本書是《電路原理》(江輯光主編,清華大學(xué)出版社,1996)的修訂版,內(nèi)容符合教育部高等學(xué)校電子信息與信息學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2004年頒布的“電路理論基礎(chǔ)”和“電路分析基礎(chǔ)”的教學(xué)基本要求。
全書共分20章,包括電路元件和電路定律、簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法、線性電阻電路的一般分析方法、電路定理、含運(yùn)算放大器的電路、電路的頻率特性、三相電路、周期性激勵(lì)下電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)、傅里葉變換和拉普拉斯變換、二端口(網(wǎng)絡(luò))、網(wǎng)絡(luò)圖論基礎(chǔ)、狀態(tài)變量法、非線性電路簡(jiǎn)介和分布參數(shù)電路。另有磁路和含鐵芯的線圈、復(fù)數(shù)復(fù)習(xí)、PSpice電路仿真簡(jiǎn)介和電路原理中英文專業(yè)詞匯對(duì)照表四個(gè)附錄。本書末附有大部分習(xí)題和參考答案。
本書可作為電子與電氣信息類專業(yè)電路課程的教材使用,也可供有關(guān)科技人員參考。
本書的初版于1996年5月出版,迄今已經(jīng)10年。從10年來(lái)使用此書的教學(xué)實(shí)踐效果以及編寫者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,這本教科書在論述上的科學(xué)性方面,在取材的深度和廣度,內(nèi)容的組織安排等方面,都能適應(yīng)工科大學(xué)對(duì)基礎(chǔ)電路課程的要求,是一本合用的電路課程教科書。
電路原理作為工科大學(xué)生學(xué)習(xí)電工技術(shù)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,它的核心內(nèi)容雖是相對(duì)較穩(wěn)定,但科學(xué)技術(shù)尤其是當(dāng)前信息化技術(shù)的迅速發(fā)展,大學(xué)工科電工類專業(yè)的教學(xué)改革的深入,要求電路課程能更好地適應(yīng)這一形勢(shì),電路原理教科書需要有新的充實(shí)與提高。本書的修訂就是考慮到這個(gè)需求而進(jìn)行的。以下就修訂的具體內(nèi)容作一簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
《電路原理》(第二版)(以下簡(jiǎn)稱修訂本)是在同名書初版的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)修訂、編寫而完成的,它繼續(xù)著重于電路理論的基本現(xiàn)象、概念、定律和定理的論述和應(yīng)用,在知識(shí)點(diǎn)的講述上做了某些調(diào)整,例如將階躍響應(yīng)、沖激響應(yīng)和卷積積分及其應(yīng)用單設(shè)一章,并在內(nèi)容上加以充實(shí),以適應(yīng)以后應(yīng)用的需要。考慮到與后續(xù)課程和新技術(shù)應(yīng)用相銜接,在修訂本中增添或引入了某些有關(guān)的內(nèi)容:如將運(yùn)算放大器的電路單設(shè)一章,并在教材中多處應(yīng)用;以濾波器為結(jié)合點(diǎn),講述電路的頻率特性等。采取這樣的選擇,是希望能使讀者從基本電路理論的角度認(rèn)識(shí)、理解這些內(nèi)容,無(wú)意以之替代后續(xù)課程中關(guān)于這些內(nèi)容的論述。
在修訂此教材時(shí),適當(dāng)?shù)卦黾恿艘恍├},同時(shí)還增加了一些有實(shí)際意義的習(xí)題。例題和習(xí)題都著重于基本概念和分析方法的應(yīng)用。
這一修訂本中,包含有電類多個(gè)專業(yè)需要的電路課內(nèi)容,不同專業(yè)的使用者,對(duì)一些章節(jié)可以有不同的選擇。 在修訂本中,引入了用PSpice進(jìn)行軟件計(jì)算機(jī)輔助電路分析的內(nèi)容,作為附錄置于書末。這里對(duì)用PSpice軟件進(jìn)行電路的典型問(wèn)題的仿真計(jì)算方法作了介紹,給出了應(yīng)用的例題并附有練習(xí)題。配合課程的進(jìn)行采用這一內(nèi)容,可以增進(jìn)、啟發(fā)讀者應(yīng)用計(jì)算機(jī)分析電路問(wèn)題的能力。這一部分內(nèi)容是書中的一個(gè)獨(dú)立部分,如果不選用它而另作安排,并不致于對(duì)使用此書帶來(lái)任何不便。
在這一修訂本中,對(duì)初版的《電路原理》,還在有些章節(jié)上作了刪改,如用波特圖表示電路的頻率特性,電路問(wèn)題中的非線性方程、常微分方程的數(shù)值求解方法等,這些內(nèi)容在有關(guān)的專門課程中都有更詳細(xì)的講述。
參加本書修訂和編寫工作的有江緝光、劉秀成、陸文娟和王樹民。江緝光、劉秀成擔(dān)任全書的主編工作。
限于編寫者的水平,此次完成的修訂本仍恐難免有缺點(diǎn)、錯(cuò)誤,歡迎讀者提出批評(píng)和意見。
編者
2006年9月
[1]第1章電路元件和電路定律<<< 1
1.1電路和電路模型<<<2
1.2電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)及其參考方向<<<3
1.3電路元件的功率<<<5
1.4電阻元件<<<6
1.5電源元件<<<7
1.6基爾霍夫定律<<<9
1.7受控電源<<<13
習(xí)題<<<15
第2章簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法<<< 18
2.1串聯(lián)電阻電路<<<19
2.2并聯(lián)電阻電路<<<20
23星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接的電阻的等效變換(△變換)<<<23
24理想電源的串聯(lián)和并聯(lián)<<<26
25電壓電源與電流電源的等效轉(zhuǎn)換<<<28
26兩個(gè)電阻電路的例子<<<31
習(xí)題<<<32
第3章線性電阻電路的一般分析方法<<< 35
31支路電流法<<<36
32回路電流法<<<39
33節(jié)點(diǎn)電壓法<<<43
習(xí)題<<<47
第4章電路的若干定理<<< 51
41疊加定理<<<52
42替代定理<<<57
43戴維南定理和諾頓定理<<<59
44特勒根定理<<<64
45互易定理<<<67
46對(duì)偶電路與對(duì)偶原理<<<70
習(xí)題<<<74
[1][1]第5章含運(yùn)算放大器的電阻電路<<< 79
51運(yùn)算放大器和它的靜態(tài)特性<<<80
52含運(yùn)算放大器的電阻電路分析<<<82
習(xí)題<<<85
第6章電容元件和電感元件<<< 88
61電容元件<<<89
62電容的串聯(lián)與并聯(lián)電路<<<92
63電感元件<<<93
64電感的串聯(lián)與并聯(lián)電路<<<96
習(xí)題<<<98
第7章一階電路<<< 100
71動(dòng)態(tài)電路概述<<<101
72電路中起始條件的確定<<<102
73一階電路的零輸入響應(yīng)<<<104
74一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)<<<108
75一階電路的全響應(yīng)<<<114
76求解一階電路的三要素法<<<118
77脈沖序列作用下的RC電路<<<121
習(xí)題<<<123
第8章二階電路<<< 128
8.1線性二階電路的微分方程及其標(biāo)準(zhǔn)形式<<<129
8.2二階電路的零輸入響應(yīng)<<<130
8.3二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)<<<137
8.4一個(gè)線性含受控源電路的分析<<<141
習(xí)題<<<143
第9章階躍響應(yīng)、沖激響應(yīng)和卷積積分的應(yīng)用<<< 147
9.1階躍函數(shù)和沖激函數(shù)<<<148
9.2階躍響應(yīng)<<<151
9.3沖激響應(yīng)<<<157
9.4電路在任意激勵(lì)作用下的零狀態(tài)響應(yīng)——卷積積分<<<163
9.5電容電壓和電感電流的躍變<<<166
習(xí)題<<<169
第10章正弦電流電路的穩(wěn)態(tài)分析<<< 172
10.1正弦量的基本概念<<<173
102周期性電流、電壓的有效值<<<175
103正弦電壓(流)激勵(lì)下電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)<<<176
104正弦量的相量表示<<<176
105電阻、電感和電容元件上電壓與電流的相量關(guān)系<<<180
106基爾霍夫定律的相量形式和電路的相量模型<<<185
107阻抗、導(dǎo)納及其等效轉(zhuǎn)換<<<187
108用相量法分析電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)<<<193
109正弦電流電路中的功率<<<198
1010復(fù)功率<<<201
1011最大功率傳輸定理<<<206
習(xí)題<<<207
第11章含有互感元件的電路<<< 212
111互感和互感電壓<<<213
112互感線圈的串聯(lián)和并聯(lián)<<<218
113有互感的電路的計(jì)算<<<220
114全耦合變壓器和理想變壓器<<<223
115變壓器的電路模型<<<226
習(xí)題<<<227
第12章電路的頻率響應(yīng)<<< 231
121串聯(lián)電路的諧振<<<232
122并聯(lián)電路的諧振<<<238
123串并聯(lián)電路的諧振<<<243
124復(fù)頻率和相量法的拓廣<<<245
125網(wǎng)絡(luò)函數(shù)<<<249
126網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的頻率響應(yīng)<<<251
127阻抗和頻率的歸一化<<<253
12.8濾波器的概念<<<257
12.9無(wú)源濾波器<<<258
12.10有源濾波器<<<264
習(xí)題<<<270
第13章三相電路<<< 274
131三相電源<<<275
132對(duì)稱三相電路<<<278
133不對(duì)稱三相電路示例<<<286
13.4三相電路的功率<<<289
習(xí)題<<<292
第14章周期性激勵(lì)下電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)<<< 296
14.1周期性非正弦激勵(lì)<<<297
14.2周期性時(shí)間函數(shù)的諧波分析——傅里葉級(jí)數(shù)<<<297
14.3周期性激勵(lì)下電路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)——諧波分析法<<<301
14.4周期電壓、電流的有效值和平均值<<<305
14.5周期電流電路中的功率<<<307
14.6周期性激勵(lì)下的三相電路<<<310
習(xí)題<<<315
第15章傅里葉變換和拉普拉斯變換<<< 318
15.1傅里葉級(jí)數(shù)的指數(shù)形式<<<319
152非周期性時(shí)間函數(shù)的諧波分析——傅里葉積分變換<<<322
15.3傅里葉變換在電路分析中的應(yīng)用<<<325
15.4拉普拉斯變換<<<327
15.5一些常用函數(shù)的拉普拉斯變換<<<328
15.6拉普拉斯變換的基本性質(zhì)<<<330
15.7拉普拉斯反變換<<<336
15.8復(fù)頻域中的電路定律、電路元件與模型<<<340
15.9用拉普拉斯變換法分析電路<<<342
15.10網(wǎng)絡(luò)函數(shù)<<<346
15.11網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的極點(diǎn)分布與電路沖激響應(yīng)的關(guān)系<<<348
15.12卷積定理<<<349
習(xí)題<<<351
第16章二端口(網(wǎng)絡(luò))<<< 355
16.1二端口概述<<<356
16.2二端口的參數(shù)和方程<<<357
16.3二端口的等效電路<<<367
16.4二端口的聯(lián)接<<<371
16.5二端口的特性阻抗和傳播常數(shù)<<<377
16.6二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)<<<380
16.7回轉(zhuǎn)器與負(fù)阻抗變換器<<<382
習(xí)題<<<386
第17章網(wǎng)絡(luò)圖論基礎(chǔ)<<< 389
17.1網(wǎng)絡(luò)的圖<<<390
17.2圖的矩陣表示和KCL,KVL方程的矩陣形式<<<392
17.3典型支路和支路約束的矩陣形式<<<400
17.4節(jié)點(diǎn)法<<<405
17.5含受控源電路的節(jié)點(diǎn)分析<<<409
17.6割集法<<<412
17.7回路法<<<415
17.8改進(jìn)節(jié)點(diǎn)法<<<417
17.9表格法<<<419
習(xí)題<<<421
第18章狀態(tài)變量法<<< 424
18.1狀態(tài)變量和狀態(tài)方程<<<425
18.2狀態(tài)方程的列寫方法<<<427
18.3狀態(tài)方程的時(shí)域解析解法<<<435
18.4狀態(tài)方程的拉普拉斯變換法求解<<<443
習(xí)題<<<445
第19章非線性電路簡(jiǎn)介<<< 447
19.1非線性電阻的特性<<<448
19.2非線性電容元件<<<449
19.3非線性電感元件<<<450
19.4非線性電阻電路的方程<<<452
19.5僅含一個(gè)非線性電阻的電路<<<453
19.6非線性電阻電路方程解答的存在性與唯一性<<<454
19.7非線性電阻電路方程的數(shù)值求解方法——牛頓法<<<456
19.8小信號(hào)分析法<<<458
19.9二階非線性電路的狀態(tài)方程<<<460
19.10非線性動(dòng)態(tài)電路方程的數(shù)值求解方法<<<462
19.11相平面<<<463
19.12非線性電路方程的線性化<<<469
19.13平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性的概念<<<470
19.14一個(gè)非線性振蕩電路<<<475
19.15范德坡方程的近似解<<<477
習(xí)題<<<480
第20章分布參數(shù)電路<<< 484
20.1問(wèn)題的提出<<<485
20.2均勻傳輸線方程<<<485
20.3無(wú)損傳輸線方程的通解<<<487
20.4終端開路的無(wú)損傳輸線接至恒定電壓源<<<490
20.5無(wú)損傳輸線上波的反射和透射<<<492
20.6接入電阻負(fù)載時(shí)傳輸線上的波過(guò)程<<<494
20.7終端接電阻的無(wú)損傳輸線上波的多次反射過(guò)程<<<496
20.8終端接電容的無(wú)損傳輸線上的波過(guò)程<<<498
20.9均勻傳輸線方程的正弦穩(wěn)態(tài)解<<<500
20.10均勻傳輸線上的行波<<<501
20.11均勻傳輸線方程的雙曲函數(shù)解<<<503
20.12傳播常數(shù)與特性阻抗<<<506
20.13傳輸線上波的反射系數(shù)<<<508
20.14終端接特性阻抗的傳輸線<<<509
20.15不同負(fù)載條件下的傳輸線<<<510
20.16無(wú)損傳輸線上的駐波現(xiàn)象<<<514
20.17均勻傳輸線的等效網(wǎng)絡(luò)<<<518
習(xí)題<<<519
附錄A磁路和含鐵芯的線圈<<< 522
A.1磁路概述<<<522
A.2磁場(chǎng)與磁場(chǎng)定律<<<523
A.3鐵磁物質(zhì)的磁化特性<<<525
A.4磁路定理<<<528
A.5恒定磁通的磁路計(jì)算<<<531
A.6鐵芯中的功率損失<<<536
A.7鐵芯線圈中電流、磁通與電壓的波形<<<537
A.8交流電路中鐵芯線圈的電路模型<<<539
習(xí)題<<<541
附錄B復(fù)數(shù)復(fù)習(xí)<<< 543
附錄CPSpice電路仿真簡(jiǎn)介<<< 546C.1OrCAD/PSpice 9.1基本功能簡(jiǎn)介<<<547
C.2OrCAD/PSpice 9.1電路仿真的步驟<<<548
C.3直流分析<<<557
C.4交流穩(wěn)態(tài)分析<<<561
C.5瞬態(tài)分析<<<567
習(xí)題<<<572
附錄D電路原理中英文專業(yè)詞匯對(duì)照表<<< 575
習(xí)題參考答案<<< 581
參考文獻(xiàn)<<< 601