電路

電路

本教材的編寫是依據“立足基礎，精簡理論，循序漸進，聯繫實際”的編寫原則，為適應電氣類、自動化類等專業領域知識面寬廣的特點，主要內容有：電路模型和基爾霍夫定律、電阻電路的等效化簡、電路的系統分析方法、電路定理、正弦交流電路穩態分析、雙口網路、非正弦周期電流電路、動態電路的時域分析、動態電路的復頻域分析等。

前言

第1 章　電路模型和基爾霍夫定律 1

[章前導讀] 1

[導讀思考] 1

1. 1　電路與電路模型 2

1. 1. 1　電路的功能和電路的構成 2

1. 1. 2　電路模型 2

1. 1. 3　線性非時變集總參數電路 2

1. 2　電流、電壓及其參考方向 4

1. 2. 1　電流 4

1. 2. 2　電壓 5

1. 2. 3　功率和能量 5

1. 3　基爾霍夫定律 6

1. 3. 1　基爾霍夫電流定律 7

1. 3. 2　基爾霍夫電壓定律 7

1. 4　無源電路元件 8

1. 4. 1　電阻元件 9

1. 4. 2　電容元件 10

1. 4. 3　電感元件 13

1. 5　有源電路元件 15

1. 5. 1　獨立電源 15

1. 5. 2　受控源 18

[實例應用] 20

本章小結 20

習題1 21

第2 章　電阻電路的等效化簡 25

[章前導讀] 25

[導讀思考] 25

2. 1　單口網路等效化簡的概念 26

2. 1. 1　埠 26

2. 1. 2　單口網路 26

2. 1. 3　單口網路的伏安特性 27

2. 1. 4　單口網路的等效電路 29

2. 2　無源單口網路的等效化簡 30

2. 2. 1　電阻串聯的等效化簡 30

2. 2. 2　電阻並聯的等效化簡 31

2. 2. 3　電阻混聯的等效化簡 34

2. 3　電阻的聯結和△聯結的等效變換 36

2. 3. 1　和△聯結 36

2. 3. 2　和△聯結的等效互換 37

2. 3. 3　電橋電路及電橋平衡 39

2. 4　有源單口網路的等效化簡 42

2. 4. 1　獨立電源串並聯的等效化簡 43

2. 4. 2　多餘元件的概念 43

2. 4. 3　實際電源的兩種模型及其等效

變換 44

2. 5　含受控源電路的等效化簡 46

2. 5. 1　含受控源單口網路的等效電路 47

2. 5. 2　受控源單口網路兩種電源形式的

等效變換 48

[實例應用] 49

本章小結 50

習題2 50

第3 章　電路的系統分析方法 53

[章前導讀] 53

[導讀思考] 53

3. 1　2b 法和支路法 53

3. 1. 1　2b 法 54

3. 1. 2　支路電流法 55

3. 1. 3　支路電壓法 57

3. 1. 4　獨立方程的選取 58

3. 1. 5　支路電流法的基本步驟 59

3. 2　網孔法和迴路法 60

3. 2. 1　網孔電流 61

3. 2. 2　網孔電流方程的列寫 61

3. 2. 3　迴路法 64

目錄

Ⅴ

3. 2. 4　含有受控源的電阻電路迴路方程列

寫法 65

3. 3　節點法和改進的節點法 66

3. 3. 1　節點電壓 66

3. 3. 2　節點法 67

3. 3. 3　改進的節點法 70

3. 3. 4　含有受控源的電阻電路節點方程列

寫法 71

3. 3. 5　節點法與其他方法比較 73

[實例應用] 73

本章小結 74

習題3 74

第4 章　電路定理 78

[章前導讀] 78

[導讀思考] 78

4. 1　疊加定理 79

4. 1. 1　疊加定理的內容 79

4. 1. 2　疊加定理的應用 81

4. 1. 3　齊次性定理 84

4. 2　替代定理 85

4. 2. 1　替代定理的內容 85

4. 2. 2　替代定理的證明 86

4. 2. 3　替代定理的要求 87

4. 2. 4　替代定理的應用 88

4. 3　戴維南定理和諾頓定理 89

4. 3. 1　戴維南定理 89

4. 3. 2　諾頓定理 93

4. 3. 3　有源線性電阻單口網路的等效

電路 95

4. 3. 4　最大功率傳輸定理 97

4. 4　特勒根定理和互易定理 100

4. 4. 1　特勒根定理 100

4. 4. 2　互易定理 103

. 4. 5　補償定理 107

[實例應用] 109

本章小結 109

習題4 110

第5 章　動態電路的時域分析 114

[章前導讀] 114

[導讀思考] 114

5. 1　一階電路的基本概念和換路定則 115

5. 1. 1　一階電路的基本概念 115

5. 1. 2　換路定則與初始值的確定 115

5. 2　一階電路的零輸入響應和零狀態

響應 117

5. 2. 1　RC 和RL 電路的零輸入響應 117

5. 2. 2　RC 和RL 電路的零狀態響應 122

5. 3　一階電路全響應和三要素法 125

5. 3. 1　全響應 125

5. 3. 2　三要素法 126

. 5. 4　一階電路在正弦激勵作用下的

響應 127

5. 5　階躍響應和衝激響應 129

5. 5. 1　階躍函數與衝激函數 129

5. 5. 2　階躍響應 131

5. 5. 3　衝激響應 132

. 5. 6　應用卷積積分法計算零狀態響應 134

. 5. 7　二階動態電路的響應 139

5. 7. 1　二階電路的零輸入響應 139

5. 7. 2　二階電路的零狀態響應和全

響應 147

[實例應用] 151

本章小結 151

習題5 151

第6 章　正弦穩態交流電路分析

基礎 156

[章前導讀] 156

[導讀思考] 156

6. 1　正弦量的基本概念 157

6. 1. 1　正弦量的三要素 157

6. 1. 2　正弦量的相位差 158

6. 1. 3　正弦量的有效值 160

6. 2　正弦量的相量表示 161

6. 2. 1　複數的表示形式及運算 161

6. 2. 2　正弦量和相量 163

6. 2. 3　同頻率正弦量的運算 165

6. 3　基爾霍夫定律和元件特性的相量

形式 166

6. 3. 1　基爾霍夫定律的相量形式 166

6. 3. 2　元件特性方程的相量形式 167

6. 4　阻抗與導納 171

6. 4. 1　阻抗 171

6. 4. 2　導納 172

6. 4. 3　阻抗和導納的關係 174

6. 5　正弦交流電路的分析 176

6. 6　正弦交流電路的功率及最大功率

電路

Ⅵ

傳輸 182

6. 6. 1　正弦交流電路的功率 182

6. 6. 2　最大功率傳輸 185

6. 7　功率因數的提高 186

[實例應用] 189

本章小結 189

習題6 190

第7 章　互感器和變壓器 195

[章前導讀] 195

[導讀思考] 195

7. 1　互感現象和耦合電感的伏安特性 196

7. 1. 1　互感現象和耦合係數 196

7. 1. 2　同名端與耦合電感的伏安特性 198

7. 1. 3　正弦穩態條件下耦合電感元件的

伏安特性 199

7. 2　含耦合電感電路的分析 201

7. 2. 1　耦合電感的串聯 201

7. 2. 2　耦合電感的並聯 203

7. 2. 3　耦合電感的T 形等效 204

7. 2. 4　含耦合電感元件一般電路的

分析 205

7. 3　空心變壓器和理想變壓器 206

7. 3. 1　空心變壓器 206

7. 3. 2　全耦合變壓器 209

7. 3. 3　理想變壓器 211

[實例應用] 215

本章小結 216

習題7 216

第8 章　諧振電路 222

[章前導讀] 222

[導讀思考] 222

8. 1　串聯諧振電路 223

8. 1. 1　RLC 串聯諧振電路 223

8. 1. 2　頻率響應 225

8. 1. 3　通頻帶 227

8. 2　並聯諧振電路 227

8. 2. 1　GCL 並聯諧振電路 227

8. 2. 2　實用的並聯諧振電路 230

[實例應用] 232

本章小結 233

習題8 233

第9 章　三相電路 236

[章前導讀] 236

[導讀思考] 236

9. 1　對稱三相電路 236

9. 1. 1　對稱三相電源 236

9. 1. 2　對稱三相負載 239

9. 1. 3　對稱三相電路的計算 240

9. 2　不對稱三相電路 242

9. 2. 1　不對稱三相電路概述 242

9. 2. 2　不對稱三相電路的一般計算

方法 244

9. 3　三相電路的功率及測量方法 245

9. 3. 1　三相電路的功率 245

9. 3. 2　三相電路功率的測量方法 246

[實例應用] 249

本章小結 249

習題9 250

第10 章　非正弦周期電流電路 251

[章前導讀] 251

[導讀思考] 251

10. 1　非正弦周期信號的傅里葉分解 251

10. 1. 1　傅里葉級數的三角形式 252

10. 1. 2　對稱性的應用 254

10. 1. 3　頻譜圖 255

10. 2　非正弦周期信號的有效值、平均值和

功率 255

10. 2. 1　有效值 255

10. 2. 2　平均功率 256

10. 3　非正弦周期電流電路的分析 258

[實例應用] 261

本章小結 261

習題10 262

第11 章　二埠網路 264

[章前導讀] 264

[導讀思考] 264

11. 1　二埠網路的方程與參數 265

11. 1. 1　二埠網路參數與方程 265

11. 1. 2　各組參數間的互換 271

11. 2　二埠網路的等效與組合 272

11. 2. 1　二埠網路的等效電路 272

11. 2. 2　二埠網路的聯結方式 273

11. 3　接負載的二埠網路 275

11. 3. 1　策動點阻抗 275

11. 3. 2　轉移函數 276

11. 4　迴轉器和負阻抗變換器 278

11. 4. 1　迴轉器 278

11. 4. 2　負阻抗變換器 279

[實例實用] 279

本章小結 280

習題11 280

第12 章　動態電路的復頻域分析 283

[章前導讀] 283

[導讀思考] 283

12. 1　拉普拉斯變換 284

12. 1. 1　傅里葉變換在應用上的

局限性 284

12. 1. 2　從傅里葉變換到拉普拉斯

變換 285

12. 1. 3　拉普拉斯變換存在的條件與

收斂域 286

12. 2　拉普拉斯變換的基本性質 288

12. 2. 1　線性性質 288

12. 2. 2　延時性質 288

12. 2. 3　時域微分性質 289

12. 2. 4　時域積分性質 289

12. 2. 5　時域卷積定理 290

12. 2. 6　尺度變換(時頻展縮) 性質 290

12. 2. 7　復頻移性質 290

12. 3　拉普拉斯反變換 291

12. 3. 1　象函數的兩種形式 292

12. 3. 2　部分分式展開法求拉普拉斯反

變換 293

12. 4　應用拉普拉斯變換分析線性時不變

電路 299

12. 4. 1　基爾霍夫定律的復頻域形式 299

12. 4. 2　電路元件伏安關係的復頻域

形式 300

12. 4. 3　復頻域阻抗與復頻域導納 303

12. 4. 4　線性時不變電路的復頻域

分析法 304

12. 4. 5　網路定理在復頻域分析中的

應用 312

[實例應用] 315

本章小結 315

習題12 315

附錄 317

附錄A　法定單位 317

附錄B　拉普拉斯變換表 318

參考文獻 319

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