電路分析基礎

前　言
第1 章　電路的基本概念和基本定律 1
1. 1　電路和電路模型 1
1. 1. 1　電路的組成及功能 1
1. 1. 2　電路模型 2
1. 2　電路分析的變量 4
1. 2. 1　電流及其參考方向 4
1. 2. 2　電壓及其參考方向 5
1. 2. 3　關聯(lián)參考方向 5
1. 2. 4　電位及其電路參考點 6
1. 2. 5　電功和電功率 6
1. 3　電路基本定律 8
1. 3. 1　歐姆定律(VAR) 8
1. 3. 2　幾個常用的電路名詞 9
1. 3. 3　基爾霍夫定律(KCL、KVL) 9
1. 4　獨立電源 12
1. 4. 1　理想電壓源 12
1. 4. 2　理想電流源 13
1. 4. 3　實際電源的兩種電路模型 13
1. 5　電路的等效變換 14
1. 5. 1　電阻之間的等效變換 14
1. 5. 2　電源之間的等效變換 16
1. 6　直流電路中的幾個問題 18
1. 6. 1　電路中各點電位的計算 18
1. 6. 2　電橋電路 19
1. 6. 3　負載獲得最大功率的條件 20
1. 6. 4　受控源 20
小結(jié) 22
應用能力培養(yǎng)課題一: 電路測量預備知識及能力的訓練 22
應用能力培養(yǎng)課題二: 基爾霍夫定律的驗證實驗 29
習題 30
第2 章　電路的基本分析方法 33
2. 1　支路電流法 33
2. 2　網(wǎng)孔電流法 35
2. 3　節(jié)點分析法 37
2. 3. 1　節(jié)點電壓法 37
2. 3. 2　彌爾曼定理 39
2. 4　疊加定理 40
2. 5　戴維南定理 42
2. 6　互易定理 44
2. 6. 1　互易定理的第一種形式 44
2. 6. 2　互易定理的第二種形式 45
2. 6. 3　互易定理的第三種形式 45
小結(jié) 46
應用能力培養(yǎng)課題三: 疊加定理和戴維南定理的驗證 47
習題 48
第3 章　單相正弦交流電路 50
3. 1　正弦交流電路的基本概念 50
3. 1. 1　正弦量的三要素 50
3. 1. 2　相位差 53
3. 2　單一參數(shù)的正弦交流電路 54
3. 2. 1　電阻元件 54
3. 2. 2　電感元件 56
3. 2. 3　電容元件 59
小結(jié) 62
應用能力培養(yǎng)課題四: 家庭安全用電常識 63
應用能力培養(yǎng)課題五: 參觀電廠 64
習題 64
第4 章　正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析法 66
4. 1　復數(shù)及其運算 66
4. 1. 1　復數(shù)及其表示方法 66
4. 1. 2　復數(shù)運算法則 67
4. 2　相量和復阻抗 68
4. 2. 1　相量 68
4. 2. 2　復阻抗 68
4. 3　相量分析法 69
4. 3. 1　RLC 串聯(lián)電路的相量模型分析 69
4. 3. 2　RLC 并聯(lián)電路的相量模型分析 71
4. 3. 3　應用實例 72
4. 4　復功率 77
4. 4. 1　正弦交流電路中的功率 77
4. 4. 2　復功率 78
4. 4. 3　功率因數(shù)的提高 79
小結(jié) 81
應用能力培養(yǎng)課題六: 三表法測量電路參數(shù)的實驗 82
應用能力培養(yǎng)課題七: 熒光燈電路的連接及功率因數(shù)的提高實驗 84
習題 87
第5 章　諧振電路 90
5. 1　串聯(lián)諧振 90
5. 1. 1　RLC 串聯(lián)電路的基本關系 90
5. 1. 2　串聯(lián)諧振的條件 91
Ⅴ
5. 1. 3　串聯(lián)諧振電路的基本特性 91
　　.5. 1. 4　串聯(lián)諧振回路的能量特性 92
5. 1. 5　串聯(lián)諧振電路的頻率特性 93
5. 2　并聯(lián)諧振 95
5. 2. 1　并聯(lián)諧振電路的諧振條件 96
5. 2. 2　并聯(lián)諧振電路的基本特性 96
5. 2. 3　并聯(lián)電路的頻率特性 97
5. 2. 4　并聯(lián)諧振電路的一般分析方法 98
5. 2. 5　電源內(nèi)阻對并聯(lián)諧振電路的影響 98
5. 3　正弦交流電路的最大功率傳輸 100
5. 4　諧振電路的應用 101
小結(jié) 102
應用能力培養(yǎng)課題八: 串聯(lián)諧振的研究 102
習題 105
第6 章　互感耦合電路與變壓器 106
6. 1　互感的概念 106
6. 1. 1　互感現(xiàn)象 106
6. 1. 2　互感電壓 107
6. 1. 3　耦合系數(shù)和同名端 107
6. 2　互感電路的分析方法 108
6. 2. 1　互感線圈的串聯(lián) 108
6. 2. 2　互感線圈的并聯(lián) 109
6. 2. 3　互感線圈的T 形等效 110
6. 3　空心變壓器 111
6. 4　理想變壓器 112
6. 4. 1　理想變壓器的條件 113
6. 4. 2　理想變壓器的主要性能 113
6. 5　全耦合變壓器 114
6. 5. 1　全耦合變壓器的定義 114
6. 5. 2　全耦合變壓器的等效電路 115
6. 5. 3　全耦合變壓器的變換系數(shù) 115
小結(jié) 116
應用能力培養(yǎng)課題九: 變壓器參數(shù)測定及繞組極性判別實驗 117
習題 119
第7 章　三相電路 121
7. 1　三相交流電的基本概念 121
7. 2　三相電源的連接 123
7. 2. 1　三相電源的星形聯(lián)結(jié) 123
7. 2. 2　三相電源的三角形聯(lián)結(jié) 124
7. 3　三相負載的連接 125
7. 3. 1　三相負載的聯(lián)結(jié) 125
7. 3. 2　三相負載的聯(lián)結(jié) 130
7. 4　三相電路的功率 131
小結(jié) 133
應用能力培養(yǎng)課題十: 三相電路電壓、電流的測量 134
習題 136
第8 章　電路的暫態(tài)分析 138
8. 1　暫態(tài)分析的基本概念和定律 138
8. 1. 1　基本概念 138
8. 1. 2　換路定律 139
8. 2　一階電路的暫態(tài)分析 141
8. 2. 1　一階電路的零輸入響應 141
8. 2. 2　一階電路的零狀態(tài)響應 143
8. 2. 3　一階電路的全響應 145
8. 2. 4　一階電路暫態(tài)分析的三要素法 146
8. 3　一階電路的階躍響應 148
8. 3. 1　單位階躍函數(shù) 148
8. 3. 2　單位階躍響應 149
8. 4　二階電路的零輸入響應 150
小結(jié) 152
應用能力培養(yǎng)課題十一: 一階電路響應測試 153
習題 155
第9 章　非正弦周期電流電路 158
9. 1　非正弦周期信號 158
9. 1. 1　非正弦周期信號的產(chǎn)生 158
9. 1. 2　非正弦周期信號的分解 159
9. 2　諧波分析和頻譜 160
9. 2. 1　非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)表達式 160
9. 2. 2　非正弦周期信號的頻譜 162
9. 2. 3　波形的對稱性與諧波成分的關系 162
9. 2. 4　波形的平滑性與諧波成分的關系 163
9. 3　非正弦周期信號的有效值、平均值和平均功率 164
9. 3. 1　非正弦周期量的有效值和平均值 164
9. 3. 2　非正弦周期量的平均功率 165
9. 4　非正弦周期信號作用下的線性電路分析 165
小結(jié) 168
應用能力培養(yǎng)課題十二: 非正弦周期電流電路研究 169
習題 171
第10 章　二端口網(wǎng)絡 173
10. 1　二端口網(wǎng)絡的一般概念 173
10. 2　二端口網(wǎng)絡的基本方程和參數(shù) 174
10. 2. 1　阻抗方程與Z 參數(shù) 174
10. 2. 2　導納方程與Y 參數(shù) 176
10. 2. 3　傳輸方程與A 參數(shù) 177
10. 2. 4　混合方程與h 參數(shù) 178
10. 2. 5　二端口網(wǎng)絡參數(shù)之間的關系 178
10. 2. 6　實驗參數(shù) 179
10. 3　二端口網(wǎng)絡的輸入阻抗、輸出阻抗和傳輸函數(shù) 180
10. 4　線性二端口網(wǎng)絡的等效電路 183
10. 4. 1　無源線性二端口網(wǎng)絡的T 形等效電路 183
10. 4. 2　無源線性二端口網(wǎng)絡的Π 形等效電路 184
10. 4. 3　T 形網(wǎng)絡和Π 形網(wǎng)絡的等效變換 184
10. 4. 4　多個簡單二端口網(wǎng)絡的連接 185
10. 5　二端口網(wǎng)絡的特性阻抗和傳輸常數(shù) 186
10. 5. 1　二端口網(wǎng)絡的特性阻抗 186
10. 5. 2　二端口網(wǎng)絡的傳輸常數(shù) 187
10. 6　二端口網(wǎng)絡應用簡介 188
10. 6. 1　相移器 188
10. 6. 2　衰減器 188
10. 6. 3　濾波器 188
小結(jié) 189
應用能力培養(yǎng)課題十三: 線性無源二端口網(wǎng)絡的研究 191
習題 193
第11 章　均勻傳輸線 195
11. 1　分布參數(shù)電路 195
11. 1. 1　分布參數(shù)電路的條件 195
11. 1. 2　分布參數(shù)電路的分析方法 195
11. 2　均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)響應方程式 196
11. 2. 1　均勻傳輸線的微分方程 196
11. 2. 2　均勻傳輸線方程的穩(wěn)態(tài)解 197
11. 3　均勻傳輸線上的波和傳播特性 198
11. 4　終端接有負載的傳輸線 200
11. 4. 1　反射系數(shù) 200
11. 4. 2　終端阻抗匹配的均勻傳輸線 200
11. 4. 3　終端阻抗不匹配的均勻傳輸線 201
小結(jié) 202
習題 203
第12 章　拉普拉斯變換 204
12. 1　拉普拉斯變換的定義 204
12. 2　拉普拉斯變換的基本性質(zhì) 206
12. 3　拉普拉斯反變換 208
12. 3. 1　F2 (s) ＝0 有n 個單根 209
12. 3. 2　F2 (s) ＝0 有共軛復根 210
12. 3. 3　F2 (s) ＝0 具有重根 210
12. 4　應用拉氏變換分析線性電路 211
12. 4. 1　單一參數(shù)的運算電路 212
12. 4. 2　耦合電感的運算電路 213
12. 4. 3　拉氏變換在線性電路的應用 214
小結(jié) 218
應用能力培養(yǎng)課題十四: 常用元器件的識別、測試及焊接技術練習 219
習題 222
參考文獻 223