電路分析基礎

容包括基概念律、基析、單弦交流、量析、諧振、互耦合電路和變壓器、三相電路、電路的暫態分析、非正弦周期電流電路、二埠網路、均勻傳輸線以及拉普拉斯變換。本書還設置了實踐教學內容，包括與理論內容相關的實驗指導和電工實習項目，真正體現了“應用型”人才培養的教學模式。

“型”、“技型”培養類各專業材，供科技習參考。

章　基概念、基律　

1.1　電路和電路模型　2

1.1.1　電路的組成及功能　2

1.1.2　電路模型　2

1.2　電路的基本物理量　5

1.2.1　電流　5

1.2.2　電壓、電位和電動勢　6

1.2.3　電功和電功率　7

1.2.4　參考方向　8

1.3　基爾霍夫定律　9

1.3.1　幾個常用的電路名詞　9

1.3.2　結點電流定律(KCL)　10

1.3.3　迴路電壓定律(KVL)　11

1.4　電壓源和電流源　13

1.4.1　理想電壓源　13

1.4.2　理想電流源　13

1.4.3　實際電源的兩種電路模型　14

1.5　電路的等效變換　14

1.5.1　電阻之間的等效變換　15

1.5.2　電源之間的等效變換　17

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　19

1.6.2　電橋電路　20

1.6.3　負載獲得最大功率的條件　21

1.6.4　受控源　22

小結　23

實驗一　基爾霍夫定律的驗證　24

第2章　電路的基本分析方法　28

2.1　支路電流法　29

2.2　迴路電流法　30

2.3　結點電壓法　33

2.3.1　結點電壓法　33

2.3.2　彌爾曼定理　35

2.4　疊加定理　36

2.5　戴維南定理　38

小結　40

實驗二　疊加定理和戴維南定理的驗證　40

第3章　單相正弦交流電路　45

3.1　正弦交流電路的基本概念　46

3.1.1　正弦量的三要素　46

3.1.2　相位差　49

3.2　單一參數的正弦交流電路　50

3.2.1　電阻元件　50

3.2.2　電感元件　52

3.2.3　電容元件　55

小結　59

實驗三　三表法測量電路參數　59

第4章　相量分析法　64

4.1　複數及其運算　65

4.1.1　複數及其表示方法　65

4.1.2　複數運演演算法則　66

4.2　相量和復阻抗　66

4.2.1　相量　66

4.2.2　復阻抗　67

4.3　相量分析法　68

4.3.1　RLC串聯電路的相量模型分析　68

4.3.2　RLC並聯電路的相量模型分析　70

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　功率因數的提高　80

小結　82

實驗四　日光燈電路的連接及功率因數的提高　83

第5章　諧振電路　89

5.1　串聯諧振　90

5.1.1　RLC串聯電路的基本關係　90

5.1.2　串聯諧振的條件　90

5.1.3　串聯諧振電路的基本特性　91

*5.1.4　串聯諧振迴路的能量特性　92

5.1.5　串聯諧振電路的頻率特性　92

5.2　並聯諧振　95

5.2.1　並聯諧振電路的諧振條件　96

5.2.2　並聯諧振電路的基本特性　96

5.2.3　並聯電路的頻率特性　97

5.2.4　並聯諧振電路的一般分析方法　98

5.2.5　電源內阻對並聯諧振電路的影響　99

5.3　正弦交流電路的最大功率傳輸　101

5.4　諧振電路的應用　102

小結　103

實驗五　串聯諧振的研究　104

第6章　互感耦合電路與變壓器　109

6.1　互感的概念　110

6.1.1　互感現象　110

6.1.2　互感電壓　110

6.1.3　耦合係數和同名端　111

6.2　互感電路的分析方法　112

6.2.1　互感線圈的串聯　112

6.2.2　互感線圈的並聯　113

6.2.3　互感線圈的T型等效　114

6.3　空心變壓器　115

6.4　理想變壓器　116

6.4.1　理想變壓器的條件　116

6.4.2　理想變壓器的主要性能　117

6.5　全耦合變壓器　118

6.5.1　全耦合變壓器的定義　118

6.5.2　全耦合變壓器的等效電路　119

6.5.3　全耦合變壓器的變換係數　119

小結　120

實驗六　變壓器參數測定及繞組極性判別　121

第7章　三相電路　126

7.1　三相交流電的基本概念　127

7.2　三相電源的連接　128

7.2.1　三相電源的Y形連接　128

7.2.2　三相電源的△形連接　129

7.3　三相負載的連接　130

7.3.1　三相負載的Y形連接　131

7.3.2　三相負載的△形連接　135

7.4　三相電路的功率　138

小結　140

實驗七　三相電路電壓、電流的測量　140

第8章　電路的暫態分析　146

8.1　換路定律　147

8.1.1　基本概念　147

8.1.2　換路定律　148

8.2　一階電路的暫態分析　149

8.2.1　一階電路的零輸入響應　149

8.2.2　一階電路的零狀態響應　152

8.2.3　一階電路的全響應　154

8.2.4　一階電路暫態分析的三要素法　155

8.3　一階電路的階躍響應　157

8.3.1　單位階躍函數　157

8.3.2　單位階躍響應　159

8.4　二階電路的零輸入響應　160

小結　162

實驗八　一階電路的響應測試　163

第9章　非正弦周期電流電路　168

9.1　非正弦周期信號　169

9.1.1　非正弦周期信號的產生　169

9.1.2　非正弦周期信號　169

9.2　諧波分析和頻譜　170

9.2.1　非正弦周期信號的傅里葉級數表達式　170

9.2.2　非正弦周期信號的頻譜　172

9.2.3　波形的對稱性與諧波成分的關係　172

9.2.4　波形的平滑性與諧波成分的關係　173

9.3　非正弦周期信號的有效值、平均值和平均功率　174

9.3.1　非正弦周期量的有效值和平均值　174

9.3.2　非正弦周期量的平均功率　175

9.4　非正弦周期信號作用下的線性電路分析　176

小結　178

實驗九　非正弦周期電流電路研究　179

第10章　二埠網路　184

10.1　二埠網路的一般概念　185

10.2　二埠網路的基本方程和參數　185

10.2.1　阻抗方程和Z參數　186

10.2.2　導納方程與Y參數　187

10.2.3　傳輸方程和A參數　188

10.2.4　混合方程與h參數　189

10.2.5　二埠網路參數之間的關係　189

10.2.6　實驗參數　190

10.3　二埠網路的輸入阻抗、輸出阻抗和傳輸函數　191

10.3.1　輸入阻抗和輸出阻抗　191

10.3.2　傳輸函數　193

10.4　線性二埠網路的等效電路　194

10.4.1　無源線性二埠網路的T形等效電路　194

10.4.2　無源線性二埠網路的Π形等效電路　195

10.4.3　T形網路和Π形網路的等效變換　195

10.4.4　多個簡單二埠網路的連接　196

10.5　二埠網路的特性阻抗和傳輸常數　197

10.5.1　二埠網路的特性阻抗　197

10.5.2　二埠網路的傳輸常數　198

10.6　二埠網路應用簡介　199

10.6.1　相移器　199

10.6.2　衰減器　199

10.6.3　濾波器　199

小結　201

實驗十　線性無源二埠網路的研究　202

第11章　均勻傳輸線　208

11.1　分佈參數電路的概念　209

11.1.1　分佈參數電路　209

11.1.2　分佈參數電路的分析方法　209

11.2　均勻傳輸線的正弦穩態響應方程式　209

11.2.1　均勻傳輸線的微分方程　209

11.2.2　均勻傳輸線方程的穩態解　210

11.3　均勻傳輸線上的波和傳播特性　211

11.3.1　行波　212

11.3.2　特性阻抗　212

11.3.3　傳播常數　213

11.4　終端接有負載的傳輸線　214

11.4.1　反射係數　214

11.4.2　終端阻抗匹配的均勻傳輸線　215

11.4.3　終端不匹配的均勻傳輸線　215

小結　216

第12章　拉普拉斯變換　219

12.1　拉普拉斯變換的定義　220

12.2　拉普拉斯變換的基本性質　221

12.3　拉普拉斯反變換　223

12.4　應用拉氏變換分析線性電路　226

12.4.1　單一參數的運算電路　227

12.4.2　耦合電感的運算電路　228

12.4.3　應用拉氏變換分析線性電路　229

小結　233

實訓項目一　電路測量預備知識及技能的訓練　235

思考題　242

實訓項目二　常用元器件的識別、測試及焊接技術練習　242

實訓項目三　常用電工工具的使用及配盤練習　245