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基本信息

书名:电路理论基础

定价：25.00元

售价：17.0元,便宜8.0元,折扣68

作者:李芳

出版社：机械工业出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787111218449

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.422kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是根据教育部颁布的高等工科院校“电路分析课程教学基本要求”编写的，主要有以下内容：电路基本概念和基本定律，电阻电路的一般分析，动态电路的时域分析，正弦稳态电路分析，含有耦合电感的电路分析，三相电路，非正弦周期电流电路分析，动态电路的复频域分析，网络图论与网络方程的矩阵形式，二端口网络，均匀传输线的正弦稳态分析及附录。
　　本书配有电子课件，欢迎选用本书作教材的老师索取。索取邮箱：EdmondYan@sina．或EdmondYan@hotmail．
　　本书的几位作者长期从事电路理论的教学与研究工作，结合自己多年的教学经验并本着以学牛为本的宗旨，从初学者入门的角度深入浅出地介绍了电路的基本原理、基本方法。本书包含丰富的例题和习题，可作为高等院校包括电子信息类在内的电类各专业的本科生教材，也可作为高职、电大、职大的教材和有关工程技术人员的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电工基础》 内容简介 《电工基础》是一本系统阐述电工学基本原理、概念和分析方法的教材。全书共分为十二章，循序渐进地引导读者掌握电工学的核心知识体系，为进一步深入学习电气工程及其自动化、电子信息工程、通信工程等相关专业打下坚实的基础。本书强调理论与实践相结合，力求在枯燥的理论讲解中融入生动的实例和易于理解的类比，帮助读者构建直观的物理图像。 第一章 绪论 本章首先介绍电工学的定义、研究对象及其在国民经济和社会发展中的重要地位。通过简要回顾电学史上的重大发现和里程碑式的人物，激发读者对电工学的学习兴趣。接着，明确本书的学习目标和内容范围，指导读者如何有效地利用本书进行学习。最后，介绍电工学学习所需的基本物理概念，如电荷、电场、磁场等，为后续章节的学习奠定必要的基础。 第二章 电路基本概念与定律 本章是全书的基石。首先，详细阐述电路、电路的组成部分（电源、负载、导线、开关）以及电路的分类（模拟电路与数字电路，线性电路与非线性电路等）。随后，深入介绍电路分析中最基本但至关重要的概念：电流、电压、电阻、电导。每种物理量都通过其定义、单位、正负号规定及其物理意义进行详尽解释，并通过具体的计算实例加深理解。 本章的核心内容之一是介绍电学中的三大基本定律：欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。欧姆定律被分为两部分阐述：纯电阻电路中的欧姆定律，以及包含非线性元件时的欧姆定律推广。KVL和KCL作为电路分析的“天纲地宪”，将被赋予充分的篇幅，不仅给出其数学表达式，更会深入剖析其物理根源——电场力做功守恒和电荷守恒定律。通过大量的例题，演示如何运用这两大定律分析和求解复杂电路。 此外，本章还将引入功率和能量的概念，推导焦耳定律，讲解电功率的计算，并区分瞬时功率、平均功率和有功功率、无功功率等概念。最后，初步介绍电路的连接方式，如串联、并联和混联，以及不同连接方式下电阻、电流、电压的特点，为后续更复杂的电路分析打下基础。 第三章 串联与并联电路分析 本章将深入探讨两种最基本的电路结构：串联电路和并联电路。 对于串联电路，将详细分析其特性：电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于各部分电阻之和。通过具体的电路模型，推导电阻串联时的等效电阻公式，并分析电压在串联电阻上的分配规律。本章将提供一系列串联电路的计算题，包括计算总电阻、总电流、各元件上的电压以及功率消耗，帮助读者熟练掌握串联电路的分析方法。 对于并联电路，将重点讲解其特性：各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。推导电阻并联时的等效电阻公式，并分析电流在并联支路上的分配规律，特别会引入电流分配器的概念。通过具体的并联电路分析实例，展示如何计算总电流、各支路电流、各支路电压以及总功率。 本章还将介绍混联电路的分析策略。混联电路是指同时包含串联和并联关系的电路。分析混联电路的关键在于“先分后合，逐级化简”的原则。我们将演示如何通过识别电路中的串并联部分，逐步简化电路结构，最终转化为简单的串联或并联电路进行求解。例题将涵盖从基本混联到相对复杂的混联电路的求解过程，强调分解电路、等效替换的技巧。 第四章 电阻电路的等效变换 本章旨在进一步深化电路简化方法。在掌握了串联和并联电阻的等效变换之后，本章将引入更通用的等效变换方法——Y-△变换（星形-三角形变换）和△-Y变换。这两种变换是解决许多复杂电路问题的关键工具，尤其是在直接应用KCL、KVL难以求解的电路中。 Y-△变换和△-Y变换的推导将给出详细的数学过程，并解释其物理意义。我们将通过大量的实例，展示如何灵活运用Y-△变换和△-Y变换来简化电路结构，例如将一个复杂的三角形连接电阻网络变换为星形连接，反之亦然，从而使原电路能够通过串并联的方法进行求解。 此外，本章还将回顾并强调戴维宁定理和诺顿定理。这两种定理是针对线性电路的等效变换，可以将一个复杂的线性二端网络等效为一个简单的电压源与串联电阻（戴维宁等效电路）或电流源与并联电阻（诺顿等效电路）。本章将详细介绍这两个定理的适用条件、推导方法以及计算步骤，并通过实例演示如何运用戴维宁定理和诺顿定理简化复杂电路，只关注特定部分的响应。 第五章 电容与电感 本章将引入电路中的两种重要的非电阻元件：电容和电感。 首先，详细介绍电容。从电容的定义出发，解释其物理意义（储存电场能的能力），并介绍电容的单位（法拉）。本章将分析电容的结构，包括平行板电容器的构成和影响电容值的因素（介质、极板面积、极板间距离）。然后，重点讲解电容在直流电路中的特性：直流稳态时，电容相当于开路；在电容充电和放电过程中，电流与电压的关系遵循微分方程。介绍电容的串联和并联特性，以及电容的电场能的计算。 接着，深入介绍电感。从电感的定义出发，解释其物理意义（抵抗电流变化的能力，储存磁场能），并介绍电感单位（亨利）。本章将分析电感的结构，如螺线管电感，并讲解影响电感值的因素（线圈匝数、磁芯材料、长度、截面积）。重点讲解电感在直流电路中的特性：直流稳态时，电感相当于短路；在电流变化过程中，电感两端的电压与其电流变化率成正比，即v = L(di/dt)。介绍电感的串联和并联特性，以及电感的磁场能的计算。 本章还将初步探讨电容和电感在动态电路中的作用，为后续章节学习RL、RC、RLC电路打下基础。 第六章 RL电路和RC电路分析 本章将深入分析包含电感（L）和电容（C）的动态电路。 首先，详细讲解RL电路的暂态分析。在直流电源作用下，RL电路的电流和电压会随着时间发生变化，直至达到稳态。本章将推导RL电路的微分方程，并求解电流的充电过程和放电过程。介绍时间常数τ = L/R的概念，并解释其物理意义——电流变化到最终值的63.2%所需的时间。通过图形展示电流和电压随时间的变化曲线，帮助读者理解暂态过程。 接着，深入讲解RC电路的暂态分析。在直流电源作用下，RC电路的电荷和电压也会随时间变化。本章将推导RC电路的微分方程，并求解电容电压和电流的充电过程和放电过程。同样介绍时间常数τ = RC的概念，并解释其物理意义——电容电压变化到最终值的63.2%所需的时间。通过图形展示电容电压、电流随时间的变化曲线，帮助读者理解暂态过程。 本章还将简要介绍RL和RC电路在正弦交流电路中的基本特性，为下一章交流电路的学习做铺垫。 第七章 正弦交流电路分析 本章将是本书的重点和难点之一，也是与实际电气工程应用联系最紧密的部分。 首先，介绍交流电的基本概念，包括周期、频率、角频率、初相位，以及正弦交流电的瞬时表达式。我们将详细分析正弦交流电的有效值（RMS值）和最大值之间的关系，并解释有效值的物理意义——产生相同热效应的直流电的数值。 随后，引入相量（Phasor）的概念。相量是一种将正弦交流量转化为复数的方法，极大地简化了交流电路的计算。本章将详细讲解如何将正弦交流电压和电流表示为相量，以及相量运算（加、减、乘、除）。 接着，重点分析纯电阻、纯电感、纯电容元件在正弦交流电路中的特性。我们将引入阻抗（Impedance）的概念，并推导出电阻、感抗（XL）和容抗（XC）的计算公式。重点分析电感和电容在交流电路中对电流的“阻碍”作用，以及它们与电阻在幅度和相位上的区别。 本章的核心是介绍复阻抗法分析交流电路。我们将把基尔霍夫定律和欧姆定律推广到交流电路中，利用复阻抗的概念，将交流电路的分析方法与直流电路的分析方法相统一。详细讲解如何进行交流电路的串联、并联和混联计算，包括计算总阻抗、总电流、各元件的电压和电流。 此外，本章还将引入功率的概念在交流电路中的应用，包括瞬时功率、平均功率（有功功率）、无功功率和视在功率，以及功率因数。讲解功率三角形，以及提高功率因数的重要性。 第八章 三相交流电路 本章将重点讲解在实际工程中应用最为广泛的三相交流电路。 首先，介绍三相交流电的产生原理和特点。详细阐述三相正弦电压的产生，以及它们之间120°的相位差。介绍三相电源的连接方式：星形（Y）连接和三角形（△）连接。 接着，重点分析三相负载的连接方式。同样分为星形（Y）连接和三角形（△）连接。深入讲解对称三相负载和不对称三相负载的分析方法。 对于对称三相负载，将重点推导星形连接和三角形连接的相电压、线电压、相电流、线电流之间的关系，以及总功率的计算。特别会强调对称三相电路的简化分析方法，如线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 对于不对称三相负载，将介绍计算其功率的方法，通常采用各相独立计算然后叠加。 本章还将简单介绍三相变压器的基本原理和连接方式。 第九章 线性动态电路的拉普拉斯变换分析 本章将引入更强大的数学工具——拉普拉斯变换，用于分析更广泛的线性动态电路。 首先，介绍拉普拉斯变换的基本概念和性质，包括定义、一阶性质、积分性质、微分性质等。 然后，将介绍如何将电路元件（电阻、电容、电感）及其相应的电压电流关系转化为复频域（s域）模型。电阻在s域仍为R，电容的阻抗为1/(sC)，电感的阻抗为sL。 接着，将展示如何利用拉普拉斯变换将电路的微分方程转化为代数方程，并在s域中进行求解。通过求得电路变量在s域的表达式，再利用拉普拉斯逆变换，得到电路变量随时间变化的函数。 本章将通过实例，演示如何使用拉普拉斯变换求解RL、RC和RLC电路的暂态响应，尤其是在含有复杂激励信号（如阶跃信号、指数信号）的情况下，拉普拉斯变换的优势将更加明显。 第十章 信号的傅里叶分析 本章将介绍信号的傅里叶分析方法，用于分析非正弦周期信号和非周期信号。 首先，介绍傅里叶级数。详细阐述任何周期信号都可以分解为一系列不同频率的正弦和余弦信号的叠加。介绍傅里叶级数的指数形式和三角形式，并给出计算傅里叶级数系数的方法（积分法）。 接着，介绍傅里叶变换。将傅里叶级数推广到非周期信号，形成傅里叶变换。傅里叶变换可以将一个信号分解为无限多个不同频率的余弦信号的叠加，通过频谱密度函数来描述信号的频率成分。 本章将分析一些常见非正弦周期信号的傅里叶级数展开，如方波、锯齿波、脉冲信号等，并展示它们的频谱特性。 最后，本章还将简要介绍傅里叶变换在信号滤波、系统响应等方面的应用。 第十一章 线性电路的暂态分析与稳态分析 本章旨在总结和巩固前面关于电路分析的知识。 首先，回顾和总结线性电路的暂态分析方法。重点梳理RL、RC、RLC电路在不同激励下的暂态响应，包括零输入响应和零状态响应。强调时间常数在暂态过程中的作用。 接着，详细阐述线性电路的稳态分析方法。重点在于正弦稳态分析，包括相量法、复阻抗法以及三相交流电路的分析。强调功率因数、有功功率、无功功率在稳态分析中的重要性。 本章还将探讨不同激励下电路响应的叠加原理。对于线性电路，总的响应等于各独立激励产生的响应之和。 最后，本章将通过一些综合性的例题，将暂态分析和稳态分析结合起来，考察读者对全书知识的掌握程度。 第十二章 电路分析的常用方法与技巧 本章并非引入新的理论知识，而是对前面章节介绍的各种电路分析方法进行系统性的梳理、比较和技巧提炼。 本章将详细对比和分析各种电路分析的基本方法，包括： 1. 节点电压法： 讲解如何选取参考节点，列写节点电压方程，以及如何求解各节点电压。 2. 网孔电流法： 讲解如何选取网孔电流，列写网孔电流方程，以及如何求解各网孔电流。 3. 戴维宁定理与诺顿定理： 再次强调其在简化复杂电路中的应用，以及如何快速求解特定元件上的电压和电流。 4. 叠加定理： 强调其在线性电路中对各种激励源的独立分析与叠加。 5. Y-△变换与△-Y变换： 总结其在化简复杂网络结构中的实用性。 6. 瞬态分析方法： 回顾微分方程法、时间常数法以及拉普拉斯变换法在暂态分析中的应用。 7. 稳态分析方法： 回顾相量法、复阻抗法在交流稳态分析中的应用。 本章将通过大量的典型例题，展示如何根据具体的电路结构和分析目标，选择最合适、最高效的分析方法。会提供一些“陷阱”题，帮助读者识别和规避常见的分析错误。旨在培养读者分析电路的洞察力、逻辑思维能力和解决实际问题的能力。 《电工基础》力求为读者构建一个全面、系统、深入的电工学知识框架。全书的编排逻辑清晰，由浅入深，理论讲解严谨，计算示例丰富，习题设计兼具基础性和综合性，是初学者掌握电工学理论的理想读物，也是电气工程及相关领域专业人士的案头常备。