內容簡介
《電路分析基礎》由李輝、範世貴編著,是根據教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會製定的“電路分析基礎課程教學基本要求”編寫的。全書共分9章。內容包括電路的基本概念與定律,電阻電路的等效變換,綫性電路基本分析方法,電路基本定理,正弦穩態電路的分析,三相電路,耦閤電感與理想變壓器,非正弦周期電流電路,一階動態電路時域分析。 《電路分析基礎》可作為高等學校電子信息、通信、自動化、電氣工程、計算機等專業本科生的教材,也可供其他專業選用和有關工程技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第1章 電路的基本概念與定律1.1 電路與電路模型1.2 電路分析的基本變量1.3 常用的電路元件1.4 電路基本定律習題1
第2章 電阻電路的等效變換2.1 電阻的連接及其等效變換2.2 電源的連接及其等效變換2.3 無獨立源單口電路及其等效電路2.4 用等效變換法分析計算電路習題2
第3章 綫性電路基本分析方法3.1 支路電流法3.2 網孔法3.3 節點法習題3
第4章 電路基本定理4.1 疊加定理與齊次定理4.2 等效電源定理4.3 最大功率傳輸定理4.4 互易定理習題4
第5章 正弦穩態電路的分析5.1 復數5.2 正弦量及其描述5.3 KCL,KVL及電路元件伏安關係的相量形式5.4 阻抗與導納5.5 正弦穩態電路頻域分析法5.6 正弦穩態電路的功率5.7 最大功率傳輸5.8 簡單諧振電路習題5
第6章 三相電路6.1 三相電路及其連接6.2 對稱三相電路計算6.3 不對稱三相電路的概念6.4 三相電路的有功功率習題6
第7章 耦閤電感與理想變壓器7.1 耦閤電感元件7.2 耦閤電感的伏安關係7.3 耦閤電感的去耦等效電路7.4 含耦閤電感元件電路的分析7.5 理想變壓器習題7
第8章 非正弦周期電流電路8.1 非正弦周期函數展開成傅裏葉級數8.2 非正弦周期電量的有效值8.3 非正弦周期電流電路穩態分析8.4 非正弦周期電流電路的平均功率習題8
第9章 一階動態電路時域分析9.1 常用的電信號9.2 換路定律9.3 電路初始值的求解9.4 綫性定常電路的性質9.5 一階電路時域經典分析法9.6 求一階電路全響應的三要素法9.7 一階電路的衝激響應習題9習題參考答案參考文獻
前言/序言
電路世界:探秘電子信號的流動與控製 本書並非《電路分析基礎/高等學校網絡教育規劃教材》,而是一部旨在帶領讀者深入探索電路世界奧秘的科普讀物。它不側重於嚴謹的數學推導和工程計算,而是著力於描繪電路的靈魂——電信號的産生、傳播、變換與應用。通過生動形象的比喻、引人入勝的案例以及圖文並茂的講解,本書將帶你揭開電子設備運轉背後的神秘麵紗,理解那些看不見的電信號如何驅動著我們生活的方方麵麵。 第一章:電與磁的交響樂——萬物之源的啓示 在本章,我們將從最基礎的概念入手,迴顧電與磁這兩個看似獨立卻又密不可分的自然力量。你將瞭解到,正是電荷的靜止與運動,以及由此産生的電場和磁場,構成瞭我們理解電路世界的基石。我們會用日常生活中的水流、壓力等類比來解釋電荷、電壓、電流等基本概念,讓抽象的物理量變得直觀易懂。通過迴顧法拉第電磁感應定律和安培定律等經典理論,我們將揭示電能如何産生,磁性如何與電流相互作用,為後續深入理解發電、電動機等應用奠定基礎。本書不會深入探討復雜的矢量分析或微分方程,而是側重於概念的理解和直觀的感受。 第二章:看不見的舞者——電信號的誕生與傳播 一旦掌握瞭基本概念,我們便進入瞭電信號的奇妙旅程。本章將深入剖析信號是如何産生的,從簡單的電池供電到復雜的振蕩電路。你將瞭解到,信號並非單一不變,而是具有豐富的信息。我們會用聲音、光綫等類比來理解信號的頻率、幅度和相位,並解釋這些特性如何承載不同的信息。接著,我們將探討信號如何在導綫中傳播,以及傳播過程中可能遇到的損耗和失真。本書會以簡單直觀的方式解釋傳輸綫理論的核心思想,比如信號的反射和阻抗匹配,但不會涉及復雜的史密斯圓圖或其他高級計算。我們會通過一些生活中的例子,比如無綫電波的傳播,來闡釋信號傳播的普遍性。 第三章:電路的結構與邏輯——信號的路徑與決策 電路的本質就是信號的路徑和控製。在本章,我們將聚焦於構成各種電路的基本單元,如電阻、電容、電感等無源元件,以及晶體管、二極管等有源元件。我們會用形象的比喻來解釋它們的作用:電阻如同水管中的狹窄處,阻礙水流;電容則像一個蓄水池,能夠儲存電荷;電感則如同一個鏇轉的飛輪,儲存動能(電流)。更重要的是,我們將探索這些元件如何組閤,形成具有特定功能的電路。從簡單的分壓電路到復雜的濾波器,本書將通過直觀的圖示和清晰的講解,讓你理解元件的組閤是如何實現對信號的“過濾”、“放大”或“轉換”的。我們不會深入講解疊加定理、戴維南定理等分析方法,而是側重於理解各個元件在電路中的功能和它們組閤起來産生的整體效果。 第四章:信息傳遞的橋梁——通信電路的奧秘 現代社會離不開信息的傳遞,而通信電路正是實現這一目標的功臣。本章將聚焦於無綫通信、有綫通信等領域。你將瞭解到,無論是手機通話、電視信號,還是互聯網數據,都依賴於復雜的通信電路將信息準確無誤地發送到目的地。我們會解釋調製和解調的基本原理,以及為什麼需要它們。通過講解振蕩器、混頻器、放大器等關鍵模塊,你會明白信號是如何被“打包”發送,又如何被“解包”接收的。本書會以通俗易懂的方式解釋頻譜、帶寬等概念,並介紹幾種常見的通信方式,比如調幅、調頻,但不會涉及復雜的編碼、解碼算法或信息論的數學模型。 第五章:驅動世界的動力——功率電路與能量轉換 電能不僅僅用於傳遞信息,更重要的是驅動著我們生活中的各種電器。本章將帶你走進功率電路的世界。你將瞭解到,電力係統如何將發電廠産生的電能輸送到韆傢萬戶,以及傢中的電器如何利用這些電能。我們會探討變壓器在電力傳輸中的關鍵作用,以及整流、濾波等電路如何將交流電轉換為直流電,以滿足不同電器的需求。本書會用生動的例子解釋電機的基本原理,讓你理解電能如何轉化為機械能,驅動風扇、汽車等設備。我們不會深入講解電力電子的控製算法或高壓輸電的詳細工程細節,而是著重於功率電路在日常生活中的應用和影響。 第六章:智能時代的基石——數字電路與邏輯門 隨著計算機和智能設備的普及,數字電路扮演著越來越重要的角色。本章將帶你進入數字世界的殿堂。你將瞭解到,與模擬信號不同,數字信號由離散的0和1組成,並且具有更高的抗乾擾能力。我們會從最基本的邏輯門(如與門、或門、非門)開始講解,並展示它們如何組閤成更復雜的邏輯電路,例如加法器、觸發器等。通過理解這些基本的邏輯單元,你將能夠理解計算機內部是如何進行運算和存儲信息的。本書將以生動的圖示和清晰的邏輯,幫助你理解二進製、布爾代數等概念,並初步瞭解微處理器等核心部件的工作原理。 第七章:感知世界的光影——傳感器與測量電路 電子設備之所以能夠“感知”和“理解”世界,離不開各種傳感器。本章將聚焦於傳感器技術及其相關的測量電路。你將瞭解到,溫度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器等是如何將物理量的變化轉化為電信號的。我們會探討放大器、比較器等電路如何處理和轉換這些微弱的電信號,使其能夠被後續的數字電路讀取和處理。本書會以生活中的例子,如智能傢居中的溫濕度傳感器、數碼相機中的圖像傳感器等,來闡釋傳感器技術的廣泛應用。 第八章:電路的未來與展望——科技前沿的探索 在本書的最後一章,我們將放眼未來,展望電路技術的發展趨勢。你將瞭解到,微電子技術的不斷進步,使得集成電路的密度越來越高,功能越來越強大。我們會探討人工智能、物聯網、5G通信等新興技術與電路技術的深度融閤,以及這些技術將如何深刻地改變我們的生活。本書將以充滿啓發性的語言,介紹納米電子學、量子計算等前沿領域的研究進展,並鼓勵讀者保持對科技的好奇心和探索精神。 本書的目標是讓每一位對電子世界感興趣的讀者,都能在輕鬆愉快的閱讀過程中,獲得對電路基本原理的深刻理解,並從中發現電子科學的無窮魅力。我們希望通過這本書,點燃你探索未知、理解科技的熱情,讓你不再將電子設備視為神秘的黑盒子,而是能夠以一種更加從容和自信的態度去擁抱這個由電信號構建的精彩世界。
這本書的封麵設計樸實無華,那種略帶磨損感的紙質封麵,讓我仿佛迴到瞭大學時代的圖書館,一本本翻閱著經典教材。我當初選擇它,純粹是因為它占據瞭學校指定教材的顯眼位置,沒有太多其他選擇的餘地。拿到手後,厚實的分量讓人感到踏實,內頁紙張的觸感也算不錯,不像有些廉價印刷品那麼刺眼。翻開第一頁,映入眼簾的是嚴謹的扉頁信息和目錄,清晰地劃分瞭各個章節,讓我對學習的整體脈絡有瞭初步的瞭解。雖然標題點明瞭“電路分析基礎”,但老實說,當時對“基礎”的理解還停留在最錶層的概念,對即將要麵對的復雜公式和定理毫無心理準備。我記得當時最先映入眼簾的是那一堆堆希臘字母和符號,它們像密密麻麻的文字一樣,讓我感到一絲畏懼。每一頁似乎都在挑戰我對邏輯和抽象思維的極限,需要我花費大量的時間去理解,去消化,去反復咀覦。我常常在晚上挑燈夜戰,對著書本上的例題,嘗試著一步步去推導,去計算,那種感覺,就像是在攀登一座高不可攀的山峰,每前進一步都異常艱難,但又隱隱透透著一種徵服的快感。