本教材的編寫是依據“立足基礎，精簡理論，循序漸進，聯系實際”的編寫原則，為適應電氣類、自動化類等專業領域知識面寬廣的特點，主要內容有：電路模型和基爾霍夫定律、電阻電路的等效化簡、電路的系統分析方法、電路定理、正弦交流電路穩態分析、雙口網絡、非正弦周期電流電路、動態電路的時域分析、動態電路的復頻域分析等。
電路課程是電氣類、電子信息類、計算機類專業的重要基礎課程, 本書側重電氣工程專業教學。電氣工程專業是現代科技領域中的核心學科之一, 從某種意義上講, 電氣工程的發達程度代表著國家的科技進步水平。因此, 電氣工程的教育在國家高等教育教學中一直占據著十分重要的地位。傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和, 而今天的電氣工程則涵蓋了幾乎與電子、光子有關的所有工程行為。電氣工程領域知識寬度的巨大增長, 要求我們重新檢查甚至重新構造電氣工程的學科方向、課程設置、教材及教學內容, 以使電氣工程學科能有效地滿足學生需求和社會需求。
國內院校電路課程是電氣類、電子信息類、計算機類等專業學科必修的基礎課, 課程名稱多為“電路原理” “電路基礎” “電路分析基礎” 等。一般而言, “電路原理” 側重電路理論性、系統性, 主要針對電氣類強電專業, 通常兩學期授課; “電路分析基礎” 更側重工程應用, 主要針對電子信息類、計算機類等弱電專業, 一學期授課。學習電路課程之前, 需要進行大學物理(電磁部分)、高等數學(微積分、線性方程) 等先導課程內容的學習。本書依據“立足基礎, 精簡理論, 循序漸進, 聯系實際” 的編寫原則, 注重理論性、系統性,強調實用性、工程化。本書共12 章, 涵蓋了電路分析的主要內容, 書中標“.” 號部分作為擴展內容供選修。為幫助讀者學習相關理論并聯系實際應用, 每章開篇總括了該章的內容和要點, 再以與該章節知識相關的實例引出問題, 每章內容后附有實例應用, 與導讀思考相呼應, 并附有每章小結和習題。
本書在編寫過程中汲取了參考文獻中各位專家、學者的許多經驗, 受益匪淺, 在此一并表示感謝!由于作者水平有限, 本書結構和體系的安排、內容的取舍和敘述等方面恐有疏漏和不當之處, 懇請讀者指正。
編 者
前言
第1 章 電路模型和基爾霍夫定律 1
[章前導讀] 1
[導讀思考] 1
1. 1 電路與電路模型 2
1. 1. 1 電路的功能和電路的構成 2
1. 1. 2 電路模型 2
1. 1. 3 線性非時變集總參數電路 2
1. 2 電流、電壓及其參考方向 4
1. 2. 1 電流 4
1. 2. 2 電壓 5
1. 2. 3 功率和能量 5
1. 3 基爾霍夫定律 6
1. 3. 1 基爾霍夫電流定律 7
1. 3. 2 基爾霍夫電壓定律 7
1. 4 無源電路元件 8
1. 4. 1 電阻元件 9
1. 4. 2 電容元件 10
1. 4. 3 電感元件 13
1. 5 有源電路元件 15
1. 5. 1 獨立電源 15
1. 5. 2 受控源 18
[實例應用] 20
本章小結 20
習題1 21
第2 章 電阻電路的等效化簡 25
[章前導讀] 25
[導讀思考] 25
2. 1 單口網絡等效化簡的概念 26
2. 1. 1 端口 26
2. 1. 2 單口網絡 26
2. 1. 3 單口網絡的伏安特性 27
2. 1. 4 單口網絡的等效電路 29
2. 2 無源單口網絡的等效化簡 30
2. 2. 1 電阻串聯的等效化簡 30
2. 2. 2 電阻并聯的等效化簡 31
2. 2. 3 電阻混聯的等效化簡 34
2. 3 電阻的聯結和△聯結的等效變換 36
2. 3. 1 和△聯結 36
2. 3. 2 和△聯結的等效互換 37
2. 3. 3 電橋電路及電橋平衡 39
2. 4 有源單口網絡的等效化簡 42
2. 4. 1 獨立電源串并聯的等效化簡 43
2. 4. 2 多余元件的概念 43
2. 4. 3 實際電源的兩種模型及其等效
變換 44
2. 5 含受控源電路的等效化簡 46
2. 5. 1 含受控源單口網絡的等效電路 47
2. 5. 2 受控源單口網絡兩種電源形式的
等效變換 48
[實例應用] 49
本章小結 50
習題2 50
第3 章 電路的系統分析方法 53
[章前導讀] 53
[導讀思考] 53
3. 1 2b 法和支路法 53
3. 1. 1 2b 法 54
3. 1. 2 支路電流法 55
3. 1. 3 支路電壓法 57
3. 1. 4 獨立方程的選取 58
3. 1. 5 支路電流法的基本步驟 59
3. 2 網孔法和回路法 60
3. 2. 1 網孔電流 61
3. 2. 2 網孔電流方程的列寫 61
3. 2. 3 回路法 64
目錄
Ⅴ
3. 2. 4 含有受控源的電阻電路回路方程列
寫法 65
3. 3 節點法和改進的節點法 66
3. 3. 1 節點電壓 66
3. 3. 2 節點法 67
3. 3. 3 改進的節點法 70
3. 3. 4 含有受控源的電阻電路節點方程列
寫法 71
3. 3. 5 節點法與其他方法比較 73
[實例應用] 73
本章小結 74
習題3 74
第4 章 電路定理 78
[章前導讀] 78
[導讀思考] 78
4. 1 疊加定理 79
4. 1. 1 疊加定理的內容 79
4. 1. 2 疊加定理的應用 81
4. 1. 3 齊次性定理 84
4. 2 替代定理 85
4. 2. 1 替代定理的內容 85
4. 2. 2 替代定理的證明 86
4. 2. 3 替代定理的要求 87
4. 2. 4 替代定理的應用 88
4. 3 戴維南定理和諾頓定理 89
4. 3. 1 戴維南定理 89
4. 3. 2 諾頓定理 93
4. 3. 3 有源線性電阻單口網絡的等效
電路 95
4. 3. 4 最大功率傳輸定理 97
4. 4 特勒根定理和互易定理 100
4. 4. 1 特勒根定理 100
4. 4. 2 互易定理 103
. 4. 5 補償定理 107
[實例應用] 109
本章小結 109
習題4 110
第5 章 動態電路的時域分析 114
[章前導讀] 114
[導讀思考] 114
5. 1 一階電路的基本概念和換路定則 115
5. 1. 1 一階電路的基本概念 115
5. 1. 2 換路定則與初始值的確定 115
5. 2 一階電路的零輸入響應和零狀態
響應 117
5. 2. 1 RC 和RL 電路的零輸入響應 117
5. 2. 2 RC 和RL 電路的零狀態響應 122
5. 3 一階電路全響應和三要素法 125
5. 3. 1 全響應 125
5. 3. 2 三要素法 126
. 5. 4 一階電路在正弦激勵作用下的
響應 127
5. 5 階躍響應和沖激響應 129
5. 5. 1 階躍函數與沖激函數 129
5. 5. 2 階躍響應 131
5. 5. 3 沖激響應 132
. 5. 6 應用卷積積分法計算零狀態響應 134
. 5. 7 二階動態電路的響應 139
5. 7. 1 二階電路的零輸入響應 139
5. 7. 2 二階電路的零狀態響應和全
響應 147
[實例應用] 151
本章小結 151
習題5 151
第6 章 正弦穩態交流電路分析
基礎 156
[章前導讀] 156
[導讀思考] 156
6. 1 正弦量的基本概念 157
6. 1. 1 正弦量的三要素 157
6. 1. 2 正弦量的相位差 158
6. 1. 3 正弦量的有效值 160
6. 2 正弦量的相量表示 161
6. 2. 1 復數的表示形式及運算 161
6. 2. 2 正弦量和相量 163
6. 2. 3 同頻率正弦量的運算 165
6. 3 基爾霍夫定律和元件特
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