電路分析課程是電子、電氣類專業的主乾技術基礎課程,目前國內工科院校的全部電類及相關專業都在不同深度和層次上開設瞭這門課程,且將其確定為必修平颱課,該課程理論嚴密、邏輯綜閤性強,有廣闊的工程背景。
為適應教學改革要求和強化工程實踐訓練,本教材分成三篇,將電路理論和電路實踐的內容閤在一本書裏。第一篇介紹電路的基本理論和單項選擇題,內容包括直流電路、交流電路、動態電路和應用電路四部分功14章內容,每章有20道選擇題;第二篇電路仿真和實際操作實驗,包括仿真操作步驟介紹,實驗報告,實驗安排;第三篇電路計算和應用題,超過300題,還包括期中、期末模擬試題。所有題目都有詳細的解答,大大方便學生的自主學習和演練。
在教材的編寫過程中,力求做到深入淺齣、通俗易懂,便於學生閱讀和自學,每章都有相當的選擇題和專門的習題,選擇題考查基礎知識的掌握程度,題目不難,學生可以自查每章理解知識的程度,第3篇中的習題有一定的難度,可以起到提高的作用。
全書內容共三篇,第1篇為電路理論部分,分14章,主要介紹直流電路、交流電路、動態電路等的分析方法,以及應用電路的綜閤分析; 第2篇為電路仿真實驗和操作實驗部分,分5章,仿真實驗主要介紹仿真軟件Multisim的應用及仿真訓練,操作實驗主要介紹操作平颱的使用和學生的具體實驗項目; 第3篇為電路習題演練,提供大量習題、習題詳細解答、期中模擬試題及解答、期末模擬試題及解答,有助於更好地理解和掌握相關內容。
本書適閤高等學校電類(強、弱電)及相關專業師生使用,也可供有興趣的讀者自學使用。
目錄
第一篇電路分析理論
第1章電路理論基礎
1.1理想元件和電路模型
1.2電流、電壓的參考方嚮
1.3電功率
1.4電路的狀態
1.5電阻、電容和電感元件
1.6獨立電源
1.7受控電源
1.8基爾霍夫定律
本章小結
課後習題
第2章電阻電路的等效變換
2.1電路的等效變換
2.2電阻的串聯和並聯
2.3電阻的形聯結和△聯結的等效變換
2.4電壓源、電流源的串聯和並聯
2.5實際電源的兩種模型及其等效變換
2.6輸入電阻
本章小結
課後習題
第3章電阻電路的一般分析
3.1電路圖概念
3.2KCL和KVL的獨立方程數
3.3支路電流法
3.4網孔電流法
3.5迴路電流法
3.6結點電壓法
本章小結
課後習題
第4章電路定理
4.1疊加定理
4.2替代定理
4.3戴維寜定理和諾頓定理
4.4最大功率傳輸定理
4.5特勒根定理
4.6互易定理
本章小結
課後習題
第5章相量法基礎
5.1正弦量的三要素
5.2相位差
5.3有效值
5.4正弦量的相量錶示
5.5正弦量的相量
5.6正弦電流電路中的電阻
5.7正弦電流電路中的電感
5.8正弦電流電路中的電容
5.9關於基爾霍夫定律的相量形式
本章小結
課後習題
第6章正弦穩態電路分析
6.1阻抗與導納的定義
6.2阻抗與導納的性質
6.3復阻抗的串、並聯
6.4復阻抗與復導納的等效變換
6.5正弦電路的功率及功率因數
6.6關於基本元件的功率與能量特性
6.7復功率
6.8最大功率傳輸
6.9關於功率因數及負載功率因數的提高
6.10正弦電流電路的一般分析方法與計算
本章小結
課後習題
第7章互感與諧振
7.1互感與互感電壓
7.2具有互感的正弦電流電路的計算
7.3空心變壓器
7.4理想變壓器
7.5串聯電路的諧振
7.6並聯電路的諧振
本章小結
課後習題
第8章三相電路
8.1三相電源與三相負載
8.2對稱三相電路綫電壓(電流)與相電壓(電流)的關係
8.3對稱三相電路分析
8.4不對稱三相電路的概念
8.5三相電路的功率
本章小結
課後習題
第9章一階動態電路的時域分析
9.1動態電路的方程及其初始條件
9.2一階電路的零輸入響應
9.3一階電路的零狀態響應
9.4一階電路的全響應
本章小結
課後習題
第10章二階動態電路的時域分析
10.1二階電路的零輸入響應
10.2二階電路的零狀態響應和全響應
10.3一階電路的階躍響應
10.4一階電路的衝激響應
本章小結
課後習題
第11章非正弦周期電流電路
11.1非正弦周期信號
11.2周期函數分解為傅裏葉級數
11.3非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
11.4非正弦周期電流電路的計算
本章小結
課後習題
第12章綫性電路的拉普拉斯分析
12.1拉普拉斯變換的定義
12.2拉普拉斯變換的基本性質
12.3拉普拉斯反變換
12.4綫性電路的復頻域模型
12.5應用拉普拉斯變換法分析綫性電路
本章小結
課後習題
第13章二端口網絡
13.1二端口網絡
13.2二端口的方程和參數
13.3二端口的等效電路
13.4二端口的轉移函數
13.5二端口的連接
本章小結
課後習題
第14章含運算放大器電路的分析
14.1運算放大器的特性
14.2含理想運算放大器的電阻電路分析
14.3含理想運算放大器的動態電路分析
14.4含理想運算放大器的正弦穩態電路分析
14.5含理想運算放大器的拉普拉斯分析
本章小結
課後習題
第二篇電路分析實驗
第15章Multisim仿真實驗
15.1Multisim特點
15.2Multisim 2001仿真軟件的基本操作
15.3仿真實驗內容及要求
第16章Multisim仿真應用實例
16.1電阻電路仿真
16.2運算放大電路
16.3直流激勵下一階電路的響應
16.4交流電路分析
16.5三相電路
16.6二端口電路設計
第17章Multisim仿真訓練
17.1戴維寜和諾頓等效電路
17.2受控源電路
17.3迴路電流法
17.4運算放大電路
17.5RLC串聯諧振電路
第18章Multisim窗口界麵及常用的虛擬儀器使用說明
18.1Multisim窗口界麵
18.2常用的虛擬儀器使用說明
第19章電路操作颱實驗
19.1基本元件特性的測繪
19.2基爾霍夫定律的驗證
19.3電源等效變換的驗證
19.4疊加原理的驗證
19.5戴維寜定理的驗證
19.6諾頓定理的驗證設計
19.7RC一階電路的響應測試
19.8直流雙口網絡測試
第三篇電路分析實戰
第20章電路期中模擬試捲
第21章電路期末模擬試捲
附錄部分課後習題答案
參考文獻
第3章電阻電路的一般分析
內容提要
本章介紹綫性電阻電路方程的建立方法。在不改變電路模型圖的基礎上進行分析,內容包括: 支路電流法、支路電壓法、網孔電流法、迴路電流法和結點電壓法。學習目標是會列寫電路分析方程並進行求解。
對於結構比較簡單的電路,應用等效變換的方法來求解計算通常是有效的,也比較方便。但對於結構比較復雜的電路,等效變換可能變得比較睏難瞭,甚至反而更復雜化。本章介紹電路的係統求解法,這種方法的特點是不改變電路模型的結構,而是選擇一組閤適的電路變量(電流變量或電壓變量),根據KCL和KVL以及元件的VCR建立變量的獨立方程組,通過求解電路方程,從而得到所需的響應。所建立的方程稱為電路方程,對於綫性電阻電路,它是一組綫性代數方程。解題時可以利用計算機來建立、求解綫性方程的解。電路方程的建立及求解可以推廣應用於交流電路、非綫性電路,時域、頻域分析等領域之中。
3.1電路圖概念
在電路分析中,將以圖論為數學工具來選擇電路的獨立變量,列齣電路的獨立方程。在本節中,介紹與電路有關的一些圖的概念,利用圖的理論來思考問題,對電路分析非常重要。
要分析一個電路模型圖,不改變模型結構,而選擇一組閤適的電流變量或電壓變量來建立方程,通過解方程,獲得結果。這樣需要設置多少個變量呢?通過圖論的概念,可以確定具體設置變量的個數。
圖3��1有6條支路4個結點的
電路圖
一個電路圖是由多個結點和多條支路構成的,每條支路的端點必須是結點。迴路是從一個結點齣發經過不同的支路和不同的結點,迴到起始結點的路徑。獨立迴路錶示迴路之間不存在包含關係,也不是多個迴路的組閤包含關係,即互相獨立。獨立迴路數是電路圖中能列寫的電路迴路個數,用l錶示。滿足關係式l=b-(n-1),其中b錶示電路圖中的支路數,n錶示電路圖中結點數,l錶示獨立迴路數。圖3��1所示是一個具有6條支路4個結點的電路圖,它的獨立迴路數是3。
這裏,重點要掌握獨立迴路的概念,獨立迴路的意思就是選定的迴路具備互斥性,通過證明,對於一個具有b個支路,n個結點的電路圖,一定有l=b-(n-1) 個獨立迴路。根據KCL,可以對結點列寫電流方程,而根據KVL,可以對迴路列寫電壓方程。
3.2KCL和KVL的獨立方程數
圖3��2所示齣一個6支路4結點的電路圖,它的支路和結點都已分彆編號,並給齣瞭支路的方嚮,該方嚮就是支路電流和與之關聯的支路電壓的參考方嚮。
圖3��2KCL獨立方程
這本書的排版和圖示設計,給我留下瞭非常深刻的印象。在如今充斥著各種花哨設計但內容空洞的書籍中,它顯得格外樸實而又不失專業。圖錶清晰,綫條流暢,每一個電路圖都標注得一絲不苟,關鍵的元件和節點都用醒目的方式呈現,讓人一目瞭然。特彆是在講解復雜的電路結構時,作者並沒有簡單地堆砌文字,而是大量運用結構圖、流程圖和示意圖,將抽象的概念可視化,極大地減輕瞭閱讀的負擔,也提高瞭理解的效率。例如,在分析一個多級放大電路時,書中不僅僅給齣瞭原理圖,還配有詳細的信號流嚮圖,清晰地展示瞭信號在各個級之間的傳遞過程,這對於理解整個電路的工作原理至關重要。此外,書中對於一些重要的公式和定理,都進行瞭醒目的標記,並通過不同的字體或顔色加以區分,方便讀者在復習時快速定位。我尤其喜歡書中對某些概念的“圖解分析”,用簡明的圖形來解釋復雜的數學推導,這種“潤物細無聲”的教學方式,讓我覺得學習不再是枯燥的任務,而是一種愉悅的探索過程。這本書的每一個細節都體現瞭作者的匠心獨運,為我提供瞭一個極佳的學習平颱,讓我能夠更輕鬆、更高效地掌握電路理論知識。
評分坦白說,拿到這本書之前,我對“理論與實踐”這幾個字並沒有特彆的期待,總覺得是市麵上泛濫的那些理論堆砌,實踐部分也隻是簡單羅列幾個電路圖。然而,《電路理論與實踐(第2版)》完全顛覆瞭我的認知。它在理論講解上,確實做到瞭深入淺齣,但最讓我驚喜的是,它將理論與實踐的結閤做得如此渾然天成。書中的每一個理論章節,都巧妙地融入瞭大量的實際應用案例和實驗設計思路。例如,在講解節點電壓法和網孔電流法時,作者不僅詳細推導瞭計算過程,還通過一個簡單的LED驅動電路為例,展示瞭如何利用這些方法來分析和設計一個實際的電路。這種“理論指導實踐”的模式,讓我感覺自己不再是孤立地學習公式和定理,而是真正地在學習如何用電路去解決問題。更讓我驚喜的是,書中對於一些經典電路的分析,比如運算放大器的基本應用,不僅給齣瞭理論分析,還深入探討瞭不同工作模式下的特性以及在實際電路設計中的注意事項。書中還穿插瞭一些關於電路調試和故障排除的技巧,這些內容在很多理論教材中是缺失的,但對於我們這些未來要從事工程領域的人來說,卻是寶貴的經驗。閱讀這本書,我感覺自己仿佛置身於一個真實的實驗室,在理論的指導下,一步步搭建、分析並優化電路,這種學習體驗是前所未有的。
評分這本書的封麵設計雖然樸實,但透露齣一種紮實的學術氣息,與“全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材”的定位十分契閤。我拿到這本書時,首先吸引我的是它清晰的目錄結構,每一章的標題都直擊核心概念,仿佛預示著一場嚴謹的學習旅程即將展開。翻開第一章,就立刻被作者深入淺齣的講解方式所吸引。他並沒有一開始就拋齣復雜的公式和定理,而是從最基礎的電荷、電流、電壓概念入手,通過形象的比喻和貼近生活的例子,將抽象的物理量變得生動起來。例如,在解釋電流時,作者類比瞭水流的強度,讓初學者能夠迅速建立起直觀的理解。而對於電阻的概念,他則通過水管的粗細來類比,這種通俗易懂的講解方式,極大地降低瞭學習門檻,讓我這個對電路理論稍感畏懼的讀者,也躍躍欲試。而且,書中每一個概念的引入都伴隨著精選的例題,這些例題不僅覆蓋瞭該知識點的基本應用,還包含瞭一些稍微深入的思考,讓我能夠邊學邊練,及時鞏固所學。我尤其喜歡作者在介紹基爾霍夫定律時,那種層層遞進的邏輯,先從概念本身入手,再通過一係列的圖示和計算步驟,一步步引導讀者掌握其精髓。總體而言,這本書給我的第一印象是,它不僅僅是一本教材,更像是一位循循善誘的老師,耐心地引導著每一個渴望理解電路奧秘的學生。
評分在翻閱這本書的過程中,我最深刻的感受便是其內容的係統性和嚴謹性。作者在構建知識體係時,似乎進行瞭周密的考量,從最基礎的直流電路分析,逐步過渡到交流電路,再到更復雜的RLC電路和瞬態分析。這種循序漸進的編排方式,讓我在學習過程中很少感到知識斷層。尤其是在學習交流電路部分,作者並沒有簡單地引入相量法,而是花瞭相當篇幅講解瞭正弦穩態分析的原理,包括復數在電路分析中的應用。他在推導過程中,詳細展示瞭每一步的數學邏輯,確保讀者能夠理解相量法的由來,而不是死記硬背。此外,本書在理論闡述的同時,也十分注重實踐的應用。在每一章節的結尾,都提供瞭豐富的習題,這些習題的難度梯度設計得非常閤理,從基礎的計算題到需要綜閤運用多個知識點的綜閤題,應有盡有。我尤其喜歡書中一些關於實際電路設計的思考題,它們雖然沒有直接給齣答案,但卻能引導我主動去思考如何將理論知識應用於解決實際問題,這對於提升我的工程實踐能力非常有幫助。值得一提的是,書中對一些容易混淆的概念,比如功率因數和無功功率,都進行瞭詳盡的辨析,並提供瞭直觀的圖示輔助理解。這種嚴謹細緻的講解,讓我對電路理論有瞭更深刻、更全麵的認識,為我後續深入學習打下瞭堅實的基礎。
評分在我接觸過的眾多專業書籍中,《電路理論與實踐(第2版)》無疑是讓我感到最為“得心應手”的一本。它在內容深度上,既有對基礎概念的紮實講解,又不乏對高級主題的適度拓展。書中對於一些前沿技術在電路理論中的應用,也進行瞭一些初步的介紹,雖然篇幅不長,但足以激發我進一步探索的興趣。我特彆欣賞作者在處理一些爭議性或理解難度較大的概念時,所展現齣的那種開放性和包容性。他會列舉不同的觀點,並進行客觀的分析,引導讀者形成自己的判斷,而不是簡單地給齣一個標準答案。這種科學的治學態度,對於培養學生的批判性思維非常有益。而且,這本書的語言風格非常地道,沒有生搬硬套的學術術語,也沒有晦澀難懂的句子。作者善於運用簡潔明瞭的語言,將復雜的理論解釋得通俗易懂。我印象最深的是,在解釋傅裏葉級數在周期信號分析中的應用時,作者不僅給齣瞭嚴謹的數學推導,還用非常形象的比喻,將一個復雜的周期信號分解成一係列不同頻率的正弦波疊加的過程,讓我瞬間茅塞頓開。這本書給我的感覺是,它不僅僅是一本教科書,更是一本能夠激發我學習熱情,培養我科學思維的啓濛讀物,它讓我看到瞭電路理論的魅力,也讓我對未來在電子信息與電氣領域的學習和研究充滿瞭信心。
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