電路分析基礎(第2版)

普通高等學校電類規劃教材
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1.以“循序漸進,講透概念原理,打好電路基礎”為宗旨
2.淡化傳統的根據電路形式和結構對電路分類
3.強調根據分析方法對電路分類
4.本書第一版累計銷售16000冊,本版繼承了第1版的主要體系和結構,同時對內容進行凝練,并增加了近代電路理論的最新發展內容
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內容摘要

本書比較系統地介紹了電路的基本概念、基本理論和基本分析方法。
全書共11章。內容包括:基礎知識、等效變換分析法、線性網絡的一般分析方法、網絡定理、動態電路的瞬態分析——時域經典分析法、動態電路的瞬態分析——復頻域分析法、正弦穩態電路分析、耦合電感與變壓器、線性電路的頻率響應特性、雙口網絡、簡單非線性電阻電路分析。每章有豐富的例題和習題,并附有相應習題答案。
本書適用于通信、電子、計算機、自控類及相關專業本科教學使用,也可供有關科技人員參考。

目錄

第1章 基礎知識 1
1.1 電路與電路模型 1
1.1.1 電路 1
1.1.2 電路的形式與功能 2
1.1.3 電路模型與集中參數電路 3
1.2 電路分析的基本變量 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 功率及其參考方向、功率
正負號的意義 6
1.2.4 能量 8
1.3 電阻元件 8
1.3.1 理想電阻元件 8
1.3.2 工程中的電阻器 10
1.4 獨立電源元件 14
1.4.1 理想電壓源 14
1.4.2 理想電流源 15
1.5 基爾霍夫定律 16
1.5.1 基爾霍夫電流定律 17
1.5.2 基爾霍夫電壓定律 19
1.5.3 電路中電位的概念及
計算 20
1.6 受控源 21
1.7 兩類約束關系及其應用 24
習題一 25
第2章 等效變換分析法 30
2.1 單口電阻網絡的等效 30
2.1.1 串聯電阻電路 30
2.1.2 并聯電阻電路 31
2.1.3 混聯電阻電路 32
2.1.4 含受控源的單口電阻網絡等效化簡 34
2.2 實際電源的兩種電路模型及
 其等效變換 35
2.2.1 實際電源的電壓源模型 35
2.2.2 實際電源的電流源模型 36
2.2.3 兩種電源模型間的等效互換 36
2.3 含源單口網絡的等效化簡 38
2.3.1 幾種簡單獨立源電路的等效 38
2.3.2 含源單口網絡的等效化簡
(不含受控源) 39
2.3.3 含源單口網絡的等效化簡
(含受控源) 40
2.3.4 等效變換分析法在電路中的
應用 41
2.4 電源分裂(轉移)法 43
2.5 T-π變換 44
習題二 47
第3章 線性網絡的一般分析方法 51
3.1 支路分析法 51
3.1.1 2b法 51
3.1.2 支路電流分析法(1b法) 53
3.1.3 支路電壓分析法(1b法) 54
3.2 節點電位分析法 54
3.2.1 節點電位 54
3.2.2 節點方程及其一般形式 55
3.2.3 節點方程的特殊處理方法 58
3.3 回路電流分析法 61
3.3.1 回路電流 61
3.3.2 回路方程及其一般形式 61
3.3.3 回路方程的特殊處理方法 63
3.4* 割集分析法 66
3.4.1 樹的概念 67
3.4.2 割集與基本割集 68
3.4.3 割集分析法 69
習題三 71
第4章 網絡定理 74
4.1 疊加定理 74
4.2 替代定理 78
4.3 戴維南定理與諾頓定理 81
4.3.1 戴維南定理 82
4.3.2 諾頓定理 87
4.4 最大功率傳輸定理 89
4.5* 特勒根定理 91
4.6 互易定理 94
4.6.1 互易定理的三種形式及其
證明 94
4.6.2 互易定理的應用 96
4.7* 對偶原理 97
4.7.1 電路的對偶性 97
4.7.2 對偶原理 98
習題四 98
第5章 動態電路的瞬態分析——
 時域經典分析法 101
5.1 電容元件與電感元件 101
5.1.1 理想電容元件 101
5.1.2 理想電感元件 104
5.1.3 工程中的電容器和電感器 107
5.2* “缺失”的第4類基本
 元件—— 憶阻元件簡介 115
5.2.1 憶阻元件的預言 115
5.2.2 憶阻器研究的發展過程 116
5.3 換路定律與初始值的計算 117
5.3.1 過渡過程的產生 117
5.3.2 換路定律及其在初始值
求解中的應用 118
5.4 一階電路的自由響應和強制
 響應 121
5.4.1 求解非齊次方程的特解 121
5.4.2 求解齊次方程的通解 122
5.4.3 寫出電路的全解 123
5.5 一階電路的零輸入響應 123
5.5.1 具有初始儲能的電容器通過
電阻放電 124
5.5.2 具有初始儲能的電感通過
電阻放電 126
5.6 一階電路的零狀態響應 127
5.6.1 RC電路接通直流電壓源 127
5.6.2 RL電路接通直流電壓源 129
5.7 一階電路的全響應 130
5.8 恒定激勵下一階電路的三要
 素法 132
5.9 正弦信號激勵下的一階電路 135
5.10 階躍信號與階躍響應 138
5.10.1 單位階躍信號 138
5.10.2 單位階躍響應及其應用 140
5.11 微分電路與積分電路 142
5.11.1 微分電路 142
5.11.2 積分電路 143
5.11.3 脈沖序列作用下的RC
 電路 144
5.12 二階電路的瞬態分析 146
5.12.1 RLC串聯電路的零輸入
 響應 147
5.12.2 RLC串聯電路的零狀態
 響應 151
5.13* 電路中發生強迫躍變時的
 瞬態分析 153
5.13.1 沖激信號 153
5.13.2 發生強迫躍變的電路結構 156
5.13.3 強迫躍變后初始值的確定 157
5.13.4 瞬變過程分析舉例 160
習題五 161
第6章 動態電路的瞬態分析——
 復頻域分析法 169
6.1 拉普拉斯變換 169
6.1.1 拉普拉斯變換的定義 169
6.1.2 典型信號的拉普拉斯變換 169
6.2 拉普拉斯變換的基本性質 170
6.2.1 線性性 170
6.2.2 比例性(尺度變換) 170
6.2.3 時移性 171
6.2.4 頻移性 171
6.2.5 時域微分性 172
6.3 拉普拉斯反變換 173
6.3.1 F(s)的極點均為單極點 173
6.3.2 含重極點 174
6.4 拉普拉斯變換在微分方程
 求解中的應用 175
6.5 電路的復頻域模型及復頻域
 分析法 176
6.5.1 電阻元件的復頻域模型 176
6.5.2 電感元件的復頻域模型 176
6.5.3 電容元件的復頻域模型 177
6.5.4 復頻域分析法 177
習題六 178
第7章 正弦穩態電路分析 179
7.1 正弦信號 179
7.1.1 周期信號 179
7.1.2 正弦信號 180
7.2 正弦信號的相量表示法 185
7.2.1 復數及其運算 185
7.2.2 正弦信號的相量表示法 186
7.3 正弦穩態電路的相量模型 189
7.3.1 基本電路元件的正弦穩態
特性 189
7.3.2 基爾霍夫定律的相量形式 197
7.4 阻抗與導納 199
7.4.1 RLC串聯電路及其阻抗 199
7.4.2 GCL并聯電路及其導納 202
7.4.3 無源單口網絡的阻抗和
導納 204
7.4.4 阻抗與導納的串聯、并聯與
混聯 206
7.5 正弦穩態電路的相量分析法 211
7.5.1 回路電流分析法的相量
形式 211
7.5.2 節點電位分析法的相量
形式 212
7.5.3 戴維南定理的相量形式 214
7.5.4 正弦穩態電路的相量圖
求解法 215
7.6 正弦穩態電路的功率 216
7.6.1 單口網絡的功率 216
7.6.2 正弦穩態電路中的最大功率
傳輸定理 224
7.7 三相電路 228
7.7.1 三相電源與三相負載 229
7.7.2 基本連接方式 230
7.7.3 對稱三相電路的正弦穩態
分析 231
7.7.4 三相電路的功率 235
習題七 237
第8章 耦合電感與變壓器 244
8.1 耦合電感 244
8.1.1 耦合電感的伏安關系 245
8.1.2 耦合線圈的同名端 247
8.1.3 耦合電感的儲能 249
8.2 耦合電感電路分析 249
8.2.1 耦合電感的相量模型 249
8.2.2 耦合電感的串聯和并聯 251
8.2.3 耦合電感的去耦等效電路 255
8.2.4 耦合電感電路分析 257
8.3 空芯變壓器 259
8.3.1 空芯變壓器的電路方程 259
8.3.2 空芯變壓器的初級等效
電路 260
8.3.3 空芯變壓器的次級等效
電路 262
8.4 理想變壓器 264
8.4.1 理想變壓器的電壓、電流和
功率 265
8.4.2 理想變壓器的阻抗變換
性質 267
8.4.3 含理想變壓器電路的計算 269
8.5 鐵芯變壓器 270
8.5.1 鐵芯變壓器的工作原理 270
8.5.2 鐵芯變壓器的等效電路 273
習題八 275
第9章 線性電路的頻率響應特性 279
9.1 網絡函數與電路的頻率特性 279
9.2 RC電路的頻率特性 280
9.2.1 RC低通電路 280
9.2.2 RC高通電路 281
9.2.3 RC帶通電路 282
9.2.4 RC帶阻電路 283
9.2.5 RC移相電路(又稱全通
電路) 283
9.3 RLC串聯諧振電路 284
9.3.1 RLC串聯電路的諧振條件 284
9.3.2 RLC串聯電路的諧振特性 284
9.3.3 RLC串聯電路的頻率特性 286
9.3.4 RLC串聯諧振電路的
通頻帶 288
9.4 GLC并聯諧振電路 289
9.5 非正弦周期信號激勵下的穩態
 分析 291
9.5.1 非正弦周期信號表示為傅里葉級數 292
9.5.2 非正弦交流電路的穩態
響應 292
9.5.3 周期信號的有效值和功率 294
習題九 296
第10章 雙口網絡 299
10.1 雙口網絡方程與網絡參數 299
10.1.1 雙口網絡概述 299
10.1.2 雙口網絡方程 299
10.1.3 網絡參數 300
10.2 雙口網絡的等效電路 305
10.2.1 Z參數等效電路 305
10.2.2 Y參數等效電路 305
10.2.3 H參數等效電路 306

10.3 雙口網絡的基本連接 306
10.3.1 雙口網絡的串聯 306
10.3.2 雙口網絡的并聯 306
10.3.3 雙口網絡的級聯 307
10.4 雙口網絡的輸入輸出阻抗、
 影像阻抗與傳輸常數 308
10.4.1 雙口網絡的輸入輸出阻抗 308
10.4.2 雙口網絡的影像阻抗 309
10.4.3 雙口網絡的傳輸常數 310
10.5 回轉器與負阻抗變換器 311
10.5.1 回轉器 311
10.5.2 負阻抗變換器 312
習題十 313
第11章 簡單非線性電阻電路分析 315
11.1 含一個非線性電阻元件電路的
 分析 315
11.1.1 非線性電阻元件及其分類 315
11.1.2 非線性電阻電路解析法 316
11.1.3 非線性電阻電路圖解法 317
11.2 非線性電阻的串聯 、并聯和
 混聯 318
11.3 含理想二極管電路的分析 321
11.3.1 理想二極管的伏安特性 321
11.3.2 戴維南等效在含理想二極管
 電路分析中的應用 321
11.3.3 轉移特性曲線的求取 322
11.4 小信號分析 324
11.4.1 小信號模型 325
11.4.2 小信號分析法 326
11.5* 非線性電路中的混沌現象 327
11.5.1 混沌現象及其主要特征 327
11.5.2 混沌電路 329
習題十一 330
部分習題參考答案 332
參考資料 342

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作者介紹

周圍 重慶郵電大學通信與信息工程學院教授,碩士生導師,重慶郵電大學信產部移動通信重點實驗室學術帶頭人,兼任電路基礎教研中心主任。

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