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電路基礎
2006年美國弗洛伊德所著書籍
全書由15章和3個附錄組成,按照從一般到具體的方式,對基本電路和其他類型的電路進行了分析與討論。本書最大的特點是:不僅詳細介紹了電路理論的基礎知識,給出了理論知識與實際工作的結合應用之處,而且著重講解了這些技術背後的科學原理。特別是對於每一類相關的電路技術,書中都通過模擬軟體以及應用作業實例,非常形象直觀地給出了實際電路技術的翔實圖景。.
本書可作為電子、通信、自動控制、信息工程等相關專業電路原理基礎課程教材。對於從事電子技術的人員,則是一本優秀的參考書。
托馬斯·L·弗洛伊德(Thomas L.Floyd)於1964年獲得了佛羅里達大學的電氣工程學學士學位,同年在德州儀器公司開始了他的職業生涯。他在德州儀器公司任工程師時,獲得了電氣工程學碩士學位。之後他進入馬丁瑪麗埃塔公司,擔任高級工程師,研究了導彈制導系統和數字通信系統。他在1973年成為巴倫兩亞社區大學(VCC)的全職教員。Floyd先生在VCC完成了他的第一本教科書,即《數字基本原理(Digital Fundamentals)》本書於1977年出版,目前已更新到第8版。1977年,Floyd先生加入美林社區大學,在那裡教了5年電子技術課程。在此期間,出版了他的第2本書,即《電路原理(Principles ofElectric Circuits)》。1983年,Floyd先生開始全身心投入寫作,並於1985年出版了《電子器件(Electronic Device)》。之後出版了Electronics Fundamen!tals:Circuits,Devk’es,and Applications和Electric Circuits Fundamentals。幾年後已完成了Fundamentals of Linear Circuits和Basic Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuit。
第一部分 直流電路 | |
第1章 元件、物理量和單位 | |
1.1 電子元件和測量儀器 | 1.1.1 電阻器 |
1.1.2 電容器 | |
1.1.3 電感器 | |
1.1.4 變壓器 | |
1.1.5 半導體設備 | |
1.1.6電子儀器 | |
1.2 電和磁物理量的單位 | |
1.3 科學記數法 | 1.3.1 10的冪 |
1.3.2 使用10的冪的計算 | |
1.3.3 計算器上的科學記數法 | |
1.4 工程記數法和國際單位制詞頭 | 1.4.1 工程記數法 |
1.4.2 國際單位制詞頭 | |
1.4.3 計算器上的工程記數法 | |
1.5 國際單位換算 | |
小結 | |
第2章電壓、電流和電阻24 | 21原子24 |
211原子序數25 | |
212電子層和軌道25 | |
213價電子26 | |
214電離26 | |
215銅原子26 | |
216物質的分類27 | |
22電荷28 | |
221庫侖:電荷的單位28 | |
222正電荷和負電荷29 | |
23電壓30 | |
231伏特:電壓的單位30 | |
232電壓源30 | |
24電流34 | |
25電阻36 | |
251歐姆:電阻的單位36 | |
252電阻器37 | |
253電阻器標記碼42 | |
26電路45 | |
261電路圖46 | |
262閉路和開路46 | |
263導線49 | |
264導線電阻50 | |
265接地51 | |
27基本電路測量52 | |
271電錶符號52 | |
272測量電流53 | |
273測量電壓53 | |
274測量電阻54 | |
275數字萬用表54 | |
276模擬萬用表讀值57 | |
28電氣安全59 | |
281電擊59 | |
282安全預防措施60 | |
小結63 | |
第3章歐姆定律、能量和功率74 | 31歐姆定律74 |
311電流公式75 | |
312電壓公式76 | |
313電阻公式77 | |
314電流和電壓的線性關係77 | |
315電流與電壓的關係圖78 | |
316歐姆定律的圖形輔助工具78 | |
32歐姆定律的應用79 | |
321已知V和R求I79 | |
322已知I和R求V81 | |
323已知V和I求R82 | |
33能量和功率83 | |
34電路中的功率87 | |
35電阻器的額定功率89 | |
351選擇合適的額定功率90 | |
352電阻器故障91 | |
353用歐姆表檢測電阻器92 | |
36電阻的能量轉化和電壓降93 | |
37電源94 | |
371電池的安培小時額定值95 | |
372電源效率95 | |
38故障診斷簡介96 | |
381分析96 | |
382計劃97 | |
383測量97 | |
384故障診斷實例97 | |
385V、R和I測量的比較98 | |
小結100 | |
第4章串聯電路113 | 41電阻器串聯113 |
42串聯電路中的電流116 | |
43串聯電路的總電阻118 | |
431串聯電阻器阻值相加118 | |
432串聯電阻公式118 | |
433等值串聯電阻器121 | |
44歐姆定律在串聯電路中的應用121 | |
45電壓源串聯125 | |
46基爾霍夫電壓定律128 | |
47分壓器131 | |
471分壓器公式132 | |
472電位器作為可調分壓器135 | |
473分壓器的應用136 | |
48串聯電路中的功率137 | |
49電路接地139 | |
491測量對地電壓140 | |
492測量未接地的電阻器兩端的電壓 | |
140 | |
410故障診斷143 | |
4101開路143 | |
4102短路145 | |
小結148 | |
第5章並聯電路164 | 51電阻器的並聯164 |
52並聯電路的電壓167 | |
53基爾霍夫電壓定律169 | |
54並聯電路總電阻173 | |
541電流路徑數影響總電阻174 | |
542並聯電路總電阻RT的公式174 | |
543並聯電路的應用178 | |
55歐姆定律在並聯電路中的應用180 | |
56分流器183 | |
561二分支分流器公式184 | |
562任意多個並聯分支的分流器的一般公式185 | |
57並聯電路的功率186 | |
58電路故障診斷188 | |
581支路開路188 | |
582通過測量電流尋找開路支路189 | |
583通過測量電阻尋找開路支路191 | |
小結196 | |
第6章串並聯組合電路211 | 61識別串並聯關係211 |
611重畫電路圖以確定串並聯關係214 | |
612確定印刷電路板上的關係215 | |
62串並聯電路的分析217 | |
621總電阻217 | |
622總電流219 | |
623支路電流219 | |
624電壓關係220 | |
63帶電阻負載的分壓器224 | |
631負載電流和分壓器電流226 | |
632雙極型分壓器228 | |
64伏特表的負載效應229 | |
641伏特表使電路負載的原因229 | |
642伏特表的內阻230 | |
65惠斯通電橋231 | |
651平衡惠斯通電橋232 | |
652非平衡惠斯通電橋233 | |
66戴維南定理235 | |
661戴維南等效電壓(VTH)和等效電阻(RTH)235 | |
662戴維南定理中等效的含義236 | |
663電路的戴維南等效形式236 | |
664戴維南等效電路取決於觀察點238 | |
665惠斯通電橋的戴維南等效電路239 | |
666戴維南定理小結242 | |
67最大功率傳輸定理242 | |
68疊加定理244 | |
69故障診斷248 | |
小結255 | |
第7章磁與電磁274 | 71磁場274 |
711磁極間的吸引與排斥275 | |
712磁場變換275 | |
713磁通(?)276 | |
714磁通密度(B)276 | |
715材料如何磁化277 | |
716應用實例277 | |
72電磁278 | |
721磁力線的方向279 | |
722電磁屬性280 | |
723電磁體282 | |
724應用實例282 | |
73電磁設備284 | |
731螺形線圈285 | |
732繼電器285 | |
733揚聲器287 | |
734儀錶指針偏移288 | |
74磁滯289 | |
741磁化力(H)289 | |
742磁滯曲線與剩磁289 | |
75電磁感應291 | |
751相對運動291 | |
752感應電壓的極性291 | |
753感應電流292 | |
754磁場中載流導線的作用力(電機運動)292 | |
755法拉第定律293 | |
756楞次定律294 | |
76電磁感應的應用294 | |
761汽車機軸位置感測器294 | |
762直流發電機296 | |
763直流電動機297 | |
小結300目錄xiiixiv電路基礎(第6版)第II部分交流電路 | |
第8章交流電流與交流電壓簡介309 | 81正弦波309 |
811正弦波的極性310 | |
812正弦波的周期311 | |
813正弦波的頻率312 | |
814頻率與周期的關係313 | |
82正弦曲線電壓源315 | |
821交流發電機315 | |
822電信號發生器318 | |
83正弦波形的電壓值與電流值319 | |
831瞬時值319 | |
832峰值319 | |
833峰峰值320 | |
834均方根值320 | |
835平均值321 | |
84正弦波的角度測量322 | |
841角度測量322 | |
842弧度/度轉換323 | |
843正弦波的角度324 | |
844正弦波的相位324 | |
85正弦波公式326 | |
851正弦波公式的推導327 | |
852正弦波相移的表示328 | |
86交流電路中的歐姆定律與基爾霍夫定律330 | |
87DC與AC電壓的疊加332 | |
88非正弦波形334 | |
881脈衝波形334 | |
882重複脈衝335 | |
883方波336 | |
884脈衝波形的平均值336 | |
885三角波形與鋸齒波形337 | |
886諧波339 | |
89示波器341 | |
891數字示波器342 | |
892模擬示波器345 | |
小結351 | |
第9章電容器365 | 91基本電容器365 |
911基本結構365 | |
912電容器如何存儲電荷366 | |
913電容器367 | |
914電容器如何存儲能量369 | |
915額定電壓370 | |
916溫度係數370 | |
917泄漏370 | |
918電容器的物理特性370 | |
919物理參數表示的電容公式371 | |
92電容器的類型372 | |
921固定電容器373 | |
922可變電容器377 | |
923電容器標籤378 | |
93串聯電容器378 | |
931串聯總電容的一般公式380 | |
932電容器電壓381 | |
94並聯電容器382 | |
95直流電路中的電容器384 | |
951電容器充電384 | |
952電容器放電385 | |
953充放電時的電流與電壓385 | |
954RC時間常數386 | |
955充電與放電曲線387 | |
96交流電路中的電容器391 | |
961容抗XC391 | |
962電容性交流電路的歐姆定律393 | |
963電流超前電容器電壓90°394 | |
964電容器的功率394 | |
97電容器的應用396 | |
971電存儲器396 | |
972電源濾波397 | |
973直流阻隔和交流耦合398 | |
974電源線去耦合399 | |
975旁路399 | |
976信號濾波器399 | |
977計時電路400 | |
978計算機存儲器400 | |
98電容器測試401 | |
981歐姆表檢測401 | |
982應用LCR電錶測試電容值以及其他的參數401 | |
小結403 | |
第10章RC電路417 | 101RC電路的正弦響應417 |
102串聯RC電路的阻抗與相位角419 | |
103串聯RC電路的分析421 | |
1031歐姆定律421 | |
1032電流與電壓間的相位關係423 | |
1033阻抗隨頻率的變化425 | |
1034相位角隨頻率的變化426 | |
104並聯RC電路的阻抗與相位角428 | |
105並聯RC電路的分析430 | |
1051電流與電壓的相位關係432 | |
1052由並聯形式至串聯形式的轉換433 | |
106串並聯RC電路的分析435 | |
1061總阻抗Ztot的測量437 | |
1062相位角θ的測量437 | |
107RC電路的功率439 | |
1071RC電路的功率三角形440 | |
1072功率因素440 | |
1073功率因素的意義441 | |
108基本應用443 | |
1081RC滯后網路443 | |
1082RC超前網路446 | |
1083RC電路的頻率選擇性447 | |
1084將交流信號耦合至直流偏置網路 | |
小結462 | |
第11章電感器476 | 111基本電感器476 |
1111自感477 | |
1112能量存儲477 | |
1113電感的物理特性477 | |
1114繞線電阻478 | |
1115繞線電容479 | |
1116法拉第定律回顧479 | |
1117楞次定律480 | |
112電感器的類型481 | |
113串聯電感器483 | |
114並聯電感器484 | |
115直流電路中的電感器485 | |
1151RL時間常數485 | |
1152電感器的充電電流486 | |
1153電感器的放電電流488 | |
1154串聯RL電路中的感應電壓490 | |
1155指數公式492 | |
116交流電路中的電感器494 | |
1161感抗XL495 | |
1162電感性交流電路的歐姆定律496 | |
1163電流滯后電感器電壓90°497 | |
1164電感器的功率497 | |
1165品質因素(Q)499 | |
117電感器的應用499 | |
1171電源濾波器500 | |
1172RF扼流圈500 | |
1173調諧電路500 | |
118電感器測試501 | |
小結503 | |
第12章RL電路514 | 121RL電路的正弦響應514 |
122串聯RL電路的阻抗與相位角515 | |
123串聯RL電路的分析517 | |
123.1歐姆定律517 | |
123.2電流與電壓間的相位關係518 | |
123.3阻抗隨頻率的變化520 | |
123.4相位角隨頻率的變化521 | |
124並聯RL電路的阻抗與相位角522 | |
125並聯RL電路的分析525 | |
126串並聯RL電路的分析527 | |
127RL電路的功率531 | |
127.1RL電路的功率三角形531 | |
127.2功率因素的意義532 | |
127.3功率因素修正533 | |
128基本應用534 | |
128.1RL滯后網路534 | |
128.2RL超前網路536 | |
128.3RL電路的頻率選擇性538 | |
129故障診斷540 | |
小結546 | |
第13章RLC電路與諧振558 | 13.1串聯RLC電路的阻抗與相位角558 |
132串聯RLC電路的分析560 | |
133串聯諧振564 | |
1331諧振時的XL與XC相互抵消565 | |
1332串聯諧振頻率566 | |
1333串聯RLC電路中電壓與電流的振幅567 | |
1334串聯RLC電路的阻抗570 | |
1335串聯RLC電路的相位角572 | |
134串聯諧振濾波器572 | |
1341帶通濾波器573 | |
1342通帶帶寬574 | |
1343濾波器響應的半功率點575 | |
1344分貝測量575 | |
1345帶通濾波器的選擇性575 | |
1346諧振電路的品質因素(Q)及其在帶寬中的效應577 | |
1347帶阻濾波器578 | |
1348帶阻濾波器的特性580 | |
135並聯RLC電路581 | |
1351阻抗和相位角581 | |
1352電流關係582 | |
1353串並聯電路至並聯電路的轉換584 | |
136並聯諧振586 | |
1361理想並聯諧振條件586 | |
1362並聯諧振頻率587 | |
1363並聯諧振電路中的電流587 | |
1364儲能電路589 | |
1365非理想電路中的並聯諧振條件590 | |
1366阻抗隨頻率的變化591 | |
1367諧振時的電流與相位角591 | |
1368非理想電路的並聯諧振頻率592 | |
1369外部負載電阻對儲能電路的影響594 | |
137並聯諧振濾波器594 | |
1371帶通濾波器595 | |
1372負載對並聯諧振帶通濾波器選擇性的影響597 | |
1373帶阻濾波器599 | |
138應用600 | |
1381調諧放大器601 | |
1382接收機的天線輸入601 | |
1383接收機中的雙調諧變壓器耦合601 | |
1384電視接收機中的信號接收和分離602 | |
1385超外差式收音機603 | |
小結604 | |
第14章變壓器616 | 141互感616 |
1411耦合係數617 | |
1412互感公式617 | |
142基本變壓器618 | |
1421匝比620 | |
1422繞組的方向621 | |
143升壓變壓器622 | |
144降壓變壓器623 | |
145副邊負載623 | |
146折算負載625 | |
147阻抗匹配627 | |
148隔離變壓器630 | |
1481隔直作用631 | |
1482供電隔離631 | |
149實際變壓器632 | |
1491繞線電阻632 | |
1492磁芯損耗633 | |
1493磁漏633 | |
1494繞線電容633 | |
1495變壓器額定功率634 | |
1496變壓器效率634 | |
1410其他類型的變壓器635 | |
14101抽頭變壓器635 | |
14102多繞組變壓器637 | |
14103自耦變壓器638 | |
1411故障診斷639 | |
14111初級繞組開路639 | |
14112次級繞組開路639 | |
14113繞組的短路或者部分短路639 | |
小結643 | |
第15章反饋電路的時間響應653 | 151RC積分器653 |
1511電容器的充放電654 | |
1512電容器電壓655152RC積分器對單個脈衝輸入的響應655 | |
1521脈衝寬度等於或者大於5個時間常數655 | |
1522脈衝寬度小於5個時間常數656 | |
153RC積分器對重複脈衝輸入的響應660 | |
1531當電容器沒有完全充電與完全放電時660 | |
1532穩態時間響應662 | |
1533時間常數增長的作用663 | |
154RC微分器對單個脈衝輸入的響應665 | |
1541對單個脈衝的響應666 | |
1542微分器對單個脈衝響應的總結667 | |
155RC微分器對重複脈衝輸入的響應670 | |
156RL積分器對脈衝輸入的響應672 | |
157RL微分器對脈衝輸入的響應677 | |
158應用680 | |
1581計時電路681 | |
1582脈衝波形至直流的轉換682 | |
1583正向與負向觸發脈衝信號發生器682 | |
159故障診斷683 | |
1591電容器開路683 | |
1592電容器短路684 | |
1593電阻開路685 | |
小結688 | |
附錄A標準電阻值697 | |
附錄B電容的色碼錶示法和標記699 | |
附錄C電流源、諾頓定理和密耳曼定理703 | |
各章奇數練習題參考答案709 | |
術語表719 |