電路理論

前言

　　電路理論是高等學(xué)校電氣、自動(dòng)化、信息學(xué)科等相關(guān)專業(yè)的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，是電氣與信息學(xué)科各專業(yè)學(xué)生在大學(xué)期間接觸到的第一門系統(tǒng)論述電路的基本概念、電路的基本規(guī)律、電路的基本分析方法的課程，對(duì)各相關(guān)專業(yè)學(xué)生許多后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著極為重要的作用，是每一位從事電力、電氣、自動(dòng)化、通信、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制專業(yè)工作人士的知識(shí)基礎(chǔ)，其重要性是不言而喻的。本書寫作的初衷是想讓讀者通過(guò)對(duì)本書的學(xué)習(xí)，掌握電路理論中最基本的知識(shí)，確保其對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)“夠用”，同時(shí)也要有一定的拓展空間?！　”緯鴥?nèi)容由13章組成，其中基本部分為第1至第6章，主要介紹了電路分析的三種基本規(guī)律（電路元件約束規(guī)律、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束規(guī)律和基本信號(hào)規(guī)律），電路的基本分析方法，電路的基本定理及其應(yīng)用。第7、9兩章也建議作為基本內(nèi)容，但是講課時(shí)可以控制難度。第8、10、11、12、13章一般作為參考內(nèi)容，這幾章中的大部分內(nèi)容都將在研究生課程中有所涉及和講授，可以根據(jù)課時(shí)安排，靈活處理?！　”緯闹饕攸c(diǎn)如下。　　第一，既系統(tǒng)地闡述了理論，又突出了工程應(yīng)用，做到了理論聯(lián)系實(shí)際、理論與實(shí)用技術(shù)相結(jié)合?！　〉诙戎v述電路理論的基本概念、規(guī)律和分析方法，又將電路理論中的新方法、新成果融入本書中；既反映了學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，也有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！　〉谌?，將電路分析基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和電路設(shè)計(jì)有機(jī)地融合在一起，避免了三部分內(nèi)容獨(dú)立設(shè)課造成學(xué)時(shí)過(guò)多、內(nèi)容交叉重復(fù)的問(wèn)題，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)?！　〉谒模杂性措娐废到y(tǒng)為研究對(duì)象，例題豐富，具有典型性和啟發(fā)性?！　”緯鴥?nèi)容的特點(diǎn)為準(zhǔn)確、簡(jiǎn)明、高效，并且配合了一定數(shù)量的、能達(dá)到檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果和加深理解理論知識(shí)、培養(yǎng)解題和應(yīng)用能力及訓(xùn)練思維方式的習(xí)題。書中避免了煩瑣的文字?jǐn)⑹?、?shù)學(xué)公式的推導(dǎo)及枯燥的題海，從而將學(xué)生從“學(xué)海無(wú)涯苦作舟”中解放出來(lái)，使學(xué)生能夠一看就懂、一學(xué)就會(huì)、欲罷不能、興趣盎然。學(xué)習(xí)電路理論何苦之有？其樂(lè)無(wú)窮?！　⊥鹾赀h(yuǎn)、張年鳳、鄧奕擔(dān)任本書主編，負(fù)責(zé)提綱的制定和全書的編寫工作。劉雅嫻、云彩霞、陳振云擔(dān)任副主編，為全書的編寫提供了不少素材，并做了大量的基礎(chǔ)工作。李慧、李勇?lián)螀⒕?。在撰寫該書期間，得到了前輩、同事、朋友的關(guān)心、支持和幫助，在此深表感謝?！　械腻e(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。如果讀者在教學(xué)、實(shí)踐或?qū)W習(xí)過(guò)程中，需要本書配套的電子教案，均可通過(guò)電子郵件與我們交流并索取?！　∠嚓P(guān)的教學(xué)資源包，任課教師和學(xué)生也可以登錄我們愛(ài)讀書網(wǎng)免費(fèi)注冊(cè)下載。　　編者　　2011年11月

內(nèi)容概要

　　《應(yīng)用型本科信息大類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材·21世紀(jì)普通高等教育優(yōu)秀教材：電路理論》是為大學(xué)本科電類相關(guān)專業(yè)的“電路理論”課程編寫的教材，其內(nèi)容符合國(guó)家電路課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)高等學(xué)校電路課程教學(xué)的基本要求，并且在包含基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上稍加擴(kuò)展，突出學(xué)習(xí)方法，訓(xùn)練思維方式，做到了準(zhǔn)確、簡(jiǎn)明、高效。《電路理論》共13章。第1章至第8章涵蓋了電路的基本元件、基本定律、基本定理、一般分析方法、一階和二階電路、正弦穩(wěn)態(tài)電路、三相電路、非正弦周期電流電路等內(nèi)容，第9章至第13章則包含動(dòng)態(tài)電路的復(fù)頻域分析法（拉氏變換法）、雙口網(wǎng)絡(luò)、狀態(tài)方程、開(kāi)關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)和分布參數(shù)電路的穩(wěn)態(tài)分析等內(nèi)容。課程的總學(xué)時(shí)可以在80～110學(xué)時(shí)之間靈活掌握。為了方便教學(xué)《電路理論》還配有電子課件，任課教師和學(xué)生可以登錄我們愛(ài)讀書網(wǎng)免費(fèi)注冊(cè)下載。《電路理論》適合于普通高等院校電類（強(qiáng)電、弱電）專業(yè)的師生使用，也可以作為電力、電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、通信和電信等專業(yè)工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 基爾霍夫定律和電路的基本元件1.1 電路理論中的常用變量及基爾霍夫定律1.2 理想二端電阻元件及歐姆定律1.3 理想獨(dú)立電源與實(shí)際電源1.4 理想二端電容元件和理想二端電感元件1.5 理想運(yùn)算放大器1.6 理想受控源習(xí)題第2章 電阻電路的等效變換2.1 電橋電路2.2 純電阻電路中電阻的Y形聯(lián)接與△形聯(lián)接的等效變換2.3 電源的轉(zhuǎn)移2.4 含受控源電路的等效化簡(jiǎn)習(xí)題第3章 電路分析的一般方法3.1 電路分析的一般原則及標(biāo)準(zhǔn)支路方程3.2 圖論的基礎(chǔ)知識(shí)*3.3 關(guān)聯(lián)矩陣3.4 KCL、KVL的矩陣表達(dá)式3.5 支路電流法3.6 節(jié)點(diǎn)電位法3.7 網(wǎng)孔電流法3.8 回路電流法習(xí)題第4章 線性網(wǎng)絡(luò)的電路定理4.1 替代定理4.2 疊加定理4.3 戴維南定理和諾頓定理4.4 特勒根定理（擬功率守恒定理）4.5 互易原理習(xí)題第5章 動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析5.1 一階電路5.2 二階電路5.3 高階電路5.4 卷積積分習(xí)題第6章 正弦穩(wěn)態(tài)分析6.1 正弦函數(shù)及其相量表示法6.2 線性定常RLC元件的伏安特性的相量表示及基爾霍夫定律的相量表示6.3 廣義歐姆定律、復(fù)阻抗及復(fù)導(dǎo)納6.4 簡(jiǎn)單正弦電路的穩(wěn)態(tài)分析6.5 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率6.6 提高功率因數(shù)6.7 負(fù)載獲取最大功率（最大功率傳輸定理）6.8 諧振6.9 互感耦合電路習(xí)題第7章 三相電路7.1 對(duì)稱三相電源與對(duì)稱Y·Y形聯(lián)接三相電路7.2 對(duì)稱△形聯(lián)接的三相電源與負(fù)載7.3 對(duì)稱Y·△形聯(lián)接電路及對(duì)稱△·Y形聯(lián)接電路*7.4 不對(duì)稱三相電路7.5 三相功率的測(cè)量習(xí)題第8章 非正弦周期電流電路的穩(wěn)態(tài)分析8.1 非正弦周期函數(shù)的分解8.2 線性定常電路對(duì)周期性激勵(lì)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的頻域分析法8.3 非正弦周期函數(shù)的有效值及平均功率8.4 濾波器的概念8.5 傅里葉級(jí)數(shù)的指數(shù)形式和周期函數(shù)的頻譜8.6 對(duì)稱三相非正弦周期電流電路習(xí)題第9章 動(dòng)態(tài)電路的復(fù)頻率分析（拉普拉斯變換法）9.1 拉普拉斯變換及拉普拉斯反變換9.2 拉氏變換的基本性質(zhì)9.3 拉氏反變換的部分公式展開(kāi)法9.4 電路基本規(guī)律的復(fù)頻域形式9.5 運(yùn)算法9.6 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)習(xí)題第10章 雙口網(wǎng)絡(luò)10.1 雙口網(wǎng)絡(luò)10.2 雙口網(wǎng)絡(luò)的短路導(dǎo)納矩陣（參數(shù)）和開(kāi)路阻抗矩陣（參數(shù)）10.3 雙口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)矩陣H10.4 雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)矩陣T10.5 各參數(shù)矩陣之間的關(guān)系及雙口網(wǎng)絡(luò)的互易性10.6 雙口網(wǎng)絡(luò)的等效電路10.7 雙口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接10.8 有載雙口網(wǎng)絡(luò)習(xí)題第11章 網(wǎng)絡(luò)分析的狀態(tài)變量分析法11.1 網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)變量和狀態(tài)方程11.2 狀態(tài)方程的復(fù)頻域解法11.3 狀態(tài)方程的時(shí)域解法習(xí)題第12章 分布參數(shù)電路的穩(wěn)定狀態(tài)12.1 電路參數(shù)的分布性及分布參數(shù)電路12.2 正弦電源作用下的傳輸線方程的穩(wěn)態(tài)解12.3 行波12.4 均勻長(zhǎng)線的傳播特性12.5 無(wú)畸變線12.6 波的反射系數(shù)與無(wú)反射波12.7 均勻長(zhǎng)線的入端阻抗12.8 無(wú)損耗線12.9 均勻長(zhǎng)線的集中參數(shù)等效電路12.10 對(duì)稱雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸（傳播）常數(shù)與特性阻抗習(xí)題第13章 開(kāi)關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介13.1 開(kāi)關(guān)電容元件的特性13.2 開(kāi)關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介13.3 開(kāi)關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)（SCN）中的一些非理想因素習(xí)題附錄附錄A 簡(jiǎn)單非線性電阻電路的分析附錄B 常用函數(shù)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式附錄C 一些常用函數(shù)的拉氏變換附錄D 雙口網(wǎng)絡(luò)各參數(shù)矩陣之間的關(guān)系附錄E 正弦相量?jī)煞N化簡(jiǎn)方法的對(duì)比附錄F 電路理論中常用專業(yè)名詞中英文對(duì)照習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第3章電路分析的一般方法 3.1電路分析的一般原則及標(biāo)準(zhǔn)支路方程在集中參數(shù)電路中求解電路的響應(yīng)電壓、電流及電功率，主要依據(jù)基爾霍夫定律及元件的伏安特性方程?；鶢柣舴螂娏鞫墒菍?duì)電路各節(jié)點(diǎn)上的支路電流的約束，體現(xiàn)了電流的連續(xù)性；基爾霍夫電壓定律是對(duì)各回路中的各支路電壓的約束，體現(xiàn)了保守力場(chǎng)的性質(zhì)；而元件的伏安特性方程則是將支路上的電壓、電流的相互關(guān)系表征出來(lái)。只要正確地列寫出這兩類方程再加以求解即可。 3.1.1電路的2b方程若一個(gè)集中參數(shù)電路有n個(gè)節(jié)點(diǎn)（全部節(jié)點(diǎn)數(shù)為n）和b條支路（全部支路數(shù)為b）。根據(jù)基爾霍夫電流定律，電路中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和的方程可以列出n-1個(gè)；根據(jù)基爾霍夫電壓定律，電路中各獨(dú)立回路的電壓的代數(shù)和的方程可以列出b-（n-1）個(gè)。因此，根據(jù)基爾霍夫定律列寫的方程總數(shù)為（n-1）+b-（n-1）=b。對(duì)b條支路都列寫出支路的伏安特性方程，顯然可以列出b個(gè)方程。因此，根據(jù)基爾霍夫定律及支路的伏安特性方程列出的獨(dú)立方程的總數(shù)為2b。這兩組方程便稱為2b方程。 3.1.2電路的標(biāo)準(zhǔn)支路方程由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足使用計(jì)算機(jī)解題的需要，對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)多的復(fù)雜電路進(jìn)行電路分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)地建立方程。在建立基爾霍夫定律的方程式時(shí)，基爾霍夫定律主要依賴節(jié)點(diǎn)與支路、回路與支路之間的相互關(guān)系，但支路特性又可能各不相同，為了使方程式的列寫更加規(guī)范，就提出了標(biāo)準(zhǔn)支路方程。標(biāo)準(zhǔn)支路如圖3 1所示，標(biāo)準(zhǔn)支路方程如下。圖3 1標(biāo)準(zhǔn)支路 Uk=Rk（Ik-JSk-Jdk）+uSk+udk 式中：Uk為第k條支路的支路電壓；Rk為第k條支路的電阻；Ik為第k條支路的支路電流；JSk、uSk分別為第k條支路的獨(dú)立電流源與獨(dú)立電壓源；Jdk、udk分別為第k條支路的受控電流源與受控電壓源。如果表示為Ik Uk關(guān)系，則可得出如下方程。 Ik=Gk（Uk-uSk-udk）+JSk+Jdk 式中：Gk為第k條支路的電導(dǎo)，并且Gk=R-1k。如果電路有b條支路，每條支路都用標(biāo)準(zhǔn)支路方程表示，則上述兩方程都可變換為矩陣方程。 Uk→Ub（Ub為b條支路電壓列向量） Ik→Ib（Ib為b條支路電流列向量）同理，uSk→uSb可以簡(jiǎn)寫為uS，udk→udb可以簡(jiǎn)寫成ud，JSk→JSb可以簡(jiǎn)寫為JS，Jdk→Jdb可以簡(jiǎn)寫成Jd。其中，ud，Jd均為列向量。 Rb、Gb分別是支路電阻矩陣、支路電導(dǎo)矩陣，均為b×b階對(duì)角陣，可得出以下兩個(gè)方程。 Ub=Rb（Ib-JS-Jd）+uS+ud Ib=Gb（Ub-uS-ud）+JS+Jd?！　?hellip;…

編輯推薦

　　《應(yīng)用型本科信息大類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材·21世紀(jì)普通高等教育優(yōu)秀教材：電路理論》是王宏遠(yuǎn)、張年鳳、鄧奕老師多年對(duì)電路理論課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)電路理論的相關(guān)知識(shí)面做了詳細(xì)和全面的介紹，并配以大量的例題和練習(xí)題，使讀者在學(xué)習(xí)完相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)之后可以很快的吸收掌握，是一本不可多得的好書。

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