電路理論

前言

　　電路理論是高等學校電氣、自動化、信息學科等相關(guān)專業(yè)的一門重要的學科基礎課程，是電氣與信息學科各專業(yè)學生在大學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，對各相關(guān)專業(yè)學生許多后續(xù)課程的學習有著極為重要的作用，是每一位從事電力、電氣、自動化、通信、計算機和自動控制專業(yè)工作人士的知識基礎，其重要性是不言而喻的。本書寫作的初衷是想讓讀者通過對本書的學習，掌握電路理論中最基本的知識，確保其對后續(xù)課程的學習“夠用”，同時也要有一定的拓展空間。　　本書內(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、電路拓撲結(jié)構(gòu)約束規(guī)律和基本信號規(guī)律），電路的基本分析方法，電路的基本定理及其應用。第7、9兩章也建議作為基本內(nèi)容，但是講課時可以控制難度。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)課時安排，靈活處理?！　”緯闹饕攸c如下?！　〉谝?，既系統(tǒng)地闡述了理論，又突出了工程應用，做到了理論聯(lián)系實際、理論與實用技術(shù)相結(jié)合?！　〉诙?，既講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；既反映了學科發(fā)展的趨勢，也有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。　　第三，將電路分析基礎、網(wǎng)絡系統(tǒng)理論和電路設計有機地融合在一起，避免了三部分內(nèi)容獨立設課造成學時過多、內(nèi)容交叉重復的問題，有利于學生的學習?！　〉谒模杂性措娐废到y(tǒng)為研究對象，例題豐富，具有典型性和啟發(fā)性。　　本書內(nèi)容的特點為準確、簡明、高效，并且配合了一定數(shù)量的、能達到檢驗學習效果和加深理解理論知識、培養(yǎng)解題和應用能力及訓練思維方式的習題。書中避免了煩瑣的文字敘述、數(shù)學公式的推導及枯燥的題海，從而將學生從“學海無涯苦作舟”中解放出來，使學生能夠一看就懂、一學就會、欲罷不能、興趣盎然。學習電路理論何苦之有？其樂無窮?！　⊥鹾赀h、張年鳳、鄧奕擔任本書主編，負責提綱的制定和全書的編寫工作。劉雅嫻、云彩霞、陳振云擔任副主編，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誤和不當之處，懇請讀者批評指正。如果讀者在教學、實踐或?qū)W習過程中，需要本書配套的電子教案，均可通過電子郵件與我們交流并索取?！　∠嚓P(guān)的教學資源包，任課教師和學生也可以登錄我們愛讀書網(wǎng)免費注冊下載?！　【幷摺　?011年11月

內(nèi)容概要

　　《應用型本科信息大類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材·21世紀普通高等教育優(yōu)秀教材：電路理論》是為大學本科電類相關(guān)專業(yè)的“電路理論”課程編寫的教材，其內(nèi)容符合國家電路課程教學指導委員會對高等學校電路課程教學的基本要求，并且在包含基本內(nèi)容的基礎上稍加擴展，突出學習方法，訓練思維方式，做到了準確、簡明、高效?！峨娐防碚摗饭?3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章則包含動態(tài)電路的復頻域分析法（拉氏變換法）、雙口網(wǎng)絡、狀態(tài)方程、開關(guān)電容網(wǎng)絡和分布參數(shù)電路的穩(wěn)態(tài)分析等內(nèi)容。課程的總學時可以在80～110學時之間靈活掌握。為了方便教學《電路理論》還配有電子課件，任課教師和學生可以登錄我們愛讀書網(wǎng)免費注冊下載。《電路理論》適合于普通高等院校電類（強電、弱電）專業(yè)的師生使用，也可以作為電力、電子、自動化、計算機、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 理想獨立電源與實際電源1.4 理想二端電容元件和理想二端電感元件1.5 理想運算放大器1.6 理想受控源習題第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習題第3章 電路分析的一般方法3.1 電路分析的一般原則及標準支路方程3.2 圖論的基礎知識*3.3 關(guān)聯(lián)矩陣3.4 KCL、KVL的矩陣表達式3.5 支路電流法3.6 節(jié)點電位法3.7 網(wǎng)孔電流法3.8 回路電流法習題第4章 線性網(wǎng)絡的電路定理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 互易原理習題第5章 動態(tài)電路的時域分析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、復阻抗及復導納6.4 簡單正弦電路的穩(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 互感耦合電路習題第7章 三相電路7.1 對稱三相電源與對稱Y·Y形聯(lián)接三相電路7.2 對稱△形聯(lián)接的三相電源與負載7.3 對稱Y·△形聯(lián)接電路及對稱△·Y形聯(lián)接電路*7.4 不對稱三相電路7.5 三相功率的測量習題第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 線性定常電路對周期性激勵的穩(wěn)態(tài)響應的頻域分析法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 傅里葉級數(shù)的指數(shù)形式和周期函數(shù)的頻譜8.6 對稱三相非正弦周期電流電路習題第9章 動態(tài)電路的復頻率分析（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法9.4 電路基本規(guī)律的復頻域形式9.5 運算法9.6 網(wǎng)絡函數(shù)習題第10章 雙口網(wǎng)絡10.1 雙口網(wǎng)絡10.2 雙口網(wǎng)絡的短路導納矩陣（參數(shù)）和開路阻抗矩陣（參數(shù)）10.3 雙口網(wǎng)絡的混合參數(shù)矩陣H10.4 雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)矩陣T10.5 各參數(shù)矩陣之間的關(guān)系及雙口網(wǎng)絡的互易性10.6 雙口網(wǎng)絡的等效電路10.7 雙口網(wǎng)絡的聯(lián)接10.8 有載雙口網(wǎng)絡習題第11章 網(wǎng)絡分析的狀態(tài)變量分析法11.1 網(wǎng)絡的狀態(tài)變量和狀態(tài)方程11.2 狀態(tài)方程的復頻域解法11.3 狀態(tài)方程的時域解法習題第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 均勻長線的傳播特性12.5 無畸變線12.6 波的反射系數(shù)與無反射波12.7 均勻長線的入端阻抗12.8 無損耗線12.9 均勻長線的集中參數(shù)等效電路12.10 對稱雙口網(wǎng)絡的傳輸（傳播）常數(shù)與特性阻抗習題第13章 開關(guān)電容網(wǎng)絡簡介13.1 開關(guān)電容元件的特性13.2 開關(guān)電容網(wǎng)絡簡介13.3 開關(guān)電容網(wǎng)絡（SCN）中的一些非理想因素習題附錄附錄A 簡單非線性電阻電路的分析附錄B 常用函數(shù)的傅里葉級數(shù)展開式附錄C 一些常用函數(shù)的拉氏變換附錄D 雙口網(wǎng)絡各參數(shù)矩陣之間的關(guān)系附錄E 正弦相量兩種化簡方法的對比附錄F 電路理論中常用專業(yè)名詞中英文對照習題答案參考文獻

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準支路方程在集中參數(shù)電路中求解電路的響應電壓、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﹄娐犯鞴?jié)點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各回路中的各支路電壓的約束，體現(xiàn)了保守力場的性質(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。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方程若一個集中參數(shù)電路有n個節(jié)點（全部節(jié)點數(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，電路中獨立節(jié)點的電流代數(shù)和的方程可以列出n-1個；根據(jù)基爾霍夫電壓定律，電路中各獨立回路的電壓的代數(shù)和的方程可以列出b-（n-1）個。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電路的標準支路方程由于計算機技術(shù)的發(fā)展，為了滿足使用計算機解題的需要，對節(jié)點數(shù)、支路數(shù)多的復雜電路進行電路分析時，應當系統(tǒng)地建立方程。在建立基爾霍夫定律的方程式時，基爾霍夫定律主要依賴節(jié)點與支路、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，就提出了標準支路方程。標準支路如圖3 1所示，標準支路方程如下。圖3 1標準支路 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條支路的獨立電流源與獨立電壓源；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，并且Gk=R-1k。如果電路有b條支路，每條支路都用標準支路方程表示，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可以簡寫為uS，udk→udb可以簡寫成ud，JSk→JSb可以簡寫為JS，Jdk→Jdb可以簡寫成Jd。其中，ud，Jd均為列向量。 Rb、Gb分別是支路電阻矩陣、支路電導矩陣，均為b×b階對角陣，可得出以下兩個方程。 Ub=Rb（Ib-JS-Jd）+uS+ud Ib=Gb（Ub-uS-ud）+JS+Jd?！　?hellip;…

編輯推薦

　　《應用型本科信息大類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材·21世紀普通高等教育優(yōu)秀教材：電路理論》是王宏遠、張年鳳、鄧奕老師多年對電路理論課程的教學經(jīng)驗的總結(jié)，對電路理論的相關(guān)知識面做了詳細和全面的介紹，并配以大量的例題和練習題，使讀者在學習完相關(guān)的知識點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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