電路分析基礎

前言

　　“電路分析基礎”是電子、通信、光電、計算機、電氣及自動化等電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。隨著電子技術和信息處理技術的迅猛發(fā)展，電子信息工程已成為當今IT領域不可或缺的一門學科。在電子信息工程等專業(yè)的后繼課程中，電路分析與計算是學生必須掌握的基礎知識和基本技能，是學習電子技術和信息處理技術的必備基礎知識’。編者在中國地質大學江城學院等二級學院和高職高專等多所學校的相關專業(yè)從教多年，為了適應對21世紀電子技術人才的培養(yǎng)需要，編者根據(jù)多年教學經(jīng)驗和體會，遵循“以實用為主，理論夠用為度”的原則，編寫了本教材。教材系統(tǒng)地介紹了電路分析的基本理論和分析計算方法，及其在常用電子技術領域的應用。希望學生在學習完本教材后，能熟悉并且掌握分析常用電路的基本理論和計算方法，為后繼課程和將來從事電子技術及相關方面的工作打下良好的基礎。　　全書共分8章。第1章介紹了電路分析中的基本概念和基本定理，包括常用電路元器件的特性、基本物理量以及基爾霍夫電流、電壓定理及其應用，特別突出了電源和受控源的概念。第2章介紹了電阻電路的分析計算方法，特別引入了電阻網(wǎng)絡電路的等效分析方法。第3章應用圖論“樹”和“支”的概念給出了分析電路若干一般方法，使電路分析更為簡潔明了。第4章講述了電路分析中的重要定理，如疊加定理、齊次定理、替代定理、戴維南與諾頓定理等，以及如何使用電路定理分析計算電路，大大簡化了電路的分析計算。第5章使用一階微分方程理論討論了電路中常見的RC電路和RL電路，介紹了換路定律，并引進初始值的確定方法以及一階電路時間常數(shù)的概念，同時介紹了零輸入響應、零狀態(tài)響應、全響應、瞬態(tài)分量、穩(wěn)態(tài)分量等重要概念，最后討論了一階電路的階躍響應和沖激響應t。第6章介紹了正弦穩(wěn)態(tài)分析的相量法，基于復數(shù)的概念，本章討論了正弦量的相量表示以及基爾霍夫定律和電路元件的電壓電流關系的相量形式，并用相量法分析計算了正弦穩(wěn)態(tài)電路。第7章則繼續(xù)使用相量法分析線性電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應，用相量法分析線性電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應，引入阻抗、導納的概念和電路的相量圖，并通過實例介紹電路方程的相量形式和線性電路定理的相量描述和應用，引入了瞬時功率、平均功率、無功功率、視在功率和復功率的概念，討論了最大功率的傳輸問題，最后介紹了電路的諧振現(xiàn)象。第8章簡單介紹了二端口網(wǎng)絡理論，主要應用z參數(shù)、y參數(shù)和h參數(shù)計算分析了一些常見的復雜電路，為分析模擬電路等后繼課程打下一定基礎。

內(nèi)容概要

　　《電路分析基礎》遵循“以實用為主，理論夠用為度”的原則，注重突出實用性。為適應當前電子技術人才培養(yǎng)的迫切需求，教材介紹了電路分析的基礎知識和常規(guī)內(nèi)容，其中包括常用的電路分析理論與計算方法及若干應用實例等?！　∪珪卜?章，包括電路分析的基本量、基本概念和基本定理；電阻網(wǎng)絡等效分析方法；電路分析的一般方法；電路分析的重要定理，如戴維南與諾頓定理等；RC電路和RL電路討論；換路定律；一階電路的階躍響應和沖激響應；正弦穩(wěn)態(tài)分析的相量法；線性電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應；二端口網(wǎng)絡簡要理論及其應用等。　　《電路分析基礎》深入淺出，重點明確，實例豐富，可以作為高校電子、通信、光電、計算機、電氣及自動化等專業(yè)的專業(yè)基礎課教材，尤其適合獨立院校和高職高專院校電氣信息類專業(yè)，還可供從事電子技術工作的工程技術人員參考，相關專業(yè)的電路分析課程也可使用本教材。

書籍目錄

第1章　電路模型和電路定律1.1　電路和電路模型1.1.1　實際電路1.1.2　電路模型1.2　電流和電壓的參考方向1.2.1　電流、電壓的實際方向1.2.2　電流、電壓的參考方向1.3　電功率和能量1.3.1　功率的定義1.3.2　功率的計算1.4　電路元件1.4.1　電阻元件1.4.2　電容元件1.4.3　電感元件1.5　電壓源和電流源1.5.1　電壓源的伏安特性1.5.2　電流源的伏安特性1.6　受控電源1.7　基爾霍夫定律1.7.1　基爾霍夫電流定律（KCL）1.7.2　基爾霍夫電壓定律（KVL）習題1第2章　電阻電路的等效變換2.1　引言2.1.1　線性電路2.1.2　直流電路2.2　電路的等效變換2.3　電阻的串聯(lián)和并聯(lián)2.3.1　電阻的串聯(lián)2.3.2　電阻的并聯(lián)2.4　電阻的Y形連接和△形連接的等效變換2.4.1　電阻的Y形連接與△連接2.4.2　Y-△連接的等效變換2.5　電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)2.5.1　電壓源的串并聯(lián)2.5.2　電流源的串并聯(lián)2.6　實際電源的兩種模型及其等效變換2.6.1　實際電壓源2.6.2　實際電流源2.6.3　電源的等效變換2.7　輸入電阻習題2第3章　電阻電路的一般分析3.1　圖論初步3.1.1　“圖”的初步概念3.1.2　利用圖確定獨立回路3.2　“樹”的概念3.2.1　“樹”和“支”3.2.2　“圖”的平面圖和網(wǎng)孔3.3　支路電流法3.4　網(wǎng)孔電流法3.5　回路電流法3.6　節(jié)點電壓法習題3第4章　電路定理4.1　疊加定理與齊次定理4.1.1　疊加定理4.1.2　齊次定理4.2　替代定理4.3　戴維南與諾頓定理4.3.1　戴維南定理4.3.2　諾頓定理習題4第5章　一階電路5.1　動態(tài)電路的方程及其初始條件5.1.1　過渡過程5.1.2　換路定律5.1.3　初始值的確定5.2　一階電路的零輸入響應5.2.1　RC串聯(lián)電路的零輸入響應5.2.2　RL串聯(lián)電路的零輸入響應5.3　一階電路的零狀態(tài)響應5.3.1　RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應5.3.2　RL串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應5.4　一階電路的全響應5.4.1　全響應的兩種分解方式5.4.2　三要素法5.5　一階電路的階躍響應5.5.1　單位階躍函數(shù)5.5.2　單位階躍響應5.6　一階電路的沖激響應5.6.1　單位沖激函數(shù)5.6.2　單位沖激響應習題5第6章　相置6.1　復數(shù)6.1.1　復數(shù)6.1.2　復數(shù)的直角坐標和極坐標表示6.2　正弦量6.2.1　正弦函數(shù)與正弦量6.2.2　正弦量的有效值和相位差6.3　相量法基礎6.3.1　相量6.3.2　同頻正弦量的相量運算6.4　電路定律的相量形式6.4.1　基爾霍夫定律的相量形式6.4.2　基本元件VAR的相量形式習題6第7章　正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析7.1　阻抗和導納7.1.1　阻抗7.1.2　導納7.2　阻抗（導納）的串聯(lián)和并聯(lián)7.3　電路的相量圖7.4　正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析7.5　正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率7.5.1　瞬時功率7.5.2　有功功率和無功功率7.5.3　視在功率7.6　復功率7.7　最大功率傳輸定理7.8　串聯(lián)電路的諧振7.8.1　串聯(lián)諧振電路的諧振特性7.8.2　串聯(lián)諧振電路的功率7.8.3　串聯(lián)諧振電路的頻率特性7.9　并聯(lián)諧振電路習題7第8章　二端口網(wǎng)絡8.1　z參數(shù)與y參數(shù)網(wǎng)絡8.1.1　z參數(shù)網(wǎng)絡8.1.2　y參數(shù)網(wǎng)絡8.2　混合參數(shù)（h參數(shù)）網(wǎng)絡8.2.1　二端網(wǎng)絡的混合型VAR8.2.2　二端網(wǎng)絡的混合型VAR和h參數(shù)等效電路8.3　二端口網(wǎng)絡的傳輸Ⅰ型矩陣和傳輸Ⅱ型矩陣8.3.1　二端網(wǎng)絡的傳輸Ⅰ型矩陣8.3.2　二端網(wǎng)絡的傳輸Ⅱ型矩陣8.4　互易雙口和互易定理8.5　各參數(shù)組間的關系8.6　具有端接的二端口網(wǎng)絡習題8附錄　習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

　　為了實現(xiàn)電能的產(chǎn)生、傳輸及使用，將所需電路元件按一定方式連接，即可構成電路。電路提供了電流流通的路徑，電路的功能如下：　?。?）實現(xiàn)電能的產(chǎn)生、傳輸、分配和轉化，例如高電壓、大電流的電力電路等?！　。?）實現(xiàn)電信號的產(chǎn)生、傳輸、變換和處理，例如低電壓、小電流的電子電路及計算機電路、控制電路等。　　一個完整的電路包括以下三個基本組成部分：　?。?）電源（source）：產(chǎn)生電能或信號的設備，是電路中的信號或能量的來源。利用特殊設備可將其他形式的能量變?yōu)殡娔?，如發(fā)電機、干電池、光電池等。電源有時又稱為“激勵”?！　。?）負載（load）：消耗電能的器部件，也稱用電設備。它能將電能變?yōu)槠渌问降哪芰?，如電動機、電阻器等?！　。?）電源與負載之間的連接部分：除導線外，還需有控制、保護電源的開關、熔斷器、變壓器等?！　∮捎诩疃陔娐分挟a(chǎn)生的電壓和電流稱為響應。有時，根據(jù)激勵和響應之間的因果關系，把激勵稱為輸入，響應稱為輸出?！　閷崿F(xiàn)電路的功能，人們將所需的實際元器件或設備，按一定的方式連接而構成的電路就稱為實際電路，如圖1-1（a）所示即為最簡單的實際手電筒電路，它由四個部分組成：干電池（電源）、導線（傳輸線）、開關（起控制作用）、燈泡（用電器，也稱負載）。

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