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基本信息

書名:電路(上)(第二版)

定價：27.00元

售價：18.4元,便宜8.6元,摺扣68

作者:李裕能,夏長徵

齣版社：武漢大學齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787307139077

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

　　《電路（上）（第二版）》的編寫符閤高等院校電路課程教學的基本要求，本書為上冊，共有八章，主要內容包括：電路的基本概念和基本定律、簡單電阻電路的分析、電路分析的一般方法、電路定理。正弦穩態交流電路和相量法、具有耦閤電感元件的電路分析、三相電路、非正弦周期電流電流和信號的頻譜。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《電路（上）（第二版）》 內容摘要 本書是高等院校電子信息類、電氣工程類專業係列教材中的一本，旨在為學生構建紮實的電路基礎知識體係。全書共分為上、下兩冊，本冊為上冊，重點闡述電路的基本概念、分析方法以及各種基本電路元件的特性。內容涵蓋瞭直流電路和交流電路的穩態分析，為後續深入學習更復雜的電路理論打下堅實基礎。 第一章 電路的基本概念 本章首先 introduces 電路的基本組成部分，包括電源、負載、開關和導綫。詳細闡述瞭電流、電壓、電阻、電導、功率和能量等基本物理量及其單位。著重講解瞭電路的數學模型，即理想元件模型，如理想電壓源、理想電流源、理想電阻、理想電感和理想電容，並解釋瞭這些模型的物理意義和應用場景。 電荷與電流：深入剖析電荷的微觀本質，講解電荷守恒定律，以及宏觀上電流的定義、方嚮和計算方法。區分瞭穩恒電流和瞬時電流。 電壓與電勢：闡釋電勢的概念，電壓是兩點間電勢之差，並解釋瞭電壓的參考方嚮。 電阻與電導：詳細介紹電阻是材料對電流阻礙作用的度量，並闡述瞭電阻率、電阻率與溫度的關係，以及歐姆定律在純電阻電路中的應用。引入電導作為電阻的倒數，便於某些電路分析。 功率與能量：定義瞭電功率的概念，即單位時間內電能的轉化速率，並推導齣電路中功率的計算公式，如P=UI、P=I²R、P=U²/R。講解瞭能量守恒定律在電路中的體現。 電路的組成與分類：介紹電路的基本組成要素，以及按照不同標準對電路進行的分類，例如直流電路與交流電路、綫性電路與非綫性電路、集總參數電路與分布參數電路等。 電路圖符號與約定：標準化的電路圖符號是進行電路分析的基礎，本章詳細介紹瞭常用的電路圖符號，並規範瞭電流和電壓的參考方嚮的選取約定。 第二章 集總參數電路的定義與基本定律 本章正式引入集總參數電路的概念，並在此基礎上，係統地講解電路分析的基石——基爾霍夫定律。 集總參數電路：解釋瞭在什麼條件下可以采用集總參數模型來描述電路，即電路的尺寸遠小於電磁波的波長，使得電磁場的變化可以忽略不計，元件的參數（如電阻、電感、電容）可以集中在特定位置。 基爾霍夫電流定律 (KCL)：深入闡述瞭KCL是電荷守恒的體現，即在一個節點上，所有流入節點的電流之和等於所有流齣節點的電流之和。通過實例演示瞭KCL的應用。 基爾霍夫電壓定律 (KVL)：深入闡述瞭KVL是能量守恒的體現，即在任何閉閤迴路中，所有支路電壓的代數和為零。通過實例演示瞭KVL的應用。 支路、節點、迴路：清晰定義瞭電路中的關鍵概念，如支路（包含一個或多個元件的電路段）、節點（三條或三條以上支路匯集的地方）、迴路（首尾相連的路徑）。 第三章 直流電路的分析方法 本章是電路分析方法的集中講解，將基爾霍夫定律與歐姆定律結閤，引齣多種係統性的直流電路分析方法。 歐姆定律：雖然在第一章有所提及，本章將重點強調歐姆定律在分析直流電路中的核心作用。 節點電壓法：介紹以節點電壓為未知量的分析方法，通過列寫節點電壓方程組來求解電路中的所有節點電壓，進而推算齣各支路電流。重點講解瞭如何選擇參考節點（通常為接地節點）以及如何構建節點電壓方程。 支路電流法：介紹以支路電流為未知量的分析方法，通過列寫KCL方程和KVL方程，聯立求解所有支路電流。強調瞭支路電流法求解方程的數量通常比節點電壓法多，但有時更為直觀。 網孔電流法：介紹以網孔電流為未知量的分析方法，適用於平麵電路。通過選取獨立的網孔電流，利用KVL列寫網孔電壓方程組來求解。重點講解瞭如何識彆網孔以及如何構建網孔電流方程，特彆是對於非基本網孔和含有受控源的情況。 戴維寜定理與諾頓定理：這是簡化復雜電路的強大工具。 戴維寜定理：講解如何將任意綫性單端口網絡等效為一個電壓源和一個串聯電阻（或內阻）的組閤，簡化對負載的分析。詳細闡述瞭如何求解戴維寜等效電壓源和戴維寜等效電阻。 諾頓定理：講解如何將任意綫性單端口網絡等效為一個電流源和一個並聯電阻（或內阻）的組閤。詳細闡述瞭如何求解諾頓等效電流源和諾頓等效電阻，並指齣戴維寜等效和諾頓等效之間的轉換關係。 疊加定理：適用於綫性電路。講解瞭如何通過分析電路中各個獨立電源單獨作用時産生的響應，並將這些響應綫性疊加起來，得到總的響應。強調瞭在分析單個電源作用時，需要將其他獨立電源置零（電壓源開路，電流源短路）。 第四章 等效電阻與電路的簡化 本章專注於利用等效電阻的概念來簡化電路結構，提高分析效率。 串聯電阻：講解當電阻首尾相連時，其總電阻等於各電阻之和。 並聯電阻：講解當電阻首首相連，尾尾相連時，其總電阻的倒數等於各電阻倒數之和。對於兩個並聯電阻，有簡化的計算公式。 Y-Δ (星形-三角形) 和 Δ-Y (三角形-星形) 變換：這是處理電路中復雜連接（如橋式電路、網孔連接）的重要技術。詳細推導瞭Y-Δ和Δ-Y變換的計算公式，並講解瞭如何應用這些變換來簡化電路，使其能夠進一步應用串並聯的方法進行求解。 含獨立源的等效變換：除瞭元件的等效，本章還涉及電源的等效變換。 電壓源與電流源的串並聯等效：講解如何將串聯的獨立電壓源組閤等效為一個電壓源，如何將並聯的獨立電流源組閤等效為一個電流源。 理想電壓源和理想電流源之間的等效：闡述瞭在什麼條件下，一個理想電壓源可以等效為一個理想電流源，反之亦然。 第五章 含有受控源的電路分析 本章引入瞭受控源的概念，這是更貼近實際電路模型的重要組成部分。 受控源的類型：詳細介紹瞭電壓控製電壓源 (VCVS)、電流控製電壓源 (CCVS)、電壓控製電流源 (VCCS)、電流控製電流源 (CCCS) 四種受控源的特性和電路符號。 含受控源電路的分析：講解如何在節點電壓法、支路電流法和網孔電流法中處理受控源。關鍵在於如何將受控源的電壓或電流關係融入方程組的建立中。 等效電路：分析如何利用等效電阻、戴維寜/諾頓定理等方法來處理含受控源的電路，並強調在求解等效電阻時，需要“激勵-響應”法（如引入測試源）。 第六章 二端口網絡 本章開始探討更為抽象但重要的二端口網絡概念，為後續更復雜的係統分析奠定基礎。 二端口網絡的定義：介紹二端口網絡是由四個端口組成的電路，在分析時，通常隻關注輸入端口和輸齣端口的電壓和電流關係。 二端口網絡的參數描述： 阻抗參數 (z參數)：講解如何通過施加激勵電壓，測量響應電流來定義z參數，並給齣z參數的定義式和性質。 導納參數 (y參數)：講解如何通過施加激勵電流，測量響應電壓來定義y參數，並給齣y參數的定義式和性質。 混閤參數 (h參數)：講解如何結閤電壓和電流作為激勵和響應來定義h參數，並給齣h參數的定義式和性質。 傳輸參數 (ABCD參數)：講解如何描述輸齣端口的電壓和電流與輸入端口的電壓和電流之間的關係，並給齣ABCD參數的定義式和性質。 參數變換：提供不同參數錶示之間的轉換公式，方便根據具體問題選擇最閤適的參數錶示方法。 二端口網絡的級聯與並聯：講解如何分析由多個二端口網絡串聯或並聯組成的復雜網絡。 第七章 暫態分析 本章從靜態分析轉嚮動態分析，引入一階電路和二階電路的暫態響應。 一階電路： RL電路的暫態分析：分析包含電阻和電感的電路在直流電源作用下的響應。引入時間常數τ=L/R的概念，詳細推導瞭電流和電壓隨時間變化的錶達式，並解釋瞭自然響應和強迫響應。 RC電路的暫態分析：分析包含電阻和電容的電路在直流電源作用下的響應。引入時間常數τ=RC的概念，詳細推導瞭電流和電壓隨時間變化的錶達式，並解釋瞭自然響應和強迫響應。 二階電路： RLC串聯電路的暫態分析：分析包含電阻、電感和電容串聯的電路。重點講解瞭二階電路的特徵方程，以及根據特徵方程根的不同情況（欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼）分析其暫態響應的特點。 第八章 正弦穩態分析 本章是進入交流電路分析的起點，引入瞭相量法這一強大的分析工具。 正弦電壓和電流：迴顧正弦函數的基本性質，如幅值、角頻率、初相位，並講解瞭正弦量的錶示方法。 阻抗與導納： 電阻的阻抗：電阻的阻抗等於其電阻值，相位與電壓電流同相。 電感的阻抗：電感的阻抗為感抗XL = ωL，電壓超前電流90°。 電容的阻抗：電容的阻抗為容抗XC = 1/(ωC)，電流超前電壓90°。 復數阻抗：將電阻、感抗、容抗錶示為復數形式，便於統一處理。 導納：導納是阻抗的倒數，Y = 1/Z。 相量：將瞬時值正弦量轉換為復數（相量）錶示，極大地簡化瞭交流電路的穩態分析。詳細講解瞭相量的定義、轉換方法以及相量與瞬時值之間的對應關係。 相量域的電路分析：將基爾霍夫定律、歐姆定律等應用於相量域，可以進行類似直流電路的分析，但處理的是復數。 第九章 正弦穩態電路的分析 本章將相量法的應用延伸到具體的交流電路分析。 串聯電路的阻抗和相量：講解電阻、電感、電容串聯時的總阻抗計算，以及各元件上的電壓相量與總電壓相量的關係。 並聯電路的導納和相量：講解電阻、電感、電容並聯時的總導納計算，以及各支路電流相量與總電流相量的關係。 RLC串聯諧振電路：分析RLC串聯電路在特定頻率下齣現的諧振現象，重點講解諧振條件、諧振頻率、品質因數Q值以及帶寬，並分析諧振時的電路特性。 RLC並聯諧振電路：分析RLC並聯電路在特定頻率下齣現的諧振現象，講解諧振時的電路特性，並與串聯諧振進行對比。 功率分析： 瞬時功率：定義交流電路中的瞬時功率。 平均功率：講解平均功率的定義及其計算方法，與直流電路的功率概念相近。 無功功率：解釋無功功率的概念，它與電感和電容的充放電有關，不消耗能量但對電網有影響。 視在功率：定義視在功率為電壓有效值與電流有效值的乘積。 功率因數：定義功率因數為平均功率與視在功率之比，並闡述瞭提高功率因數的重要性。 三相電路： 三相電源：介紹三相電源的産生和特點，如綫電壓、相電壓、綫電流、相電流及其關係。 三相負載：介紹星形連接（Y）和三角形連接（Δ）的三相負載。 三相電路的分析：講解瞭在對稱負載和不對稱負載情況下，如何進行三相電路的功率計算和分析。 本書通過循序漸進的講解，從基礎概念到高級分析方法，全麵係統地介紹瞭電路理論的核心內容，旨在培養讀者嚴謹的邏輯思維能力和解決實際電路問題的能力。 學習建議 勤於練習：理論知識的學習離不開大量的習題練習，通過解題可以加深對概念的理解，熟練掌握分析方法。 深入理解：不僅要記憶公式，更要理解公式的推導過程和物理意義，做到知其然，更知其所以然。 多做實驗：如果條件允許，通過電路實驗來驗證理論分析的結果，是檢驗學習效果和加深理解的有效途徑。 靈活運用：掌握各種分析方法，並能根據具體的電路特點選擇最適閤的分析工具。 循序漸進：電路知識體係性強，前後的聯係緊密，務必打好基礎，穩步推進學習。