《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》全面系統(tǒng)地論述了電路理論和電路分析的知識。《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》分為14章,內(nèi)容包括電路模型和電路定律、電路的分析計算法(等效變換法、電路方程法、電路定理法)、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、耦合電感電路的分析、電路的頻率響應(yīng)、三相電路、非正弦周期電路的穩(wěn)態(tài)分析、線性動態(tài)電路的時域分析、線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析、二端口網(wǎng)絡(luò)、電路方程的矩陣形式、非線性電阻電路簡介、Multisim簡介。
《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》內(nèi)容處理詳略得當(dāng),基本概念講述清楚,分 析方法講解透徹,難 易度適中,方便學(xué)生自學(xué)和教師施教。本書可作為高 等學(xué)!半娐贰闭n 程的教材,也可作為相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)人員和科 技工作者的重要參考 資料。
電路理論是一門研究網(wǎng)絡(luò)分析和網(wǎng)絡(luò)綜合或設(shè)計的基礎(chǔ)工程學(xué)科,是電類各專業(yè)共同的理論基礎(chǔ)。電路理論與電磁學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)、通信、電氣工程、自動控制、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)等學(xué)科相互促進(jìn)、相互影響。經(jīng)歷了一個多世紀(jì)的漫長道路以后,電路理論已經(jīng)發(fā)展成為一門體系完整、邏輯嚴(yán)密、具有強(qiáng)大生命力的學(xué)科領(lǐng)域。
人類隨著自身能力的發(fā)展,從長期的生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中逐漸認(rèn)識到,電能的產(chǎn)生、傳輸、分配和使用要比其他能源更方便,因此電能成為目前人們利用的主要能源形式。發(fā)電、輸電和配電必須借助電路完成,這種電路形式構(gòu)成了電力系統(tǒng)。對信號的傳輸,人們尋求了各種方法,從19世紀(jì)初開始的有線電報、電話,以及發(fā)展到現(xiàn)在的無線通信和互聯(lián)網(wǎng),這些技術(shù)的實現(xiàn)都離不開電路。同時,信號處理的研究也是建立在電路理論應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。
從20世紀(jì)30年代開始,電路理論已形成為一門獨立的學(xué)科,陸續(xù)建立了各種元器件的電路模型,成功地運用電阻、電容、電感、電壓源、電流源等幾種理想元件近似地表征了成千上萬種實際電氣裝置,發(fā)表了疊加定理、戴維南定理、諾頓定理、互易定理等線性電路的重要定理,引入了復(fù)數(shù)和拉普拉斯變換等數(shù)學(xué)工具,解決了正弦穩(wěn)態(tài)和電路瞬態(tài)的分析計算和綜合設(shè)計問題。到20世紀(jì)50年代末,電路理論在學(xué)術(shù)體系上基本完善,這一發(fā)展階段稱為經(jīng)典電路理論階段。在20世紀(jì)60年代以后,電路理論又經(jīng)歷了一次重大的改革,這一變革的主要起源是新型電路元件的出現(xiàn)和計算機(jī)的沖擊,電路理論無論在深度和廣度方面均得到巨大的發(fā)展。因此,又稱20世紀(jì)60年代以后的電路理論為近代電路理論。
“電路”課程是高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課。該課程對培養(yǎng)學(xué)生電路的基礎(chǔ)知識、基本能力和綜合素質(zhì)具有其他任何電類課程不能替代的重要作用,對實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有承上啟下的關(guān)鍵作用,其教學(xué)質(zhì)量和水平的高低將直接對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和人才培養(yǎng)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。
“電路”課程的邏輯性較強(qiáng),主要研究線性電路的基本理論、基本定律、基本概念以及基本分析計算方法,并通過實例、例題和習(xí)題來說明理論的實際應(yīng)用,以加深對理論的掌握和理解,同時了解電路理論的發(fā)展。通過本課程的學(xué)習(xí),可以掌握線性電路的基礎(chǔ)理論知識,學(xué)習(xí)分析計算電路的基本方法,初步掌握計算機(jī)仿真軟件的使用方法;為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識和從事工程技術(shù)工作打好必需的理論基礎(chǔ),逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
學(xué)生通過“電路”課程的學(xué)習(xí),可獲得電工、電子技術(shù)及電氣控制等領(lǐng)域必要的基本理論、基本知識和基本技能,獲得電工與電子技術(shù)的基本分析方法和應(yīng)用技巧,并培養(yǎng)初步的實踐能力。
《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》從適應(yīng)高等院校電類理工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求出發(fā),力求以盡可能少的學(xué)時闡明電路的基本內(nèi)容。作者在多年教學(xué)改革與實踐的基礎(chǔ)上,結(jié)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng),吸收當(dāng)前一些改革教材中的先進(jìn)經(jīng)驗編寫本書,在課程內(nèi)容的選擇上,重點突出基本概念、基本理論、基本原理和基本分析方法,盡量減少過于復(fù)雜的分析與計算,強(qiáng)調(diào)知識的漸進(jìn)性,兼顧知識的系統(tǒng)性和學(xué)科體系的完整性,注重理論聯(lián)系實際,時代特色鮮明,同時體現(xiàn)近年來電工電子技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)。
《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》分為14章,內(nèi)容包括電路模型和電路定律、電路的分析計算法(等效變換法、電路方程法、電路定理法)、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、耦合電感電路的分析、電路的頻率響應(yīng)、三相電路、非正弦周期電路的穩(wěn)態(tài)分析、線性動態(tài)電路的時域分析、線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析、二端口網(wǎng)絡(luò)、電路方程的矩陣形式、非線性電路和Multisim簡介。本書力求知識簡明,概念清晰,條理清楚,講解到位,插圖規(guī)范,易教易學(xué)。教學(xué)中,可以根據(jù)教學(xué)對象和學(xué)時等具體情況對書中的內(nèi)容進(jìn)行刪減和組合,也可適當(dāng)進(jìn)行擴(kuò)充。
《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》可作為高等學(xué)校電類專業(yè)相關(guān)課程的教材,也可作為相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)人員和科技工作者的重要參考資料。在編寫過程中,作者學(xué)習(xí)和借鑒了大量有關(guān)的參考資料,在此向所有資料的編寫者們表示深深的感謝。
《電路基礎(chǔ)/普通高等教育電氣電子類工程應(yīng)用型“十二五”規(guī)劃教材》由福建工程學(xué)院的陳佳新、陳炳煌編寫。書中第1~5、8、13章及附錄由陳炳煌編寫,第6、7、9-12、14章由陳佳新編寫,全書由陳佳新最后統(tǒng)稿并定稿。福州大學(xué)的蔡金錠教授仔細(xì)審閱了書稿并提出寶貴的修改意見,謹(jǐn)致以衷心謝意。
受編者學(xué)識水平所限,書中難免有錯漏或不妥之處,懇請廣大讀者在使用過程中提出寶貴意見。
編者
前言
第1章 電路模型和電路定律
1.1 電路和電路模型
1.1.1 電路的作用及組成
1.1.2 電路模型
1.1.3 集總參數(shù)電路
1.2 電流和電壓的參考方向
1.2.1 電流
1.2.2 電壓
1.2.3 電位
1.3 電功率和能量
1.4 電路元件
1.4.1 獨立電源
1.4.2 受控電源
1.4.3 電阻元件
1.4.4 電感元件
1.4.5 電容元件
1.4.6 運算放大器
1.5 基爾霍夫定律
1.5.1 基爾霍夫電流定律
1.5.2 基爾霍夫電壓定律
習(xí)題
第2章 電路的分析計算法之一等效變換法
2.1 電路等效變換的概念
2.2 無源網(wǎng)絡(luò)的等效變換
2.2.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
2.2.2 電容的串聯(lián)和并聯(lián)
2.2.3 電感的串聯(lián)和并聯(lián)
2.2.4 -△網(wǎng)絡(luò)的等效變換
2.2.5 無源網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻
2.3 電源的等效變換
2.3.1 獨立電源的串聯(lián)和并聯(lián)
2.3.2 實際電源模型及其等效變換
2.3.3 含受控電源電路的等效變換
習(xí)題
第3章 電路的分析計算法之二電路方程法
3.1 支路電流法
3.1.1 基本思路
3.1.2 分析步驟及要點
3.2 回路(網(wǎng)孔)電流法
3.2.1 基本思路
3.2.2 分析步驟及要點
3.3 節(jié)點電壓法
3.3.1 基本思路
3.3.2 分析步驟及要點
3.3.3 彌爾曼定理
3.3.4 含有理想運算放大器電路的分析
習(xí)題
第4章 電路的分析計算法之三電路定理法
4.1 疊加定理
4.1.1 疊加定理
4.1.2 應(yīng)用指導(dǎo)及要點
4.1.3 齊性定理
4.2 戴維南定理和諾頓定理
4.2.1 戴維南定理
4.2.2 諾頓定理
4.2.3 應(yīng)用指導(dǎo)及要點
4.3 最大功率傳輸定理
4.3.1 最大功率的傳輸條件
4.3.2 匹配條件下的傳輸效率
4.4 互易定理
4.5 對偶原理
4.6 替代定理
習(xí)題
第5章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析
5.1 正弦量的基本概念
5.1.1 正弦量
5.1.2 正弦量的有效值
5.1.3 正弦量的相量表示——相量法
5.2 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量模型
5.2.1 基爾霍夫定律的相量形式
5.2.2 RLC元件VCR的相量形式
5.3 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析
5.3.1 阻抗和導(dǎo)納
5.3.2 電路的相量圖
5.3.3 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析計算
5.4 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率
5.4.1 瞬時功率、有功功率、無功功率和視在功率
5.4.2 復(fù)功率
5.4.3 功率因數(shù)的提高
5.5 最大功率傳輸定理
習(xí)題
第6章 耦合電感電路的分析
6.1 互感
6.1.1 互感現(xiàn)象
6.1.2 互感系數(shù)和耦合因數(shù)
6.1.3 耦合線圈的同名端和互感電壓
6.2 含有耦合電感電路的計算
6.2.1 應(yīng)用耦合電感電路模型的分析計算
6.2.2 耦合電感的去耦等效
6.3 變壓器
6.3.1 空心變壓器
6.3.2 理想變壓器
習(xí)題
第7章 電路的頻率響應(yīng)
7.1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)
7.1.1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與電路的頻率特性
7.1.2 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)類型
7.2 RLC串聯(lián)電路的諧振
7.2.1 RLC串聯(lián)諧振電路的條件
7.2.2 RLC串聯(lián)諧振電路的特點
7.2.3 RLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性
7.3 RLC并聯(lián)電路的諧振
7.3.1 RLC并聯(lián)電路諧振的條件和特點
7.3.2 電感線圈與電容并聯(lián)電路的諧振
7.4 濾波器簡介
習(xí)題
第8章 三相電路
8.1 三相電路的電源和負(fù)載
8.1.1 對稱三相電源
8.1.2 對稱三相電源和負(fù)載的連接方式
8.2 對稱三相電路的計算
8.2.1 聯(lián)結(jié)對稱三相電路的計算
8.2.2 對稱三相電路的主要分析步驟
8.3 不對稱三相電路的概念
8.3.1 三角形聯(lián)結(jié)情況
8.3.2 星形聯(lián)結(jié)有中性線情況
8.3.3 星形聯(lián)結(jié)無中性線情況
8.4 三相電路的功率
習(xí)題
第9章 非正弦周期電路的穩(wěn)態(tài)分析
9.1 非正弦周期函數(shù)的傅里葉級數(shù)分解
9.1.1 非正弦周期信號
9.1.2 非正弦周期函數(shù)的傅里葉級數(shù)分解
9.1.3 對稱周期函數(shù)的諧波分析
9.2 非正弦周期函數(shù)的有效值和平均功率
9.2.1 非正弦周期函數(shù)的有效值
9.2.2 非正弦周期函數(shù)的平均功率
9.3 非正弦周期信號激勵下的穩(wěn)態(tài)電路分析
習(xí)題
第10章 線性動態(tài)電路的時域分析
10.1 線性動態(tài)電路的初始條件
10.1.1 動態(tài)電路的概念
10.1.2 換路定則
10.1.3 動態(tài)電路初始值的確定
10.2 一階電路的分析
10.2.1 一階電路的全響應(yīng)
10.2.2 一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)
10.2.3 一階電路暫態(tài)分析的三要素法
10.2.4 RC電路暫態(tài)過程的應(yīng)用
10.3 一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)
10.3.1 階躍函數(shù)
10.3.2 一階電路的階躍響應(yīng)
10.3.3 沖激函數(shù)
10.3.4 一階電路的沖激響應(yīng)
10.4 二階電路的分析
10.4.1 二階電路的零輸入響應(yīng)
10.4.2 二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)
習(xí)題
第11章 線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析
11.1 拉普拉斯變換與反變換
11.1.1 拉普拉斯變換的定義
11.1.2 拉普拉斯變換的基本性質(zhì)
11.1.3 拉普拉斯反變換的部分分式展開
11.2 運算電路
11.2.1 電路元件的運算電路模型
11.2.2 電路定律的運算形式
11.3 用拉普拉斯變換法分析線性電路
習(xí)題
第12章 二端口網(wǎng)絡(luò)
12.1 二端口網(wǎng)絡(luò)的概念
12.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的方程和參數(shù)
12.2.1 Z參數(shù)方程和開路阻抗參數(shù)矩陣
12.2.2 Y參數(shù)方程和短路導(dǎo)納參數(shù)矩陣
12.2.3 T參數(shù)方程和傳輸參數(shù)矩陣
12.2.4 H參數(shù)方程和混合參數(shù)矩陣
12.3 二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路
12.3.1 用Z參數(shù)表征的等效電路
12.3.2 用Y參數(shù)表征的等效電路
12.4 二端口網(wǎng)絡(luò)的連接
12.4.1 二端口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)
12.4.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)
12.4.3 二端口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)
12.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)
12.5.1 二端口網(wǎng)絡(luò)的策動點函數(shù)
12.5.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)
12.6 回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器
12.6.1 回轉(zhuǎn)器
12.6.2 負(fù)阻抗變換器
習(xí)題
第13章 電路方程的矩陣形式
13.1 圖的概念
13.1.1 電路的圖
13.1.2 割集
13.2 關(guān)聯(lián)矩陣、回路矩陣和割集矩陣
13.2.1 關(guān)聯(lián)矩陣
13.2.2 回路矩陣
13.2.3 割集矩陣
13.3 節(jié)點電壓方程的矩陣形式
13.4 回路電流方程的矩陣形式
13.5 割集電壓方程的矩陣形式
習(xí)題
第14章 非線性電路
14.1 非線性電路元件
14.1.1 非線性電阻元件
14.1.2 非線性電容元件和非線性電感元件
14.2 非線性電阻電路的分析
14.2.1 圖解法
14.2.2 解析法
14.2.3 小信號分析法
習(xí)題
附錄 Multisim簡介
習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)