讀者分析電路的能力?！　?qiáng)調(diào)對電路基本概念、基本原理的準(zhǔn)確理解，強(qiáng)調(diào)對電路分析方法的掌握?！　∶空露加欣}、思考與練習(xí)題，啟發(fā)讀者的思路，幫助讀者快速掌握電路的基本分析方法?！　∵m當(dāng)加入計算機(jī)輔助分析的內(nèi)容，選用通用數(shù)學(xué)分析軟件MATLAB作為電路分析的輔助工具，在教材中插入各種電路分析程序。　　《電路分析基礎(chǔ)》配有三百余道習(xí)題作為教材內(nèi)容的繼續(xù)與補(bǔ)充，并有配套的教學(xué)指導(dǎo)書。

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